合成氨工艺优秀课件.ppt
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1、合成氨工艺合成氨工艺第1页,本讲稿共23页1 概述概述概述概述一、合成氨的重要性一、合成氨的重要性生产氮肥、硝酸盐、胺、纤维、染料等。生产氮肥、硝酸盐、胺、纤维、染料等。二、原料路线二、原料路线直接原料:氢和氮直接原料:氢和氮以下方法获得粗原料气:氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳以下方法获得粗原料气:氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳第2页,本讲稿共23页粗原料气变换:粗原料气变换:变换气以氢气、氮气、二氧化碳为主,其中氢分子变换气以氢气、氮气、二氧化碳为主,其中氢分子与氮分子之比为:与氮分子之比为:3:1除杂净化得到合乎要求的氢氮混合气。除杂净化得到合乎要求的氢氮混合气。第3页,本讲稿共23页三、
2、氨合成原则流程和各化学反应过程相互关系三、氨合成原则流程和各化学反应过程相互关系 氨合成这一步最困难,工艺条件要求也最严格,是主氨合成这一步最困难,工艺条件要求也最严格,是主 要化学反应过程,应首先进行优化。要化学反应过程,应首先进行优化。第4页,本讲稿共23页2 氨合成的氨合成的热力学基力学基础一、氨合成反应与反应热一、氨合成反应与反应热第5页,本讲稿共23页二、反应平衡常数二、反应平衡常数第6页,本讲稿共23页三、影响平衡时氨浓度的因素三、影响平衡时氨浓度的因素1、氢氮比、氢氮比R:R=3(此时此时y最大最大)2、温度:温度越低,、温度:温度越低,Kp越大。低温催化剂为发展方向。越大。低温
3、催化剂为发展方向。3、压力:压力越大,平衡浓度越大。、压力:压力越大,平衡浓度越大。4、惰性气体含量:有较大的影响。、惰性气体含量:有较大的影响。第7页,本讲稿共23页3.氨合成氨合成动力学力学一、催化剂一、催化剂 铁催化剂:铁催化剂:A10型催化剂:活化能约型催化剂:活化能约170KJ/mol,起燃温度,起燃温度370度,耐热温度度,耐热温度510度,活性最高时的温度度,活性最高时的温度450度左右,粒度左右,粒径径2.213mm.第8页,本讲稿共23页二、反应动力学二、反应动力学第9页,本讲稿共23页第10页,本讲稿共23页不同粒度催化剂、压力不同粒度催化剂、压力不同粒度催化剂、压力不同粒
4、度催化剂、压力30MPa30MPa30MPa30MPa、空速、空速、空速、空速30000h-130000h-130000h-130000h-1时,不同温度时,不同温度时,不同温度时,不同温度下的反应结果:下的反应结果:下的反应结果:下的反应结果:低温时:低温时:化学动力学控化学动力学控制,氨含量不受制,氨含量不受颗粒大小影响;颗粒大小影响;高温时:高温时:内扩散内扩散控制,小颗粒催控制,小颗粒催化剂效果较好。化剂效果较好。第11页,本讲稿共23页4.氨的合成与分离氨的合成与分离一、工艺条件的优化一、工艺条件的优化1、温度:、温度:400510度度(可逆放热反应,最快反应速(可逆放热反应,最快反
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