合成氨工业( 二 ) _生活百科

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合成氨工业③与其他产品联合生产。合成氨生产中副产大量的二氧化碳，不仅可用于冷冻、饮料、灭火，也是生产尿素、纯硷、碳酸氢铵的原料。如果在合成氨原料气脱除二氧化碳过程中能联合生产这些产品，则可以简化流程、减少能耗、降低成本。中国开发的用氨水脱除二氧化碳直接制碳酸氢铵新工艺，以及中国、义大利等国开发的变换气气提法联合生产尿素工艺，都有明显的优点。合成条件反应特点①可逆反应；②正反应是放热反应；③正反应是气体体积减小的反应。根据化学反应速率的知识，得知升温、增大压强、及使用催化剂都可以使合成氨的化学反应速率增大；降温、增大压强可以提高平衡时混合物中氨气的含量。压强有研究表明，在400°C，压强超过200MPa时，不使用催化剂，氨便可以顺利合成，但实际生产中，太大的压强需要的动力就大，对材料要求也会增高，这就增加了生产成本，因此，受动力材料设备影响，目前我国合成氨厂一般採用20MPa~50MPa.温度从理想条件来看，氨的合成在较低温度下进行有利，但温度过低，反应速率会很小，并且在500°C时催化剂铁触媒的活性最大，故在实际生产中，一般选用500°C 。催化剂採用铁触媒（以铁为主，混合的催化剂），铁触媒在500°C时活性最大，这也是合成氨选在500°C的原因。最后，製得的氨量也不算多，还可以採取迅速冷却，使气态氨变为液态氨。也可原料重複利用。但对于合成氨反应中的铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。相反，含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。催化剂中毒后，往往完全失去活性，这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增加设备，提高成本。因此，研製具有较强抗毒能力的新型催化剂，是一个重要的课题。工业制氨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，製得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成迴路，製得产品氨。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，可用部分氧化法製得合成氨原料气，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。空气分离装置製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）为原料製取氨的方式在世界上已很少採用。用途氨主要用于製造氮肥和複合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12% 。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚醯胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作製冷剂。贮运商品氨中有一部分是以液态由製造厂运往外地。此外，为保证製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，需设定液氨库。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。