【正文】 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) 平衡氨濃度計算 ? 設(shè) yH yN yNH yI(I： CH4 + Ar）， m=yH2/ yN2 ? 總壓為 P時 , ? 平衡時， 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)進行氫氮比隨之變化為 3。 避免催化劑燒結(jié) ， 關(guān)鍵是移走反應(yīng)熱 ， 避免飛溫 。 CH Ar PCO、 PH2 ↓ ，使 x↓ 。 ZnOCr2O3： 30 MPa CuOZnOAl2O3： 5 ～ 10MPa 中壓法： 230 ～ 350 ℃ ， 10 ～ 15MPa 化學(xué)工藝學(xué) ③ 空速： 低空速：促進副反應(yīng)，降低甲醇選擇性和生產(chǎn)能力 高空速：抑制副反應(yīng)，加高反應(yīng)器生產(chǎn)能力和甲醇純度；太高空速，甲醇濃度太低，難分離。 。 化學(xué)工藝學(xué) 生產(chǎn)方法 天然氣、石腦油、重油、渣油、焦炭、煤、含氫氣及 CO的廢氣 國外： 天然氣 80％ 重油、渣油 10％ 石腦油 5％ 煤 2％ 國內(nèi)： 以煤、重油為主 化學(xué)工藝學(xué) ICI中低壓 Lurgi中低壓 高壓 反應(yīng)壓力（ MPa) 510 510 32 反應(yīng)溫度（ ℃ ） 230－ 270 240－ 265 370－ 410 空速（ h1) 60008000 800015000 3000040000 催化劑 CuOZnOAl2O3 CuOZnOAl2O3V2O5 ZnOCr2O3 催化床最大溫降（ ℃ ） 31 4－ 11 催化劑壽命 1 1 3 CO單程轉(zhuǎn)化率 1520 50 CO總利用率 8590 90 特點 能耗低，成本低，產(chǎn)品純度高，壓縮動力為高壓法 60倍 能耗更低，反應(yīng)溫度最佳 材質(zhì)苛刻，投資高，能耗物耗高 化學(xué)工藝學(xué) （ 1）催化劑 催化劑的活性低 操作溫度高 加大壓力 ZnOCr2O3， 380 ～ 400℃ ,30MPa，活性低 ,有毒 ,機械強度和耐熱性能好 ,壽命長 . CuOZnOAl2O3， 230 ～ 270℃, 510MPa，活性高，容易S、 As 、 Cl、 Fe中毒，熱穩(wěn)定性差，易熔結(jié)。 化學(xué)工藝學(xué) 3. 平衡常數(shù) a. 溫度 對平衡常數(shù)的影響 Kf只與 溫度 有關(guān) 低溫 對反應(yīng)有利 化學(xué)工藝學(xué) 化學(xué)工藝學(xué) b. 壓力對平衡常數(shù)的影響 ，但 P值影響不大 △ n＝－ 20， ∴ P↑ ， KN↑ ， xE↑ ， 故應(yīng)在 高壓 下操作。 條件 ：溫度 、 氣氛 、 空速 、 時間 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 2） 再生 活性下降原因 燒結(jié)催化劑 ， 結(jié)構(gòu)變化 活性組分流失 、 揮發(fā) 熱失活 中毒 結(jié)焦 永久性失活 熱失活 重金屬吸附中毒 再生方法： 結(jié)焦再生 :空氣 、 水 氧化還原型催化劑：在一定氣氛下再氧化 、 還原 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 1） 金屬催化劑 Ni,Pd,Pt/載體 （ 2） 骨架催化劑 Raney Ni 非晶態(tài) Ni （ 3） 金屬氧化物 Mo,Cr,Zn,Cu,Ni的氧化物 活性低 ， 反應(yīng)溫度高 ， 抗中毒 （ 4） 金屬硫化物 抗中毒 ， 活性低 ， 反應(yīng)溫度更高 （ 5） 金屬絡(luò)合物 活性高 ， 選擇性好 ， 條件溫和 ， 但回收困難 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) 合成甲醇 概述 1923年 ， BASF公司實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) ， 高壓法 （ T380℃ ， P=30MPa） 1966年 ， ISI， 低壓法 1972年 ， ISI， 中壓法 總生產(chǎn)能力 4000萬噸 1973年 ， Lurgi， 低壓法 產(chǎn)量和消耗僅次于 乙烯 、 乙烷 、 苯 。 （ 2） 稀釋反應(yīng)物 ， 移走反應(yīng)熱 ， 減小熱