【正文】 合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有 CO，其體積分?jǐn)?shù)一般為 %～%。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對 于氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法 來 制取合成氣。 成氨的工藝流程 合成氨的典型 工藝流程介紹 合成氨的生產(chǎn)過程包括三個(gè)主要步驟：原料氣的制備， 凈化、壓縮及 合成。 ，延長運(yùn)行周期是未來裝置“改善經(jīng)濟(jì)性、增強(qiáng)競爭”的必要保證。 。 “油改氣”和“油改煤”為核心的原料結(jié)構(gòu)調(diào)整和以“多聯(lián)產(chǎn)和再加工”為核心的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整 ,是合成 氨裝 置“改善經(jīng)濟(jì)性、增強(qiáng)競爭力”的有效途徑。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 8 在合成氨裝置大型化的技術(shù)開發(fā)過程中 ,其焦點(diǎn)主要集中 在關(guān)鍵性的 工序和設(shè)備 , 即合成氣制備、合成氣凈化、氨合成技術(shù)、合成氣壓縮機(jī)。單系列合成氨裝置生產(chǎn)能力 2022t/d提高至 4000到 5000t/d。 合成氨技術(shù)未來發(fā)展趨勢 根據(jù)合成氨技術(shù)發(fā)展的情況分析 ,估計(jì)未來合成氨 的基本生產(chǎn)原理將不會出現(xiàn)原則性的改變 , 其技術(shù)發(fā)展將會繼續(xù)緊密圍繞“降低生產(chǎn)成本、提高運(yùn)行周期 , 改善經(jīng)濟(jì)性” 的基本目標(biāo) , 進(jìn)一步集中在“大型化、結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、 低能耗、 長周期運(yùn)行”等方面進(jìn)行技術(shù)的研究開發(fā)。 至今，在 32套引進(jìn)裝置中，原料為天然氣、油田氣的 17套，渣油 7套，石腦油5套，煤 2套和尤里卡瀝青 1套，加上上海吳涇，成都的兩套國產(chǎn)化裝置，合成氨總能力為 。 從而 掌握了世界上幾乎所有先進(jìn)的工藝和先進(jìn)技術(shù) ，如低能耗的凱洛格工藝、布朗工藝等。 第一套年產(chǎn) 30 萬噸的合成氨裝置于 80 年在上海建成投產(chǎn)。 為了擴(kuò)大原料范圍， 1978年又開始第二批引進(jìn) 4套年產(chǎn) 300kt合成氨裝置。由于大型合成氨裝置的優(yōu)越性 ，沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 7 1972 年 2 月中國作出了成套引進(jìn)化學(xué)肥料技術(shù)和設(shè)備的決定。 ② 小型氨廠的發(fā)展 從 20 世紀(jì) 60 年代開始在全國各地建設(shè)了一大批小型氨廠， 1979 年最多時(shí)曾發(fā)展到 1539 座氨廠。 20世紀(jì) 60年代隨著 天然氣、 石油資源的開采，又從英國 引進(jìn) 一套以天然氣為原料的加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法年產(chǎn) 100kt合成氨裝置 (即瀘天化 )；從意大利引進(jìn)一套以重油為原料的部分氧化法年產(chǎn) 50kt 合成氨裝置，從而形成了煤油氣 原料 并舉的中型氨廠生產(chǎn)系統(tǒng)。 中國合成氨 工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段 ： ① 恢復(fù)老廠和新建中型氨廠 20世紀(jì) 50年代初，在恢復(fù)和擴(kuò)建老廠的同時(shí)，從原蘇聯(lián)引進(jìn)以煤為原料、年產(chǎn)50kt的三套合成氨裝置，并 創(chuàng)建了 蘭州、 吉化、太原三大化工基地 ，后又 自行設(shè)計(jì)、制造了 ，以川化的創(chuàng)建為標(biāo)志。 