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氮气合成氨的工艺流程

来源:www.97506.com 发布于:2021年05月11日 13:39:11

氮气合成氨的工艺流程 氮气怎样合成氨?合成氨的工艺流程主要由造气、净化和合成等几部分组成。下面乌鲁木齐特殊气体公司为大家简单介绍一下。
    氮气合成氨的工艺流程
    氮气怎样合成氨?合成氨的工艺流程主要由造气、净化和合成等几部分组成。下面乌鲁木齐特殊气体公司为大家简单介绍一下。
    1、原料气体的制备
    氢和氮的粗原料气主要通过煤和天然气等原料制备而得。通常情况下,我们采用气化的方法从固体原料煤和焦炭制取合成气;采用非催化部分氧化的方法从渣油中获得合成气;工业中利用二段蒸汽转化法从气态烃类和石脑油中制取合成气。
    2、原料气体的净化
    由于生成的粗原料气中含有很多杂质气体,会影响合成氨的效率和质量,这需要进行净化处理,净化是指除去氢气和氮气以外的气体,它先后经过一氧化碳变换、脱硫脱碳以及气体精制等三个过程。
    (1)一氧化碳变换过程
    在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。
    先是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;然后是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。
    (2)脱硫脱碳过程
    各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程中使催化剂中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,需要先进行的工序是脱硫,保护催化剂;以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。
    工业中有很多的脱硫方法,通常是采用物理或化学吸收的方法,将粗原料气体经过CO变换以后,除H2外,在变换气中,还留其他多种气体,如CO2、CO和CH4等。而CO2不利的是它会使氨合成催化剂中毒,益处是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥等离不开CO2。因此变换气时,脱除CO2必须同时考虑到这两方面。
    (3)气体精制过程
    经CO变换和CO2脱除后,气体中杂质已经很少,但是原料气还含有少量残余的CO和CO2气体。而CO和CO2对氨合成催化剂如Fe的毒害非常大,尾尽量减少和降低CO和CO2总含量,使其不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此,原料气在进入合成工序前,必须进行原料气的净化,即精制过程。
    3、氨合成
    将纯净的氢、氮混合气体经过高压压缩,在相关催化剂如铁的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的重要的工序,是整个合成氨生产过程的核心组成部分。氨合成反应必须在较高压力和催化剂同时存在的条件下进行,由于该反应为可逆反应,气体中氨含量会维持在一定的比例,一般只有10%~20%,为了加强对氢气和氮气的利用率,须将未反应氢氮气循环利用。
    氮气怎样合成氨过程中氨合成将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序,是整个合成氨生产过程的核心部分。
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