氨气的工业制法

二翊 2024-05-29 21:18:49

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氨气工业制法　气中的加氢　　特点：高压催化　　工艺流程有很多方案界各国采用的也不尽相同。目前世界上比较先进的有布朗三塔三废锅氨合成圈、伍德两塔两废锅氨合成圈、托普索s-250型氨合成圈和卡萨里轴径向氨合成工艺。　　合成与冷冻工段的有效能损耗占全装置的15%左右。流体流动、压缩、传热、冷冻、化学反应等诸方面的有效能损耗相当。降低这些能耗的关键在于催化剂，如能找到一种低温高活性催化剂，则操作压力就可降低，压缩功和循环功也可降低。氨合成反应是放热反应，合理回收能量是降低能耗的一个方面，适当增大一些反应设备和通气截面，就可降低传热、流动和化学反应的不可逆损耗。减少弛放气，降低新鲜气的单耗是降低能耗的重要方面。　　随着大型化的发展，氨合成圈已成为降低合成氨能耗的主要单元之一。近代大型氨合成装置的代表设计有三种：　　1）布朗的三塔三废锅氨合成圈　　布朗三塔三废锅氨合成圈由3个合成塔和3个废锅组成。塔内有催化剂筐，气体由外壳与筐体的间隙从底部向上流过，再由上向下轴向流过催化剂床。三塔催化剂装填量比二塔多，最终出口氨含量可以从16.5%提高到21%以上，减少了循环气量，节省了循环压缩功。合成塔控制系统非常简单，各塔设有旁路用阀门调节气体入塔温度。由于氨合成反应平衡的限制，决定了催化剂温度，不需要调节催化剂床层反应温度。　　2）伍德两塔三床两废锅氨合成圈　　伍德两塔三床两废锅氨合成圈采用两个较小的合成塔，3个催化剂床，两塔塔后各连一个废锅。这种结构使反应温度分布十分接近最优的反应温度，气体的循环量和压降小，投资和能耗节省，副产高压蒸汽多。　　3）托普索两塔三床两废锅氨合成圈　　托普索s-250系统采用无下部换热的s-200合成塔和s-50合成塔组成。还包括：（1）废锅和锅炉给水换热器回收废热；（2）合成塔进出气换热器，水冷器，氨冷器和冷交换器，氨分离器及新鲜气氨冷器等。合成塔为径向流动催化剂床，采用1.5mm～3mm小催化剂，压降为0.3mpa。由s-200型塔出来的合成气，经废热锅炉回收热量，并保证入s-50型塔的合适温度，以提高单程合成率。　　此外还有：　　生产方法：生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。　　①天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%～0.3%（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。　　②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。　　③煤（焦炭）制氨。随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。　　用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。**、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和**橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。　　贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。 20210311

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