小合成氨厂生产原理及过程.ppt

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1、小合成氨厂生产原理及过程中国的小合成氨厂生产工艺是采用中国自己开发的合成氨－碳酸氢铵联合生产的碳化工艺流程，经过40多年的的建设和发展，小合成氨厂的氮肥产量已经占全国氮肥产量的50％以上，为中国农业生产的发展作出了巨大的贡献。在这40多年中，小合成氨厂完成了一系列的增产、节能、降耗的技术改造项目，目前生产规模不断扩大，生产条件大有改善，能耗大幅度下降，企业的经济效益明显提高。尤其是上世纪90年代初碳酸氢铵改产尿素的成功，一批小尿素厂的投产，改变了氮肥产品的结构，并且还有许多小合成氨厂后续发展了其它化工产品，对中国氮肥行业产生了深远的影响。概述小合成氨厂生产的基本

2、条件和技术制造合成氨的基本原料是氢和氮，氮来自空气，而自然界没有元素态的氮可以直接获取，绝大部分氢均存在于各种燃料之中，也就是存在碳氢化合物之中。对于有些固体燃料而言，含氢很少或基本不含氢，例如焦炭，但也可以借助与水蒸气的化学反应而转化得到氢。因此可以说，只要有燃料就能获得氢气。目前合成氨原料气制造的原料有固体原料、气体原料及液态烃原料。1.原料气的制造原料气的制造的原料固体燃料气体燃料液态烃燃料无烟块煤焦炭无烟粉煤制造的型煤无烟粉煤有烟粉煤天然气焦炉气油田气及石油加工气石脑油重质油由于我国的有着丰富的煤资源，而各地小合成氨厂根据当地的资源情况，分别采用不同的原

3、料路线，目前小合成氨厂多采用无烟块煤以及本地无烟粉煤制造的型煤，来作为合成氨原料气制造的原料。2.气体的净化各种原料制造的原料气不仅含有生产合成氨需要的氢、氮气，而且含有碳的氧化物及其它有害气体与杂质，不能直接送去合成氨。必须将其出去，并且把氢氮比例调整到3﹕1，才能制得合成氨所需要的合格气体，这种气体成为精炼气或新鲜补充气。气体净化的内容很多，大体可分为去除无用且有害的酸性气体，各种有毒杂质的精细脱除两大部分。⑴.酸性气体的脱除酸性气体一般指的是二氧化碳和硫化氢两种气体。二氧化碳小部分来自原料气的制造，大部分是原料气中的一氧化碳与水蒸气变换回收氢气以后所得。变

4、换以后的气体称为变换气，其中二氧化碳的含量可达到28％以上。微量的二氧化碳就会导致氨合成催化剂中毒而丧失活性，因此二氧化碳的脱除是气体净化中最主要的一步。硫化氢来自原料中所带入的硫，经造气过程的化学反应，大部分（约90％以上）转化成硫化氢，其它转化成各种形态的有机硫，一般的脱硫方法多以脱除硫化氢为主，而有机硫须转化为硫化氢，然后再进行脱除。酸性气体脱除的方法大体可分为物理吸收和化学吸收两大类。物理吸收法是根据二氧化碳及硫化氢在压力下较易溶解于某些溶剂之中的原理，一旦压力降低，被吸收的酸性气体即行释放出来，溶剂还可以循环使用。化学吸收法是根据碱性物质（溶剂）能与酸

5、性气体起化学反应而将其脱除的原理，在减压及加热条件下，被吸收的酸性气体可以释放出来，从而溶液得以再生，并重复循环使用。⑵.少量杂质的脱除所谓少量杂质是指对氨合成催化剂有毒害作用的物质而言，除此以外，其它无毒杂质例如甲烷及氩等，均可视作惰性气体而无须特意除去。对氨合成催化剂有毒的物质还有氧及其化合物（CO、CO2、H2）、硫、磷、氯等。其中最主要的是随原料气体带入的一氧化碳、二氧化碳及硫化物。目前小合成氨厂对有害杂质的精脱技术多为铜氨液洗涤法。3.氨的合成直接法合成氨其化学方程式非常简单3H2＋N2＝2NH3＋Q但在常压、常温下反应速度十分缓慢，经过科学家无数次的

6、科学试验，最终是在符合工业使用的合成氨催化剂问世以后，合成氨生产实现了工业化。造气工段工艺原理及过程简介将燃料块煤加入煤气炉后，按吹风、制气程序循环操作。在吹风时空气吹入炉内，燃料层在700℃以上，发生放热反应，以提高燃料层温度，积蓄热量。在制气时通入蒸汽，蒸汽与燃料层中高温的碳反应，发生吸热反应生成水煤气。吹风阶段的化学反应：C＋O2＝CO2＋Q2C＋O2＝2CO＋QCO2＋C＝2CO－Q制气阶段的化学反应：C＋H2O(汽)＝CO＋H2－QC＋2H2O(汽)＝CO2＋2H2－QC＋2H2＝CH4＋Q1.固定层间歇法煤气炉生产原理2.工艺流程简图造气缓冲缸夹套汽

7、包煤气去脱硫补充蒸气空气软水煤气总管吹风气总管水封小集尘器空气鼓风机煤气柜余热集中回收器旋风除尘器造气炉洗气塔造气岗位工艺流程简图以煤为原料的小合成氨厂通常采用固定床间歇法制造半水煤气。固体块状燃料的气化过程，一般是在逆流式煤气发生炉中完成的。根据固体燃料气化过程中化学反应原理，主要是碳与氧的反应和碳与蒸汽的反应，前者为放热反应，后者为吸热反应。因而，在燃烧过程中燃料气化层温度将随着空气的加入而升高，随着水蒸气的加入而降低，呈周期性变化。将这种有一定规律变化的一个全过程称为“一个工作循环”。通常一个工作循环由五个阶段组成。3.工艺过程一个工作循环由五个阶段分别如

8、下：⑴.吹风阶段吹入空气