氨合成技术毕业论文

1.合成氨的工艺流程 (1)原料气制备 将煤和天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；渣油可采用非催化部分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 对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ① 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，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。变换反应如下： CO+H2OH→2+CO2 = 0298HΔ 由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分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变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。 ② 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，必须在氨合成工序前加以脱除，以天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部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，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、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。 一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，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。 4 ③ 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残余的CO和CO2。为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，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。 目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下： CO+3H2→CH4+H2O = 0298HΔ CO2+4H2→CH4+2H2O = 0298HΔ (3)氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下： N2+3H2→2NH3(g) =

德国化学家哈伯(， 1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下：N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温 高压",下为:"催化剂")合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。

化学化工环境1.喜树发根培养及培养基中次生代谢产物的研究2.虾下脚料制备多功能叶面肥的研究3.缩合型有机硅电子灌封材料交联体系研究4.棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂合成与性能研究5.酶法双甘酯的制备6.硅酸锆的提纯毕业论文7.腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究8.羟基磷灰石的制备及对4-硝基苯酚吸附性能的研究9.铝合金阳极氧化及封闭处理10.贝氏体白口耐磨铸铁磨球的研究等离子喷涂设备的调试与工艺试验高温旋风除尘器开发设计13.玻纤增强材料注塑成型工艺特点的研究14.年处理30万吨铜选矿厂设计15.年处理60万吨铁选厂毕业设计16.广东省韶关市大宝山铜铁矿井下开采设计17.日处理1750吨铅锌选矿厂设计聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计19.年产50万吨焦炉鼓冷工段工艺设计20.年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计23.金属纳米催化剂的制备及其对环己烷氧化性能的影响24.高温高压条件下浆态鼓泡床气液传质特性的研究25.新型纳米电子材料的特性、发展及应用26.发达国家安全生产监督管理体制的研究27.工伤保险与事故预防28.氯气生产与储存过程中危险性分析及其预防29.无公害农产品的发展与检测30.环氧乙烷工业设计31.年产21000吨乙醇水精馏装置工艺设计32.年产26000吨乙醇精馏装置设计33.高层大厦首层至屋面消防给水工程设计34.某市航空发动机组试车车间噪声控制设计35.一株源于厌氧除磷反应器NL菌的鉴定及活性研究36.一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究37.广州地区酸雨特征及其与气象条件的关系38.超声协同硝酸提取城市污泥重金属的研究39.脱氨剂和铁碳法处理稀土废水氨氮的研究40.稀土超磁致伸缩材料扬声器研制41.纳米氧化铋的发展42.海泡石TiO2光敏催化剂的制备及其研究43.超磁致伸缩复合材料的制备44.钙钛矿型无铅压电陶瓷的制备和性能研究毕业论文法在硅基板上制备硅化钛纳米线46.浅层地热能在热水系统中的利用初探及其工程设计47.输配管网的软件开发

合成氨工业是基础化学工业之一，其产量居各种化工产品的首位，氨本身除了是主要的氮肥原料外，亦是重要的化工原料，可制成各种炸药。同时氨，尿素和硝酸也是氨基树脂，聚酰胺树脂，硝化纤维素等高分子化合物的原料。以其为原料可以制得塑料，合成纤维，油漆，感光材料等产品。对于一氧化碳，氢气合成气等生产氨的原料，可进行综合利用，以联产甲醇及羧基合成甲醇，醋酸，酸酐等一系列碳一化工产品，减少废物的排放，减轻对对环境的污染。提高企业经济效益，实现可持续发展已成为当今合成氨工业生产技术发展方向。国际上随着人口的增长对农作物增长的需求和环境绿化面积的扩大而不断增加对合成氨的需求量[1]。 据资料统计：1997 年世界合成氨年产量达。预计2000 年产量将达。其化肥用氨分别占氨产量的和。我国1996 年合成氨产量已达，专家预测2000 年将达36Mt，2020 年将增加至45Mt。即今后20 年间将增加到现在的 倍。因而合成氨的持续健康发展还有相当长的路要走。未来我国合成氨氮肥的实物产量将会超过石油和钢铁。合成氨工业是农业的基础。它的发展对我国国民经济的发展有重大影响。因此，我国现有众多的化肥生产装置应成为改造扩建增产的基础。我国七十至九十年代先后重复引进30 多套大化肥装置，耗费巨额资金，在提高了化肥生产技术水平的同时，也受到国外的制约。今后我国应在引进国外先进技术的基础上着力国内开发研究自力更生，走出一条具有中国特色的社会主义民族工业的发展道路。过去引进建设一套大型化肥装置，耗资数十亿元。当今走改造扩建增产的道路，可使投资节省1/2—2/3的巨额资金用于农田水利建设和农产品深加工，这一举措将在加快农村经济发展，提高农民生活水平，缩小城乡差距发挥重要作用[2]。 国内外研究现状及发展前景 以煤为原料制氨是今后我国合成氨工业发展方向。现今世界煤探明储量相当于石油储量。世界煤可开采资源为×1014t预计可开采年限在65年以上，我国地域辽阔，矿藏丰富，煤将会成为我国未来的主要资源。 利用廉价水电电解水制氨开发[3]。我国水利资源丰富，潜在的水利资源达数亿万千瓦的水力发电，开发利用能提供廉价的电能，用以电解分离出氢气和氧气，再用氧气同水煤浆汽化生产合成氨、甲醇及碳一化工产品。合成氨和碳一化学品在水力资源丰富地区，开发建设水电同煤炭生产化肥、动力燃料及化工产品，亦是可靠的能源基础，可作为今后开发利用的方向[4]，LCA技术合成氨[5]。 未来我国合成氨工业发展方向目前国外合成氨生产规模发展趋势是提高单系列生产能力[6]。未来氨装置单系列生产能力为日产2kt，尿素装置相应为。新建单系列投资相比双系列可降低20%。目前我国合成氨日产2kt 大型系列应走老厂改扩道路，在现有日产1kt合成氨装置上采用在二段转化炉加氧，使合成气生产能力加翻，达日产2kt，再进行氨合成配套，同时采用高压变换气气提法将氨加工成尿素，这种方法可代替脱除CO2 装置，以平衡增产氨和氨的加工产品的生产能力。这种改造投资还不到新建的1/2。同时随着将来天然气的成网配置，对30多套大型合成氨装置改扩后，每年就能够增产合成氨近10Mt，同时提高了天然气原料制氨的比重。在产品多样化的当代，从制氨用合成气出发，在制取合成氨的同时，联产甲醇和碳一化工产品，已成为资源综合利用的有效途径。随着深度加工产品的不断开发，化学应用领域不断开拓，其在国民经济中的地位将愈显重要。在我国新疆地区每年将烧掉近109m3天然气，这些烧掉的天然气都未能得到充分的利用，而这些天然气若回收利用可生产尿素 或甲醇1Mt/a，这是一个具有重大经济和环境意义的工程，需要统筹规划，开发建设移动撬装式回收装置，以灵活地进行油田伴生气的回收利用[7]。

氮气加氢气高温高压催化剂