合成氨工藝流程-展示頁(yè)
2024-08-25 14:50本頁(yè)面
【正文】 壓、高溫和催化劑存在下由氮?dú)夂蜌錃夂铣芍频?。由于氨可以提供孤?duì)電子，所以它也是一種路易斯堿。氨有很廣泛的用途，同時(shí)它還具有腐蝕性等危險(xiǎn)性質(zhì)。氨對(duì)地球上的生物相當(dāng)重要，它是所有食物和肥料的重要成分。合成氨反應(yīng)式如下：N2+3H2≈2NH3關(guān)鍵字：合成氨 工藝流程 氮肥 原料氣1 引言 氨是一種無(wú)色氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味。合成氨摘要：合成氨工業(yè)誕生于本世紀(jì)初，其規(guī)模不斷向大型化方向發(fā)展。德國(guó)化學(xué)家哈伯1909年提出了工業(yè)氨合成方法，即“循環(huán)法”，這是目前工業(yè)普遍采用的直接合成法。極易溶于水，常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨。氨也是所有藥物直接或間接的組成。由于氨有廣泛的用途，氨是世界上產(chǎn)量最多的無(wú)機(jī)化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。 20世紀(jì)初，工業(yè)上開(kāi)發(fā)了氰化法和合成氨法生產(chǎn)氨，前者因能耗遠(yuǎn)大于后者而被淘汰。氮?dú)庵饕獊?lái)源于空氣；氫氣主要來(lái)源于含氫和一氧化碳的合成氣。從燃料化工來(lái)的原料氣含有硫化合物和碳的氧化物，它們對(duì)于合成氨的催化劑是有毒物質(zhì)，在氨合成前要經(jīng)過(guò)凈化處理。反應(yīng)過(guò)程中為解決氫氣和氮?dú)夂铣赊D(zhuǎn)化率低的問(wèn)題，將氨產(chǎn)品從合成反應(yīng)后的氣體中分離出來(lái)，未反應(yīng)氣和新鮮氫氮?dú)饣旌现匦聟⑴c合成反應(yīng)。經(jīng)過(guò)不斷地發(fā)展，合成氨技術(shù)趨于成熟，形成了以有特色的工藝流程。2 原料氣的制備 以天然氣為原料，天然氣的主要成分為甲烷，約占90%以上，在鐵猛脫硫劑和氧化鋅脫硫劑的作用下，配入一定量的水蒸氣和空氣分別在一段轉(zhuǎn)化觸煤和一定溫度下將甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣，制取氨合成所需的氫氣和氮?dú)狻Ｖ鞣磻?yīng)：CH4+H2O===CO+3H2CH4+2H2O===CO2+4H2CH4+CO2===2CO+2H2CH4+2CO2===3CO+H2+H2OCH4+3CO2===4CO+2H2OCO+H2O===CO2+H2副反應(yīng)：CH4===C+2H22CO===C+CO2CO+H2===C+H2O副反應(yīng)既消耗了原料，并且析出的炭黑沉積在催化劑表面將使催化劑失活，因此必須抑制副反應(yīng)的發(fā)生。因此生產(chǎn)中必須控制好工藝條件，是反應(yīng)向右進(jìn)行，生成盡可能多的CO和H2。3) 吸熱反應(yīng) 甲烷的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，為了使正反應(yīng)進(jìn)行的更快、更徹底，就必須由外界提供大量的熱量，以保持較高的反應(yīng)溫度。只有在找到了合適的催化劑鎳，才使得轉(zhuǎn)化的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化稱(chēng)為可能，因此轉(zhuǎn)化反應(yīng)屬于氣固相催化反應(yīng)。當(dāng)有催化劑存在時(shí)，則能大大加快反應(yīng)速率；甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率對(duì)反應(yīng)溫度升高而加快，擴(kuò)散作用對(duì)反應(yīng)速率影響明顯，采用粒度較小的催化劑，減少內(nèi)擴(kuò)散的影響，也能加快反應(yīng)速率。在甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)中影響析炭的主要因素如下：a. 轉(zhuǎn)化反應(yīng)溫度越高，烴類(lèi)裂解析炭的可能性越大。c. 烴類(lèi)碳原子數(shù)越多，裂解析炭反應(yīng)越容易發(fā)生。5. 炭黑生成的抑制及除炭方法1) 抑制炭黑生成的方法a. 保證實(shí)際水碳比大于理論最小水碳比b. 選用活性好，熱穩(wěn)定行好的催化劑c. 防止原料氣及蒸汽帶入有害物質(zhì)，保證催化劑的良好活性2) 除炭方法a. 當(dāng)析炭較輕時(shí)，采用降壓、減少原料烴流量、提高水碳比等方法可除炭b. 當(dāng)析炭較嚴(yán)重時(shí)，采用水蒸氣除炭，反應(yīng)是如下：C+H2O===CO+H2在水蒸氣除炭過(guò)程中首先停止送入原料烴，繼續(xù)通入水蒸氣，溫度控制在750~800℃，經(jīng)過(guò)12～24h即可將炭黑除去。首先停止送入原料烴，在蒸汽中加入少量的空氣，送入催化劑床層進(jìn)行燒炭，催化劑層溫度控制在700℃以上，大約經(jīng)過(guò)8h即可將炭黑
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