合成氨、尿素的生产工艺.docx

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1、， 治理类，工作总结类，工作打算类文档， 下载合成氨、尿素的生产工艺合成氨指氮和氢在高温高 压和催化剂存在下直接合成的氨。别名 氨气， 分子式为 NH3，英文名： synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中 回收外，绝大局部是合成的氨。 名目 根本简介 构成觉察 工艺流程 催化 机理 争论现状根本简介 生产合成 氨的主要原料有自然气、石脑油、重质 油和煤等。 自然气制氨。自然气 先经脱硫，然后通过二次转化， 再分别 经过一氧化 合成氨 碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其 中尚含有一氧化碳和二氧化碳约 %， 经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比 为 3 的纯洁气，

2、经压缩机压缩而进入氨 合成回路， 制得产品氨。以石脑油为原 料的合成氨生产流程与此流程相像。 重质油制氨。重质油包括各种深度加 工所得的渣油，可用局部氧化法制得合，治理类，工作总结类，工作打算类文档，感谢阅读下载 1 成氨原料气，生产过程比自然气蒸气转 化法简洁，但需要有空气分别装置。空 气分别装置制得的氧用于重质油气化， 氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱 除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 煤制氨。随着石油化工和自然气化工的 进展，以煤为原料制取氨的方式在世界 上已很少承受。 用途氨主要用于制 造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的 12%。 硝酸、各种含氮的无机盐及有

3、机中间体、 磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡 胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作 制冷剂。 贮运商品氨中有一局部是以 液态制造厂运往外地。此外，为保证制 造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需 平衡，防止因短期事故而停产，需设置 液氨库。液氨库依据容量大小不同，有 不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液 氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。构成觉察德国化学家哈伯 (，1868-1934)从 1902 年开头争论氮气和氢气 合成氨合成直接合成氨。于 1908 年申请专利，即 “循环法 ”，在此根底上，他连续争论，于 1909 年改进了合成，氨的含量 到达 6%以上。这是目前工业普遍承受

4、的直接合成法。反响过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反响后的气体中分别出来，未反响 气和颖氢氮气混合重参与合成反 应。 合成氨反响式如下： N2+3H2 2NH3(该反响为可逆反响，等号上反响条件为： “高温高压 ”，下为： “催化合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。 经过近百年的进展， 合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各 有特色的工艺流程，但都是三个根本部 分组成， 即原料气制备过程、净化过程 以及氨合成过程。 氨是重要的无 机化工产品之一，在国民经济中占有重 要地位。除液氨可直接作为肥料外，农 业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、 磷酸铵、氯化铵以及各种

5、含氮复合肥，亿吨以上，其中约有0%的氨用来生产都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已到达 1化学肥料， 20%作为其它化工产品的原料。 工艺流程(1)原料气制备将煤和自然气等原料制成含氢和氮的粗原 料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采 用气化的方法制取合成气；渣油可承受 非催化局部氧化的方法获得合成气；对 气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸 汽转化法制取合成气。 (2)净化对 粗原料气进展净化处理，除去氢气和氮 气以外的杂质，主 合成氨厂内部 构造 要包括变换过程、脱硫脱碳过 程以及气体精制过程。 一氧化碳 变换过程 在合成氨生产中，各种 方法制取的原料气都含有 CO，

6、其体积分 数一般为 12%40%。合成氨需要的两种 组分是 H2 和 N2，因此需要除去合成气 中的 CO 。变换反响如下：CO+H2O H2+CO2= -/mol0298H 于 CO 变换过程是强放热过程，必需分 段进展以利于回收反响热，并掌握变换 段出口剩余 CO 含量。第一步是高温变 换，使大局部CO 转变为 CO2 和 H2；第 二步是低温变换，将 CO 含量降至 %左 右。因此，CO 变换反响既是原料气制造 的连续，又是净化的过程，为后续脱碳 过程制造条件。 脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气，都含有一些 硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产 过程催化剂的中毒，必需在氨合成工序前加以

7、脱除，以自然气为原料的蒸汽转 化法，第一道工序是脱硫，用以保护转 化催化剂，以重油和煤为原料的局部氧 化法，依据一氧化碳变换是否承受耐硫 的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫 方法种类很多，通常是承受物理或化学 吸取的方法，常用的有低温甲醇洗法 (Rectisol) 、聚乙二醇二甲醚法(Selexol) 等。 粗原料气经 CO 变换以后， 变 换气中除 H2 外，还有 CO2、CO 和CH4 等组分，其中以 CO2 含量最多。 CO2 既 是氨合成催化剂的毒物， 又是制造尿素、(HCO+3H2CH4+H2O= -/mol029碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换 气中CO2 的脱除必需兼顾这两方面

