【摘要】：氨是由氮气和氢气在高温高压下催化反应合成的,因此合成氨首先必须制备合格的氢、氮原料气。以天然气为原料的合成氨流程采用加压蒸汽转化法生产以H2,N2,CO,CO2为主的半水煤气,经变换、脱除二氧化碳和甲烷化,以获得合格的氮氢混合气,然后在催化剂及适当的温度、压力下合成氨,这是我国目前大型合成氨厂普遍所用的流程。该流程热利用率和自动化程度高,生产成本较低。
氨是由氮气和氢气在高温高压下催化反应合成的,因此合成氨首先必须制备合格的氢、氮原料气。氢气常用含有烃类的焦炭、无烟煤、天然气、重油等各种燃料与水蒸气作用的方法来制取。氮气可将空气液化分离而得,或使空气通过燃烧,除去氧及其燃烧生成物而制得。
合成氨的生产过程主要包括以下3个步骤:
（1)造气:即制备含有氢、氮的原料气;
（2)净化:不论采用何种原料和何种方法造气,原料气中都含有对合成氨反应过程有害的各种杂质,必须采取适当的方法除去这些杂质;
（3)压缩和合成:将合格的氮、氢混合气压缩到高压,在铁催化剂的存在下合成氨。
以焦炭或煤为原料合成氨的原则流程如图1.1所示。
图1.1 以焦炭或煤为原料合成氨的原则流程
以天然气为原料合成氨的原则流程如图1.2所示。
图1.2 以天然气为原料合成氨的原则流程
以焦炭或煤为原料合成氨的流程是先将焦炭或煤直接气化为水煤气,再经过脱硫、变换、压缩、脱除一氧化碳和二氧化碳等净化后,获得合格的氮氢混合气,并在催化剂及适当的温度、压力下合成氨。我国有丰富的煤炭资源,是合成氨的好原料。
以天然气为原料的合成氨流程采用加压蒸汽转化法生产以H2,N2,CO,CO2为主的半水煤气,经变换、脱除二氧化碳和甲烷化,以获得合格的氮氢混合气,然后在催化剂及适当的温度、压力下合成氨,这是我国目前大型合成氨厂普遍所用的流程。该流程热利用率和自动化程度高,生产成本较低。
除以上两种典型流程外,还有焦炉气深度冷冻法、以重油为原料加压部分氧化法、以轻油为原料等制氨流程。
本章重点介绍在我国广泛应用的以天然气及气态烃为原料的合成氨流程。
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