年产10万吨合成氨合成工艺设计(4)

菜单

1909年德国的Friz Haber开始氢和氮在高温高压下，以锇为催化剂制得了浓度为6%的氨。由于氨浓度过低，Haber提出先冷凝分离出大部分氨，再将未反应气体送回合成段，从而实现了工业化。

5年后 Haber和Caal Bosch开发了铁催化剂，并找到了廉价的原料制取氢氮混合气的方法等一系列问题。

1913年9月9日在Oppan建成了第一套工业化合成氨装置。从第一次实验室制氨到工业化生产氨，整整用了159年。

1.3 工艺流程的确定源'自:751-'论.文'网"]www.751com.cn

合成氨中，制取氢氮合成气的原料主要有以下几种：

(1) 以煤为原料的中小型合成氨流程，特点是生产能力较低，吨氨能耗较高，如碳化工艺流程、三催化剂净化流程[6]。

(2) 以天然气为原料的大型合成氨流程，采用蒸汽转化、热法净化生产方法，特点是生产能力大，设备效率和能量利用率高，吨氨能耗小[6]。

(3) 以重油(或煤)为原料的大型合成氨流程，采用部分氧化、冷法净化生产方法，特点是生产能力大，吨氨能耗较小[6]。

氨的合成是合成氨生产的最后一道工序，其任务是将经过精制的氢氮混合气在催化剂的作用下多快好省地合成为氨。工业上合成氨的各种工艺流程一般以压力的高低来分类[5]。

(1) 高压法：操作压：70～100MPa，反应温度：550～650℃。

优点是合成效率高，氨易分离。故流程、设备较紧凑。但放出的热量多，催化剂易过热而失活，降低催化剂寿命。对设备制造、材质要求较高，投资费用大。目前工业上很少采用此法生产。

(2) 中压法：操作压：20～60MPa，反应温度：450～550℃。

目前此法技术比较成熟，经济性比较好。世界上普遍采用此法。

(3) 低压法：操作压：10MPa左右，反应温度：400～450℃。

优点，由于操作压力和温度较低，故对设备要求低，易管理，且催化剂的活性较高。但所用催化剂易中毒，因此对原料气的精制纯度要求严格。又因操作压力低，氨合成率低，难分离，流程复杂。实际生产已不采用此法。

由于煤在我国储量大，应用广，所以大多是以煤为原料生产合成气的，但是以煤为原料生成的合成气，在后续合成段需要净化处理，不然会是催化剂中毒。而以天然气为原料则不会代入新的杂质，进入合成段可直接使用，因此，本设计选用天然气为原料生产合成气。

从化学平衡和化学反应速率角度看，提高操作压是有利的。生产上操作压选择的主要依据是能量消耗[4]。

751论文网手机版...