1、合成氨系統(tǒng)工藝設(shè)計及計算本文介紹了合成氨生產(chǎn)的用途、工藝流程、工藝合成的方法及計 算，并進(jìn)行熱量衡算和系統(tǒng)的物料衡算，對合成氨的強(qiáng)化措施以及設(shè) 備的工藝計算?！娟P(guān)鍵字】合成氨；系統(tǒng)工藝；設(shè)計方法；計算一、合成氨的性質(zhì)及用途1、合成氨的性質(zhì)合成氨指由氮?dú)夂蜌錃庠诟邏捍呋瘎┐嬖谙轮苯雍铣傻陌?，別名 氨氣。世界上的氨除少量從焦?fàn)t氣中回收副產(chǎn)外，絕大多數(shù)是合成的 氨。合成氨主要用作化肥、冷凍劑和化工原料。合成氨的主要元素是氮。氮是自然界里分布較廣的一種元素。它 是蛋白質(zhì)的主要組成部分按重量計約占蛋白質(zhì)的六分之一?？梢姷?素對生命的重要性?？諝庵泻亢芏啵s79%（體積）。以氮為原料合成氨是目前世

2、界上用途最為廣泛，也是最經(jīng)濟(jì)的一 種方法。氨的用途很廣。以氨為原料可以制造各種氮肥，氮肥施用量 在化學(xué)肥量中占首位。氮本身就是一種高效肥料。合成氨工業(yè)是氮肥 的基礎(chǔ)，對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)起著十分重要的作用，而用化學(xué)肥料是農(nóng)業(yè)增產(chǎn) 的有效途徑。二、合成氨的工藝流程（一）合成氨的工藝流程1-氨合成塔；2-水冷器；3-氨分離器；4-循環(huán)壓縮機(jī)；5-濾抽器； 6-冷凝塔；7-氨冷器。（二）氨的合成工藝說明氨的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序，其任務(wù)是將經(jīng)過精制的 氫氮混合氣合成為氨。工業(yè)上合成氨的各種工藝流程一般以壓力的高 低來分類。1、分類高壓法：操作壓力70100MPa，溫度為550650度。優(yōu) 點(diǎn)是氨合成效

3、率高，混合氣中的氨易被分離。低壓法：操作壓力 10MPa 左右，溫度為 400450 度。優(yōu) 點(diǎn)是操作壓力和溫度都比較低，故對設(shè)備要求低，容易管理，且催化 劑活性較高。中壓法：操作壓力2060MPa，溫度為450550度。其 優(yōu)缺點(diǎn)介于高壓法與低壓法之間，目前此法技術(shù)比較成熟，經(jīng)濟(jì)性比 較好。2、原料氣制備制備氫氮比為 3： 1 的半水煤氣。即造氣，將無煙煤(或焦炭) 由爐頂加入固定床層煤氣發(fā)生爐中，并交替向爐內(nèi)通入空氣和水蒸汽 燃料氣化后生成氫氮比為 3： 1 的半水煤氣。固定床半水煤氣制造過 程由吹風(fēng)、上吹制氣、下吹制氣、二次上吹、空氣吹凈等5 個階段構(gòu) 成，為了調(diào)節(jié)氫氮比，在吹風(fēng)末端要將

4、部分吹風(fēng)氣吹入煤氣，這個過 程通常稱為吹風(fēng)回收。以上五個階段完成了制造半水煤氣的主過程，然后重新轉(zhuǎn)入吹風(fēng) 階段，進(jìn)入下一個循環(huán)。3、凈化 對粗原料氣進(jìn)行凈化處理，除去氫氣和氮?dú)庖酝獾碾s質(zhì)，只要包 括變換過程，脫硫脫碳過程以及氣體精致過程。(1)一氧化碳變換各種方法制取的原料氣都含有CO其體積分?jǐn)?shù)一般為12%40 %,先利用CO變換反應(yīng)，在不同溫度下分為高溫變換以及低溫變換。 將一氧化碳含量降到0.25%左右。因此，一氧化碳變換式原料的制造 的繼續(xù)，又是凈化過程。( 2)脫硫脫碳過程各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防 止合成氨生產(chǎn)過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫碳

5、，以 天然氣為原料的蒸氣轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護(hù)轉(zhuǎn)化催化 劑。一種有機(jī)煤為原料的部分轉(zhuǎn)化，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐硫 的催化劑脫硫的位置。（3）氣體 CO2 精制過程經(jīng) CO 變換和 CO2 脫出后原料中長尚含有少量的 CO 和 CO2 為 了防止對氨合成催化劑的毒害，規(guī)定 CO 和 CO2 總含量不得大于 10cm3/m3 分?jǐn)?shù)。因此原料氣在進(jìn)入合成工序前，必須進(jìn)行原料氣的 最終凈化，既精制過程。三、工藝計算溶解在液氨中及漏損的氣量約為新鮮氣量的 3%取 94 標(biāo)米 3，則消耗定額為：3265.99+91 = 4370 （標(biāo)米3/噸氨）四、結(jié)論合成氨是化工專業(yè)學(xué)習(xí)設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，本文根據(jù)相關(guān)合 成氨資料，進(jìn)行