肥料生产原理与工艺——第二章氮肥(合成氨)剖析.pptVIP

(3)空速 是反应气在催化剂床层停留时间的倒数。空速大,单位体积催化剂处理的气量大,能增加生产能力。但空速过大,催化剂与反应气体接触时间太短,部分反应物未参与反应,就离开催化剂表面,进入气流,导致反应速度下降,另外,气量增大,使设备负荷,动力消耗增大,氨分离不完全。因此空速亦有一个最适宜的范围。 (4)气体组成 操作中合成气中的惰性气体会积累起来,为保持惰性气体在合成气中含量稳定,合成气需少量排放(排放气包括放空气和弛放气二部分)。若以增产氨为主要目的时,惰性气体含量应控制得低一些,约10%～14%,此时排放气排出量大,由此造成的原料气和氨的损失较大。若以降低原料消耗为主要目的,惰性气体含量可控制在16%～20%,此时排放气量少,原料气和氨的损失也小,生产成本下降,但反应器生产能力下降。进塔的氢氮比一般低于3,这是因为反应尚未达到平衡,由反应动力学方程得出反应速度最大时的氢氮比都小于3。 合成系统工艺流程示意图 1.冷凝器; 2.氨蒸发器; 3.Ⅱ氨分离器; 4.氨合成塔; 5.废热锅炉; 6.气气换热器; 7.合成水冷却器; 8.Ⅰ氨分离器 碳酸氢铵的生产工艺 氯化铵的生产工艺 氯化铵成分中含有66％左右的氯，盐指数高，生理酸性较重，长期施用会使土壤中的钾、钙、镁等盐基离子淋失，造成土壤酸化，农产品品质下降(纤维作物除外)。 目前农业上施氯化铵作为氮肥仅仅是因为它是联合制碱工业的副产品而较为廉价而已，一般不专门制造、联合制碱生产氯化铵的过程如图3-4所示。 尿素合成（生产原理） 尿素合成（生产原理） 谢 谢 您 duzy007@126.com 一、氮资源 N2、——NO3-、NH4+ 二、氮在植物生长中的作用（2倍） 三、自然界中分子氮的固定 1.闪电（Cavendish证实，氧化，10kg/hm2） N2+O2→2NO，2NO+O2→2NO2，3NO2+H2O→2HNO3+NO 2.生物固氮（共生、游离生物体） 四、氮循环 合成氨 氨的衍生物（硝酸，硝酸铵；硫酸铵；尿素和尿素的衍生物；硫衣尿 素（SCU）脲醛，硫脲，亚丁烯基双脲，新型脲醛肥料；硝硫铵，氯化铵） 其他氮肥（硝酸钙，硝酸钠，草酰胺，氰氨化钙） 氮溶液（氨水，硝酸铵，硝酸铵-尿素-氨，尿素-硝酸铵） 含氮混合肥料（硝酸钾，尿素-磷酸（脲磷酸），磷酸一铵（MAP），磷酸二铵（DAP），磷酸镁铵，多磷酸铵） 氨的合成 synthetic ammonia 氨的合成原理 氨是重要的含氮化合物，除了现已不常施用的石灰氮外，几乎所有的氮肥都以氨为原料。氨还是染料、合成橡胶、树脂、合成纤维和医药工业的重要原料。 工业上氨由氮和氢用哈伯（Haber）法直接合成。1913午BASF公司在德国奥帕(Oppau)建成了世界第一套合成氨装置。 哈伯——合成氨 ??????? ???????????? 在 10 ～ 30 MPa，T ＝ 500°C 下反应，产率约 20% 早期的合成氨法 名称 合成压力，MPa 年 份 国 家 哈伯-博施法（Haber-Bosch） 20 1913 德国 克劳特法（Claude） 100 1917 法国 卡塞莱法（Casale） 68~85 1918 意大利 福瑟法（Fauser） 30 1921 意大利 蒙特·塞尼斯法（Mont Cenis） 10~15 1921 德国 氮气工程公司法（NEC） 30 1921 美国 N2+3H2=2NH3 指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。????生产方法?生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。 合成氨的生产原料 合成氨的生产包括原料气的制备及其净化、压缩和氨的合成等过程。生产合成氨的原料 气为氢气和氮气，或是两者的混合气体。氮气来自空气，氢气来自含有碳或碳氢化合物的各种 燃料，如焦炭、煤、天然气、轻油印重油等在高温下与水蒸气反应获得。也可以从焦炉气或天然 气中获得。由于原料气中的一氧化碳、二氧化碳和硫化物等对氨合成的催化剂有毒害作用，并腐蚀设 备，所以必须除去。净化后的原料气在高温、高压和催化剂剂的存在下进行氨的合成。 氨合成的概略工艺流程 1.氨的合成 2.氨的分离 3.未反应气体的补充 4.惰性气体的放空增压和循环 ?工艺过程：经合成塔反应后的出口混合气进水冷器被水冷却，氨冷凝量的多少取决于氨的合成压力和冷却水的温度高低。 由冷器出来后的气液混合物进入氨分离器，气液相在此一级分离。 出口混合气由循环机增压，补偿气体在合成回路中的压力损失。 经增压后的气体入冷