【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 化學(xué)工藝學(xué) （ 3）材質(zhì) 因氫蝕及 Fe(CO)5， 選用 NiCr鋼， 1Cr18Ni9Ti 化學(xué)工藝學(xué) （ 1）造氣 合成氣 （ 2）壓縮 入口壓縮機(jī)（新鮮氣），循環(huán)氣壓縮機(jī)（補(bǔ)充 壓頭損失） （ 3） 合成 反應(yīng)器及控溫和控壓系統(tǒng) （ 4）分離精制 化學(xué)工藝學(xué) 化學(xué)工藝學(xué) 水蒸汽 O2 天然氣 壓縮 脫硫 水蒸汽轉(zhuǎn)化 二次轉(zhuǎn)化反應(yīng) 甲醇產(chǎn)品 合成甲醇工藝 脫碳 變換反應(yīng) 天然氣路線合成甲醇 Ni/Al2O3 中高變 低變 (一次轉(zhuǎn)化 ) 高壓 ZnCr 低壓 CuZnAl2O3 FeCrK2O CuZnAl2O3 化學(xué)工藝學(xué) ? 技術(shù)及應(yīng)用的開(kāi)發(fā)進(jìn)展 （ 1）傳統(tǒng) ICI、 Lurgi的技術(shù)改造，回收熱能，降低能耗 （ 2）新型反應(yīng)器，提高轉(zhuǎn)化率 （ 3）新型催化劑，延長(zhǎng)壽命，提高熱穩(wěn)定性 （ 4）新合成技術(shù) ①低溫合成甲醇 ② 甲烷合成甲醇 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) －非化工用途 （ 1）燃料 ①直接作燃料 ② 甲醇－汽油混合燃料 ③ 合成 MTBE， 提高汽油辛烷值 （ 2）甲醇蛋白 經(jīng)生化反應(yīng)，生成單細(xì)胞蛋白 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 3）甲醇化學(xué)： 乙烯 碳酸二甲酯（ DMC) 甲酸 甲酸甲酯 草酸－乙二醇 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? 合成氨 概述 (1)1905年，德建成世界上第 1套氰化法合成氨裝置 催化加氫 ℃ ℃ 化學(xué)工藝學(xué) （ 2） 1911年， BASF公司研究成功以 Fe為活性組分的合成氨催化劑 （ 3） 1913年，德 Oppau， 30t NH3/日 （ 4） 1917年，德 Leuna， 90t NH3/日 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? （ 1）二次大戰(zhàn)結(jié)束前，煤為原料 （ 2） 1980 1985 1990 焦炭、煤 % % % 天然氣 % % % 石腦油 % % % 重油 % % % （ 3） 優(yōu)先考慮天然氣、油田氣，然后是石腦油、重油。 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? 1973 引進(jìn) 13套年產(chǎn) 30萬(wàn)噸合成氨裝置， 4套天然氣 4套油田氣 5套石腦油 1978年， 4套， 30萬(wàn)噸， 3套 渣油 1套 煤 1980年，自型設(shè)計(jì)建造 20萬(wàn)噸合成氨裝置，以天然氣為原料 1994年，引進(jìn) 3套以天然氣為原料的節(jié)能型合成氨裝置 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) 催化加氫 ? 合成氨的生產(chǎn)方法 原料 不同，分為： （或）焦炭為原料 水蒸汽 煤（焦炭） 造氣 除塵 脫硫 變換 壓縮 合成 空氣 空氣 氨 2. 以天然氣為原料 蒸汽 壓縮 天然氣 壓縮 脫硫 一段轉(zhuǎn)化 二段轉(zhuǎn)化 高溫變換 氨 合成 壓縮 甲烷化 脫 CO2 低溫變換 化學(xué)工藝學(xué) ? 空氣 分離 重油 部分氧化 碳黑清除 變換 甲醇洗滌 氮洗 (脫除 H2S、 COS、 CO2） 氨 合成 壓縮 催化加氫 O2 N2 化學(xué)工藝學(xué) CO的脫除 ? 銅氨液吸收法 :高壓和低溫下用銅鹽的氨溶液吸收 CO ? 深冷分離法 :液氮把少量的 CO及殘余 CH4除去 ? 甲烷化法 :CO和 H2反應(yīng)生成 CH4和水 ? 低溫甲醇洗滌法： 甲醇吸收 S、 CO少量 CO 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? 氨合成的基本原理 △ HT= △ HR + △ Hm △ Hm : 混合熱 P↑ ， T↓ ， △ Hm ↑ P↑ ， T ↑ ， △ HR ↑ 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) 平衡氨濃度計(jì)算 ? 設(shè) yH yN yNH yI(I： CH4 + Ar）， m=yH2/ yN2 ? 總壓為 P時(shí) , ? 平衡時(shí)， 化學(xué)工藝學(xué) 影響平衡氨濃度因素： 溫度、壓力、氫氮比和惰性氣體含量 (1)T ↓ ， P↑ ， KP↑ ， ↑ (2)氫氮比影響：理論上 m＝ 3， 為最大；實(shí)際 m最佳值為 ～ (3)惰性氣體的存在使 ↓ 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? 吸附是速率控制步驟 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? 各因素對(duì)反應(yīng)速率影響 （ 1） P↑ ， ↑ （ 2） 可逆放熱反應(yīng)，存在 最適宜溫度 （ 3） 氫氮比 的影響 反應(yīng)初期： H2/N2=， 為最大，隨反應(yīng)進(jìn)行氫氮比隨之變化為 3。 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 4） 惰性氣體 ↑ ， ↓ （ 5） 內(nèi)擴(kuò)散影響 T380℃ ， 不受粒度影響 T380℃ ， T ↑ ， 粒度影響增大 T ↑