天然气制合成氨简介

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1、第2章天然气制合成氨2.1概述2.2天然气制合成氨的技术概况2.3天然气制合成氨生产技术应用及进展2.4天然气制合成氨技术新动向2.5我国天然气制合成氨研究、开发、生产、消费现状2.1概述氨8/17/20212第2章天然气制合成氨2.1.1全球合成氨（氮肥）工业发展历程基础原料哈伯-布什法2.1概述克劳德卡萨里8/17/20213第2章天然气制合成氨2.1.2全球合成氨的生产和需求现状2.1概述8/17/20214第2章天然气制合成氨2.1概述8/17/20215第2章天然气制合成氨2.1概述8/17/20216第2

2、章天然气制合成氨2.1概述8/17/20217第2章天然气制合成氨2.1概述8/17/20218第2章天然气制合成氨2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/20219第2章天然气制合成氨2.2.1天然气精脱硫硫化物脱除至0.5×10-6，甚至0.1×10-6。2.2.1.1中温氧化锌精脱硫氧化锌为主体助剂如氧化镁或氧化铜等2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/202110第2章天然气制合成氨2.2.1.2加氢转化串接氧化锌精脱硫噻吩、硫醚等加氢转化为H2S以氧化锌脱除剂除去钴钼系催化剂2.2天然气制合成氨的技术概况

3、8/17/202111第2章天然气制合成氨2.2天然气制合成氨的技术概况2.2.2天然气转化制合成气关键两段转化蒸汽转化不完全燃烧2.2.2.1工艺条件压力热力学低压装置能耗高压较高压力温度反应>1000℃装置能耗炉管材质两段转化790~820℃1200℃水碳比反应速度及防析碳高装置能耗低适宜值催化剂8/17/202112第2章天然气制合成氨2.2.2.2催化剂①对转化反应具有高的活性；②选择性好；③优良的几何形状；④要有足够的使用寿命蒸汽转化催化剂镍难熔耐火氧化物2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/202113

4、第2章天然气制合成氨2.2.2.3转化炉一段转化炉二段转化炉辐射段对流段顶烧炉侧烧炉梯台炉上部有均相燃烧空间固定床绝热式催化反应器2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/202114第2章天然气制合成氨2.2.2.4工艺参数2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/202115第2章天然气制合成氨低温变换2.2.3CO变换2.2.3.1CO变换催化剂高温变换铁系催化剂Fe2O3Fe3O4Cu-Zn-Al催化剂Cu-Zn-Cr催化剂的2.2.3.2CO变换的工艺条件压力温度水气比加压反应初期高反应后期低42.2天然气制合

5、成氨的技术概况8/17/202116第2章天然气制合成氨2.2.4合成气中CO2的脱除化学溶剂法物理溶剂法化学物理溶剂法2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/202117第2章天然气制合成氨2.2.5合成气中微量碳氧化物及其他组分的脱除CO+CO2<10×10-6O2<1×10-6H2O<1×10-6甲烷化分子筛2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/202118第2章天然气制合成氨2.2.5.1甲烷化CO+CO2<0.6%温升30~50℃镍2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/202119第2章天然气制合成氨2

6、.2天然气制合成氨的技术概况2.2.5.2Braun深冷净化合成气分子筛脱水深冷净化压缩8/17/202120第2章天然气制合成氨2.2天然气制合成氨的技术概况2.2.5.3其他净化方法中小型合成氨装置乙酸铜氨溶液洗涤法乙酸铜氨溶液可再生进铜塔原料气CO3~5%CO20.2~1%出塔净化气CO+CO2<10×10-6变压吸附8/17/202121第2章天然气制合成氨2.2.6合成气压缩2.2天然气制合成氨的技术概况8/17/202122第2章天然气制合成氨2.2天然气制合成氨的技术概况2.2.7氨的合成与分离2.2.

7、7.1合成催化剂熔铁基催化剂助剂Al2O3、K2O、CaO、MgO及SiO2等8/17/202123第2章天然气制合成氨2.2天然气制合成氨的技术概况2.2.7.2合成工艺条件压力温度升高有利合成氨反应反应器生产能力增加增加投资费用及动力消耗大型14.71MPa及26.38MPa中型31.88MPa升高提高合成氨反应速率近平衡条件下转化率下降最适宜温度8/17/202124第2章天然气制合成氨2.2天然气制合成氨的技术概况氢氮比理论3：1控制步骤氮气在催化剂上的活性吸附成反应距平衡的程度空速稍低于3惰气CH4及Ar由

8、补充合成气带入随未反应的合成气循环而积累未冷凝的氨8/17/202125第2章天然气制合成氨2.2天然气制合成氨的技术概况空速高高的空时产率气体中的氨净值↓和系统压降↑低压回路5000~10000h-1中压回路15000~300000h-1高压回路600000h-18/17/202126第2章天然气制合成氨2.2天然气制合成氨的技术概况2.2.