中華人民共和國成立以來，化工部門貫徹為農(nóng)業(yè)服務(wù)的方針，把發(fā)展化肥生產(chǎn)放在首位。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 6 中國合成氨技術(shù)的發(fā)展 中國合成氨生產(chǎn)是從 20世紀(jì) 30年代開始的，但當(dāng)時(shí)僅在南京、大連兩地建有氨廠， 一個(gè)是由著名愛國實(shí)業(yè)家范旭東先生創(chuàng)辦的南京永利化學(xué)工業(yè)公司铔廠 —— 永利寧廠，現(xiàn)南京化學(xué)工業(yè)公司的前身；另一個(gè) 則 是日本占領(lǐng)東北后在大連開辦的滿洲化學(xué)工業(yè)株式會社 ，最高年產(chǎn)量不超過 50Kt（ 1941 年）。這樣既 降低合成塔的阻力降，又能防止氣體短路或分布不均，可在塔內(nèi)采用 ~，可提高氨凈值增加生產(chǎn)能力。 Brown 公司 ： 布朗工藝，降低一段爐負(fù)荷，一段爐出口溫度由 Kellogg 的 950℃降低到 696℃，一段爐 出 口甲烷含量為 %，熱量的減少使一 段爐 負(fù)荷降低， 操作更穩(wěn)定；為滿足合成氨生產(chǎn)熱量需求，加重二段爐負(fù)荷，空氣加入 量 50%左右 ，后端采用 冷箱 脫除過量的氮?dú)?，使能量利用更合理。該工藝取消了?fù) 雜的高壓蒸汽系統(tǒng)，改用壓力為 ，降低鍋爐給水的要求。 LCA 工藝的主要特點(diǎn)是簡化了工藝流程以及 改進(jìn)了催化劑的化學(xué)反應(yīng)工程。 由于凱洛格流程具有低能耗、流程簡單的特點(diǎn)而被廣泛利用。增設(shè)普利森 氫回 收裝置， 用來 回收馳放氣中的 H2。為保證合成塔出口氣與鍋爐給水的換熱面積，維持原有工況，又增設(shè)一臺換熱器與原有換熱器串聯(lián)。 脫除 CO2采用 的是 改良 的 本菲爾溶液 進(jìn)行吸收，再生采用多級閃蒸，閃蒸出的蒸汽經(jīng) 噴射 泵加壓 后 去再生塔，用作再生蒸汽。與之配套進(jìn)行的是：爐頂燒嘴及輔鍋燒嘴由原自吸式改成強(qiáng)制鼓風(fēng)式，節(jié)省了大量燃料，爐頂燒嘴由原 200個(gè)， 減少至 為 160個(gè)。其具體特點(diǎn)如下： 在對流段出口與引風(fēng)機(jī)入口之間，增加一臺再生式空氣預(yù)熱器，回收一段爐排煙的熱量，加熱燃燒空氣。 國外合成氨技術(shù)概況 目前合成氨生產(chǎn)技術(shù)已發(fā)展到相當(dāng)高的水平，生產(chǎn)操作高度自動(dòng)化，生產(chǎn)工藝日趨成熟，裝置的不斷大型化，能源利用越加合理。 自從 20世紀(jì) 70年代計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到合成氨生產(chǎn)以后，操作控制上產(chǎn)生了飛躍。自從出現(xiàn)單系列裝置的大型氨廠，除泵類有備用外，其它設(shè)備和機(jī)器都是一臺。 ⑷ 生產(chǎn)自動(dòng)化 合成氨生產(chǎn)特點(diǎn)之一是工序多、連續(xù)性強(qiáng)。由于噸氨生產(chǎn)成本中能源費(fèi)用占 70%以上，因此能耗是衡量合成氨技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的重要標(biāo)志。整個(gè)生產(chǎn)過程還需消耗較多的 蒸汽、電力 等二次能源，而用量又很大。 1991年 世界上規(guī)模最大的合成氨裝置 在比利時(shí)的安特衛(wèi)普建成投產(chǎn)， 日產(chǎn) 1800t 氨 。但是，大型的單系列合成氨裝置要求能夠長周期運(yùn)行，并且對機(jī)器和設(shè)備質(zhì)量要求很高， 在超過一定規(guī)模以后，優(yōu)越性并不十分明顯了。大型化的優(yōu)點(diǎn)是 能量利用率高，占地少， 投資費(fèi)用低，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。 ⑵ 生產(chǎn)規(guī)模大型化 20世紀(jì) 50年代以前， 合成 氨 塔的最大 生產(chǎn) 能力為日產(chǎn) 200t氨，到 60年代初期為 400t。傳統(tǒng)方法還是采用高溫下將各種燃料和水蒸氣反應(yīng)制造氫 氣 。