8、的要 求。 一般承受溶液吸取法脱除 CO2。依据吸取剂性能的不同，可分为 两大类。一类是物理吸取法，如低温甲 醇洗法 (Rectisol) ，聚乙二醇二甲醚法 (Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸 收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法， 活化 MDEA 法，MEA 法等。 气 体精制过程 经 CO 变换和 CO2 脱除后的原料气中尚含有少量剩余的 CO 和 CO2。为合成氨生产线主控室 了防止对氨合成催化剂的毒害， 规定CO 和 CO2 总含量不得大于 10cm3/m3(体积分数 )。因此，原料气在 进入合成工序前，必需进展原料气的最 终净化，即精制过程。 目前在工 业生产中，最终净化方

9、法分为深冷分别 法和甲烷化法。深冷分别法主要是液氮 洗法，是在深度冷冻CO2+4H2 CH4+2H2O= -/mol0298H (3)氨合成将纯洁的氢、氮混合气压缩到 高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的 合成是供给液氨产品的工序，是整个合 成氨生产过程的核心局部。氨合成反响 在较高压力和催化剂存在的条件下进 行，于反响后气体中氨含量不高，一般 只有 10%20%，故承受未反响氢氮气循 环的流程。氨合成反响式如 下： N2+3H2 2NH3(g)= -/mol 催化机理热力学计算说明，低温、高压对合成氨 反响是有利的，但无催化剂时，反响的 活化能很高，反响几乎不发生。当承受 铁催化剂时， 于转变

10、了反响历程，降低 了反响的活化能， 使反响以显著的速率 进展。目前认为，合成氨反响的一种可 能机理，首先是氮分子在铁催化剂外表 上进展化学吸附，使氮原子间的化学键 减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地 跟外表上的氮分子作用，在催化剂外表上逐步生成NH、NH2 和 NH3，最 后 氨分子在外表上脱吸而生成气态的氨。上述反响途径可简洁地表示为：xFe+N2 FexNFexN+H 吸- FexNH FexNH2 FexNH3xFe+NH3FexNH+H 吸FexNH2+H 吸在无催化剂时，氨的合成反响的活化能很高，大约335kJ/mol。参加铁催化剂后，反响以生 成氮化物和氮氢化物两个阶段进展。第 一

11、 阶段 的 反 应 活 化 能 为 126kJ/mol 167kJ/mol，其次阶段的反响活化能为13kJ/mol。于反响途径的转变， 降低了反应 的 活 化 能 ，合 成 氨 储 气罐因而反响速率加快了。 催化剂的 催化力量一般称为催化活性。 有人认为： 于催化剂在反响前后的化学性质和质量 不变，一旦制成一批催化剂之后，便可 以永久使用下去。实际上很多催化剂在 使用过程中，其活性从小到大，渐渐达 到正常水平，这就是催化剂的成熟期。 接着，催化剂活性在一段时间里保持稳 定，然后再下降，始终到年轻而不能再 使用。活性保持稳定的时间即为催化剂， 治理类，工作总结类，工作打算类文档， 下载的寿命，其

12、长短因催化剂的制备方法和 使用条件而异。 催化剂在稳定活 性期间，往往因接触少量的杂质而使活 性明显下降甚至被破坏，这种现象称为 催化剂的中毒。一般认为是于催化剂表 面的活性中心被杂质占据而引起中毒。 中毒分为临时性中毒和永久性中毒两 种。例如，对于合成氨反响中的铁催化剂，O2、CO、CO2 和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯洁的氢、氮混合气 体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性 又能恢复，因此这种中毒是临时性中毒。 相反，含P、S、As 的化合物则可使铁催 化剂永久性中毒。催化剂中毒后，往往 完全失去活性， 这时即使再用纯洁的氢、 氮混合气体处理， 活性也很难恢复。催 化剂中毒会严峻影响生产

13、的正常进展。 工业上为了防止催化剂中毒，要把反响 物原料加以净化，以除去毒 物，这样就 要增加设备，提高本钱。因此， 研制具 有较强抗毒力量的型催化剂，是一个 重要的课题。 争论现状 解精选9公文范文，治理类，工作总结类，工作打算类文档，感谢阅读下载， 治理类，工作总结类，工作打算类文档， 下载放前中国只有两家规模不大的合成氨厂，解放后合成氨工业有了快速进展 年到达万吨，成为世界上产量最高的国 家之一。中国引进了一批年产 30 万吨氮 肥的大型化肥厂设备。中国自行设计和 建筑的上海吴泾化工厂也是年产 30 万吨 氮肥1949 年全国氮肥产量仅万吨，而 1982的大型化肥厂。这些化肥 厂以自然气

