合成氨工段生產(chǎn)工藝

1、2015合成氨生產(chǎn)工藝目錄1氨的性質(zhì)2合成氨工業(yè)產(chǎn)品的用途3合成氨催化劑4合氨的生產(chǎn)設(shè)備成5合成氨的生產(chǎn)工藝1/氨的性質(zhì)分子式分子式nh3nh3，無(wú)色氣體，無(wú)色氣體, ,有刺激性有刺激性惡臭味，熔點(diǎn)惡臭味，熔點(diǎn)-77.7-77.7。沸點(diǎn)。沸點(diǎn)- -33.3533.35。蒸氣與空氣混合物爆炸極限蒸氣與空氣混合物爆炸極限161625%(25%(最易引燃濃度最易引燃濃度17%)17%)液態(tài)氨將侵蝕某些塑料制品液態(tài)氨將侵蝕某些塑料制品, ,橡橡膠和涂層。膠和涂層。2/合成氨工業(yè)產(chǎn)品的用途工業(yè)上用氨氣來(lái)通過(guò)氧化制造硝工業(yè)上用氨氣來(lái)通過(guò)氧化制造硝酸，而硝酸是重要的化工原料。酸，而硝酸是重要的化工原料。還可

2、以制造化肥還可以制造化肥。氨氣用途廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、軍事、制藥廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、軍事、制藥工業(yè)、紗罩業(yè)工業(yè)、紗罩業(yè)氨水用途軍事1有機(jī)工業(yè)醫(yī)藥其它2342/合成氨工業(yè)產(chǎn)品的用途作為一種堿性消毒劑，用于消毒沙林類毒劑。用作胺化劑，生產(chǎn)熱固性酚醛樹(shù)脂的催化劑用稀氨水醫(yī)治暈倒和昏厥，并作皮膚刺激藥和消毒藥。也用作洗滌劑、中和劑、生物堿浸出劑氨水的用途合成氨工藝流程圖3/合成氨催化劑將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產(chǎn)品的工序，是整氨的合成是提供液氨產(chǎn)品的工序，是整個(gè)合成氨生產(chǎn)過(guò)程的核心部分。個(gè)合成氨生產(chǎn)過(guò)程

3、的核心部分。3.1合成氨定義合成氨定義3/合成氨催化劑氨合成反應(yīng)在較高壓力和催化劑存在的氨合成反應(yīng)在較高壓力和催化劑存在的條件下進(jìn)行。條件下進(jìn)行。n n2 2+3h+3h2 22nh2nh3 3(g)=-92.4kj/mol(g)=-92.4kj/mol3.1合成氨定義合成氨定義3/合成氨催化劑熱力學(xué)計(jì)算表明，低溫、高壓對(duì)合成氨熱力學(xué)計(jì)算表明，低溫、高壓對(duì)合成氨反應(yīng)是有利的。當(dāng)采用鐵催化劑時(shí)，由反應(yīng)是有利的。當(dāng)采用鐵催化劑時(shí)，由于改變了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化于改變了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)以顯著的速率進(jìn)行。能，使反應(yīng)以顯著的速率進(jìn)行。3.2催化機(jī)理催化機(jī)理3/合成氨催化劑首先是

4、氮分子在鐵催化劑表面上進(jìn)行化首先是氮分子在鐵催化劑表面上進(jìn)行化學(xué)吸附，使氮原子間的化學(xué)鍵減弱。學(xué)吸附，使氮原子間的化學(xué)鍵減弱。xfe+nxfe+n2 2fexnfexn3.2催化機(jī)理催化機(jī)理3/合成氨催化劑接著是化學(xué)吸附的氫原子不斷地跟表面接著是化學(xué)吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成生成nhnh、nhnh2 2和和nhnh3 33.2催化機(jī)理催化機(jī)理3/合成氨催化劑fexn+hfexnhfexn+hfexnhfexnh+hfexnhfexnh+hfexnh2 23.2催化機(jī)理催化機(jī)理3/合成氨催化劑最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態(tài)的

5、最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態(tài)的氨。氨。fexnhfexnh2 2+hfexnh+hfexnh3 3xfe+nhxfe+nh3 33.2催化機(jī)理催化機(jī)理3/合成氨催化劑催化劑在使用過(guò)程中，其活性從小到大，催化劑在使用過(guò)程中，其活性從小到大，逐漸達(dá)到正常水平，接著，催化劑活性逐漸達(dá)到正常水平，接著，催化劑活性在一段時(shí)間里保持穩(wěn)定，然后再下降，在一段時(shí)間里保持穩(wěn)定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用。一直到衰老而不能再使用。3.3催化劑的壽命催化劑的壽命3/合成氨催化劑對(duì)于合成氨反應(yīng)中的鐵催化劑：對(duì)于合成氨反應(yīng)中的鐵催化劑：o2o2、coco、co2co2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。這和水蒸氣等

6、都能使催化劑中毒。這種中毒是暫時(shí)性中毒：利用純凈的氫、種中毒是暫時(shí)性中毒：利用純凈的氫、氮混合氣體通過(guò)中毒的催化劑時(shí)，催化氮混合氣體通過(guò)中毒的催化劑時(shí)，催化劑的活性又能恢復(fù)。劑的活性又能恢復(fù)。3.4催化劑中毒催化劑中毒3/合成氨催化劑含含p p、s s、asas的化合物則可使鐵催的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中毒后，化劑永久性中毒。催化劑中毒后，往往完全失去活性。往往完全失去活性。3.4催化劑中毒催化劑中毒4/合成氨生產(chǎn)設(shè)備4.1 合成壓縮機(jī)合成壓縮機(jī)4/合成氨生產(chǎn)設(shè)備4.2 合成塔合成塔氨合成塔是在高壓、高溫下用來(lái)使氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生催化反應(yīng)進(jìn)行氨合成的設(shè)備。 現(xiàn)在工業(yè)上氨合成是在壓力 15.230.4mpa、溫度 400520下進(jìn)行的，為防止高壓、高溫下氫氣對(duì)鋼的腐蝕，氨合成塔由耐高壓的封頭、外筒和裝在筒體耐高溫的內(nèi)件組成。4/合成氨生產(chǎn)設(shè)備4.2 合成塔合成塔內(nèi)件外有保溫層，操作時(shí)進(jìn)塔的冷氣體流過(guò)內(nèi)、外筒間的環(huán)隙，從而避免外筒溫度過(guò)高。外筒只承受高壓，可用低合金高強(qiáng)度鋼制作。內(nèi)件雖然是在高溫下操作，但是只承受氨合成塔進(jìn)出口的壓力差。4/合成氨