傳統(tǒng)的制氮方法是在低溫下將空氣液化、分離，以及水電解 來 制 取 氫 氣 。氮 來 自空氣，氫 來自 水。有些國家還在這個(gè)基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn) 和技術(shù)更新 ，從此合成氨工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 3 合成氨的發(fā)展技術(shù) 世界合成氨技術(shù)的發(fā)展 自從 1754 年普里斯特利 在 （ priestly）加熱氯化銨和石灰時(shí)發(fā)現(xiàn)氨以后，直到20 世紀(jì)初才由哈伯（ haber）等人研究成功了合成氨法， 在 1913 年德國 的 奧堡建成了 世界上第一個(gè)合成氨工廠。據(jù)統(tǒng)計(jì) 1994 年世界氨產(chǎn)量為 ，其中中國、 俄羅斯、美國、印度 四個(gè)主要產(chǎn)氨 的 國 家 占了一半以上。所以合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，氨及氨加工工業(yè)已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要部門 [4]。 合成氨工業(yè)的迅速發(fā)展，也促進(jìn)和帶動(dòng)了許多科學(xué)技術(shù)部門的發(fā)展，如 催化技術(shù)、特殊金屬材料、固體燃料氣化、 高壓技術(shù)、低溫技術(shù)、烴類燃料的合理利用等。 現(xiàn)代國防工業(yè)和尖端技術(shù)也都與氨合成工業(yè)有密切關(guān)系，如生產(chǎn)火箭的推進(jìn)劑和氧化劑，同樣也離不開氨。 氨作為工業(yè)原料和氨化 原 料，用量約占世界產(chǎn)量的 12％。氨主要用于農(nóng)業(yè)，合成氨是我化肥工業(yè)的基礎(chǔ)，氨本身是最重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大都是先合成氨，再加工成尿素 和 各種銨鹽肥料，這部分均占 70%左右 的比例，稱之為 “ 化肥氨 ” 。 合成氨指由 氮 和 氫 在高溫高壓 及 催化劑 共同作用 下直接合成的氨。 氨是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。氨 作為 最為重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一，同時(shí)也是能源消耗的大戶 。 使用氨作為肥料時(shí)，植物對氨態(tài)氮和硝酸態(tài)氮都能吸收。 氨是活潑的化合物，可與多種物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，氧化反應(yīng) 便 是其中的一種。氨的自燃點(diǎn)是 630℃，燃燒時(shí)生成藍(lán)色火焰。 氨在空氣中的可燃極限是 16～ 25%（體積），在 O2中 的可燃極限 是 15～ 79%。 氨有毒而且易爆。而合成氨工業(yè)是化肥生產(chǎn)的主要組成部分，對我國農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)起著舉足輕重的作用。合成氨是固定氮的主要方法。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 氮（ N），是植物生長所 必需的重要元素之一，空氣的主要成分是氧和氮，其中氮占 78%體積。 氨的用途 非常廣泛，世界上對于氨的需求量也在并不斷增加，目前托普索工藝流程、布朗工 藝流程 和凱洛格流程的應(yīng)用最為廣泛，但是這幾種流程還存在著一定的缺陷 。 十多年來，我國 的 合成氨裝置先后經(jīng)過油改煤、煤改油、油改氣和無煙煤改粉煤等多次反復(fù)的 節(jié)能改造和原料路線改造 ，先后在烴類蒸汽轉(zhuǎn)化工段、變換工段、脫碳沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 前言 工段、控制系統(tǒng)等進(jìn)行了 多達(dá) 數(shù)十項(xiàng)大型改造。煤造氣 的方法： 采用水煤漿或先進(jìn)粉煤氣化技術(shù)替代傳統(tǒng)的固定床造氣技術(shù)。