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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