合成氨的生产工艺

《合成氨的生产工艺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、合成氨的生产工艺设计合成氨的生产工艺设计一生产原理概述19氨是一种重要的化工原料，特别是生产化肥的原料，它是由氢和氮合成。合成氨工业是氮肥工业的基础。为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。首先，制成含H2和CO等组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H2S、有机硫化物、CO、CO2等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，借助催化剂合成氨。二半水煤气制气原理固体燃料的气化过程实际上主要是碳与氧的反应和碳与蒸汽的反应，这两个反应称为固体燃料的气化反

2、应。表1以空气为气化剂主要反应方程序号反应方程式1C＋O2（3.76N2）=CO2（+3.76N2）2C＋O=2（3.76N2）=2CO（+3.76N2）3C＋CO2（3.76N2）=2CO（+3.76N=2）42C＋3.76N2＋O2＋3.76N2=CO2＋7.52N2表2以水蒸汽为气化剂主要反应方程式序号反应方程式1C＋H2O（汽）=CO＋H22C＋2H2O（汽）=CO2＋2H23CO＋2H2O（汽）=CO2＋H242H2＋O2=2H2O（汽）5C＋H2=CH46CO＋3H2=CH4＋H2O7CO2＋4H2=CH4

3、＋2H2O（汽）在气化炉燃烧层中，炭与空气几水蒸汽的混合物相互作用时的产物称为半水煤气，其化学反应按下列方程式进行：2C＋O2＋3.76N2=2CO2＋3.76N2C＋H2O（汽）=CO＋H2这种煤气的组成由上列两反应的热平衡条件决定。由于半水煤气是生产合成氨的原料气，因此，要求入炉蒸汽与空气（习惯上称为氮空气）比例恰当以满足半水煤气中（CO＋H2）：N2=3要求，但是在实际生产中要求半水煤气（CO＋H2）：N2≧3.2。三流程图造气->半水煤气脱硫->压缩机1，2工段->变换->变换气脱硫->压缩机3段->脱硫->压

4、缩机4，5工段->铜洗->压缩机6段->氨合成->产品NH319四工艺计算及工艺条件4.1煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算方法：实际数据计算法实际计算法是以实测煤气组成为依据的计算法，采用此法计算时，首先将气化煤进行试烧，以得到准确的煤气组成分析数据。已知条件的确定:表5入炉煤组成，重量%CHONSAW合计78.131.320.430.770.5113.245.6100燃烧热值28476kJ/㎏1.吹风气组成，体积%表6吹风气组成，体积%CO2O2COH2CH4N2合计H2S16.550.356.563.340.

5、7672.451000.85g/Nm32.半水煤气真正组成，体积%表7半水煤气组成，体积%CO2O2COH2CH4N2合计H2S7.50.2032.10440.5416.661001.45g/Nm33.各物料进出炉的温度空气25℃;相对湿度80%，空气含水汽量0.0213kg（水汽）/kg（干汽）；吹风气，上行煤气流600℃；下吹煤气200℃；灰渣200℃；上行蒸汽120℃；饱和蒸汽的焓2730kJ/kg；下吹蒸汽550℃；过热蒸汽的焓3595kJ/kg；4生产循环时间%，时间（S）表8生产循环时间吹风上吹下吹二次上吹

6、吹净合计262636841001946.8s46.8s64.8s14.4s7.2s180s5.计算基准：100kg入炉燃料6.带出物数量及其组分带出物数量：2kg绝对干料带出物组分及各组分重量表9带出物数量及其组分元素组成，重量%各组分重量，kgC82.5.2×0.8250=1.65H1.662×0.0166=0.03O0.472×0.0047=0.01N0.802×0.008=0.02S0.572×0.0057=0.01灰分14.002×0.14=0.28合计1002带出物热值30030kJ/㎏摘自钟蕴英、关梦嫔、崔

7、开仁、王惠中编.煤化学.7.燃料气化后转入煤气中的元素量，kgC78.13－（1.65＋2.20）=74.28H1.32＋（5.6×2）/18－0.03=1.91O0.43＋（5.6×16）/18－0.01=5.40N0.77－0.02=0.75S0.51－（0.01＋0.05）=0.45合计：82.84.2物料及热量衡算吹风阶段的计算：（物料衡算）1.每Nm3吹风气中含有的元素量，kgC[12×（0.1655＋0.0656＋0.0076）]/22.4=0.128H[2×（0.0334＋0.0076×2）]/22.4＋

8、0.00085×2/34=0.00438O[32×（0.0035＋0.1655＋0.0656×0.5）]/22.4=0.288N28/22.4×0.7245=0.906S0.00085×32/34=0.00082.由碳平衡计算吹风气量：74.28/0.128=580Nm33.由氮平衡计算空气用量：[580×0.906－（0.77－