（ 2022 年） 6 月 7 日～ 8 日，全國合成氨節(jié)能改造項(xiàng)目技術(shù)交流會在北京召開，明確了“十一五”期間合成氨節(jié)能工程在降耗、環(huán)保等方面要達(dá)到的具體目標(biāo)。 目前，中國是世界上最大的化肥生產(chǎn)和消費(fèi)大國，合成氨年生產(chǎn)能力已 經(jīng) 達(dá) 到4222 萬噸。 世 界合成氨技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)型蒸汽轉(zhuǎn)化制氨工藝、低能耗制氨工藝和 裝置單系列產(chǎn)量最大化三個(gè)階段。 合成氨 也 是氮肥工業(yè)的基礎(chǔ)，氨本身 就是重要的氮素肥料，其他氮素肥料大多是先合成氨， 再加工成尿素或各種銨鹽肥料，這部分約占 70 %左右的比例，稱之為“化肥氨”。 同時(shí) 氨 也是能源消耗的大戶，世界上大約有 10 %的能源用于合成氨 的生產(chǎn) 。 Transformation； Material balance 。NaturalGas。近年來合成氨工業(yè)發(fā)展很快，低能耗、大型化、清潔生產(chǎn)均是合成氨設(shè)備發(fā)展的主流，技術(shù)改進(jìn)主要方向是開發(fā)性能更好的催化劑、回收和合理利用低位熱能開發(fā)新的原料氣凈化方法、降低氨合成壓力、降低燃料消耗、等方面上。結(jié)合工藝流程對低壓部分包括脫硫，一段爐轉(zhuǎn)化、二段爐轉(zhuǎn)化，高低溫變換，以及原料氣的脫碳和甲烷化來進(jìn)行精確的物料衡算和能量衡算，并且還對換熱器進(jìn)行了設(shè)備的計(jì)算。采用二段爐轉(zhuǎn)化凈化法治取合成氨工藝技術(shù)。 設(shè)計(jì)綜述部分主要闡述了國內(nèi)外合成氨工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及工藝流程。 天然氣是以甲烷為主要組成氣體，是當(dāng)今世界上公認(rèn)的清潔能源，燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳和氮氧化合物僅為煤燃燒時(shí)的 50％和 20％污染。 隨著日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，全球變暖的趨勢越來越明顯，以清潔能源天然氣來制合成氨的技術(shù)在未來的幾十年仍然將占據(jù)重要地位。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要 本 科 畢 業(yè) 論文 題 目： 年產(chǎn) 12萬噸合成氨轉(zhuǎn)化凈化工段工藝設(shè)計(jì) 院 系 ： 化工與制藥系 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班 級： 化工 0901 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 論文提交日期： 2022 年 6 月 13 日 論文答辯時(shí)間： 2022 年 6 月 22 日 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要 摘 要 氨是重要的化工基礎(chǔ)產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位。合成氨生產(chǎn)已經(jīng)多年的發(fā)展，現(xiàn)在發(fā)展成為一種成熟的化工生產(chǎn)工藝。本文綜合介紹了以天然氣為主制合成氨各工藝的基本流程、原理、存在的問題以及各個(gè)工藝線路解決的關(guān)鍵問題?？梢娞烊粴馐且环N優(yōu)良的化工原料，以天然氣為資源的化學(xué)工業(yè)越來越受到人們的關(guān)注。 本設(shè)計(jì)是以天然氣為 原料來設(shè)計(jì)年產(chǎn)十二萬噸合成氨轉(zhuǎn)化凈化工序的工藝。此工藝是以天然氣作為原料來進(jìn)行合成氨。 設(shè)計(jì)介紹了合成氨合成生產(chǎn)工藝流程，著重通過對此工藝流程的物料衡算，能量衡算確定主要設(shè)備選型及工藝的后處理。 關(guān)鍵詞： 合成氨； 天然