14、、石油、炼油气等为原料， 生产中能量损耗低、产量高，技术和设 备都很先进。 化学模拟生物固氮 的重要争论课题之一，是固氮酶活性中 心构造的争论。固氮酶铁蛋白和钼铁蛋 白这两种含过渡金属的蛋白质组合而 成。铁蛋白主要起着电子传递输送的作 用，而含二个钼原子和二三十个铁和硫原子的钼铁蛋白是络合 N2 或其他反响 物分 子 ， 并 进 行 反合 成 氨 厂应的活性中心所在之处。关于活性中心 的构造有多种看法，目前尚无定论。从各种底物结合物活化和复原加氢试验来 看， 含双钼核的活性中心较为合理。中 国有两个精选1公0文范文，治理类，工作总结类，工作打算类文档，感谢阅读下载， 治理类，工作总结类，工作打

15、算类文档， 下载争论组于 19731974 年间，不 约而同地提出了含钼铁的三核、四核活 性中心模型， 能较好地解释固氮酶的一 系列性能，但其构造细节还有待依据 的试验结果准确化。国际上有关 的争论成果认为，温顺条件下的固氮作 用一般包含以下三个环节： 络 合过程。它是用某些过渡金属的有机络 合物去络合 N2，使它的化学键减弱； 复原过程。它是用化学复原剂或其他 复原方法输送电子给被络合的 N2，来拆 开 N2 中的 N N 键；加氢过 程。它是供给 H+来和负价的 N 结合，生 成 NH3 。化学模拟生物固氮工作的一个主要困难是， N2 络合了但根本上没有活化，或络合活化了，但活化得很 不够

16、。所以，稳定的双氮基络合物一般 在温顺条件下通过化学复原剂的作用只 能析出N2，从不稳定的双氮络合物复原 制出的NH3 的量相当微少。 因此迫切需要从理论上深入分析，以便找出突破的 途径。 固氮酶的生物化学和化学 模拟工作已取得肯定的进展，这必将有 力地推动络合催精选1公1文范文，治理类，工作总结类，工作打算类文档，感谢阅读下载， 治理类，工作总结类，工作打算类文档， 下载化的争论，特别是对寻 找催化效率高的合成氨催化剂，将是一 个有力的促进。 化肥厂尿素 生产工艺流程简介1.尿素的物理 性质 : 化学名称叫碳酰二胺 ,分子式为CO(NH2)2, 分子量为含氮量为 %,是含氮量最高的固体氮肥

17、.由于人类及哺乳动物 的尿液中含有这种物质 ,并且鲁爱耳在 1773年蒸发人尿是觉察了它 ,故称为尿 素.尿素为无色 ,无味 ,无臭的针状或棱状 结晶.在 20- 40 度温度下 ,晶体的比重为克 /cm3.尿素易溶于水和氨 ,也溶于醇 ,包装 和贮存要留意防潮 .2.尿素的用途和产品标准 .主要用作肥料 ,饲料和工业 原料.在工业上尿素作为高聚物的合成原 料 ,用来制成甲醛树脂 ,用于生产塑料 ,涂 料和黏合剂 .尿素也用于医药 ,制革 ,颜料 等部门 .国家指标 GB2440-91 尿素技术 指标 .3.生产尿素的原料主要是液，治理类，工作总结类，工作打算类文档，感谢阅读下载 12 氨和二

18、氧化碳气体 ,液氨是合成氨厂的主要产品 ,二氧化碳气体是合成氨原料气 净化的副产品 .合成尿素用的液氨要求纯度高于 %,油含量小于 10PPm,水和惰性 物小于 %并不含催化剂粉 ,铁锈等固体杂 质 . 要求二氧化碳的纯度大于 %,硫化物 含量低于 15mg/Nm3.4.尿素的生产方法和过程 尿素的合成分两步进展 ,主 要化学反响 为 :NH3 液 +CO2 气 =NH4COONH3=QNH4COONH2=CONH2+H2O-Q 工业过程为 1.液氨与二氧化碳的净化与提压 输送 2. 液 氨 与 二 氧 化 碳 合 成 尿 素3.尿素熔融物与未反响物的分别与回收 4.尿素溶液的蒸发 ,造粒 .老系统选 用的是水溶液全循环法 .该法是利用碳酸 稀溶液吸取未反响的氨与二氧化碳生成 甲胺或碳酸氨溶液 ,再利用循环泵送回合 成塔,于未反响的氨和二氧化碳呈水溶液 形态进展循环 ,故动力消耗较小 ,流程也 较简洁 ,投资也省 .，治理类，工作总结类，工作打算类文档，感谢阅读下载