湖南化工职业技术学院合成氨生产技术教案.docVIP

湖南化工职业技术学院合成氨生产技术教案　 绪 论　 一、教学内容　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 -材料工业产品，用途广、需求量大。其用途涉及到造纸、橡胶、塑料、农药、饲料添加剂、微量元素肥料、空间技术、采矿、采油、航海、高新技术领域中的信息产业、电子工业以及各种材料工业，又与日常生活中人们的衣、食、住、行以及轻工、环保、交通等息息相关。　　　 　　 　 1 　　　 1.1 　　 1.1.1—尿素，硝酸铵，氯化铵，碳酸氢铵，含氮复合肥料等。　　　 1.1.2　　　 1.1.3　 1.1.4　 1.1.5　　 1.1.6 　　　 1.2 　　　 1.3　　　 1.4　　 1.5 　　 201913年德国建立首家合成氨厂，促进了化学工业的迅速发展，也是工业上实现高压催化反应的一个里程碑。合成氨的制造也为当年德国发展军事工业、实行侵略扩张政策奠定了物质技术基础。德国知名的鲁尔工业区。　　 　　　 60年代kellogg公司余热利用工艺；　　 　　 ICI的AM-V工艺；　　　 kelloggMEAP工艺。　　 20世纪30年代起步。1999年年产量34310KT，世界排名第一。　　　 4260万t/a。大型合成氨装置有30套，设计能力为900万t/a，实际生产能力为1000万t/a；中型合成氨装置有55套，生产能力为460万t/a；小型合成氨装置有700多套，生产能力为2800万t/a。  目前我国已投产的大型合成氨装置有30套，设计总能力为900万t/a，实际生产能力为1000万t/a，约占我国合成氨总生产能力的23％。除上海吴泾化工厂为国产化装置外，其余均系国外引进，荟萃了当今世界上主要的合成氨工艺技术，如 以天然气和石脑油为原料的凯洛格传统工艺（9套）、凯洛格-TEC工艺（2套）、托普索工艺（3套）、节能型的AMV工艺（2套）和布朗工艺（4套）；以渣油为原料的德士古渣油气化工艺（4套）和谢尔气化工艺（3套）；以煤为原料的鲁奇粉煤气化工工艺（1套）和德士古水煤浆气化工艺（1套）。  我国大型合成氨装置所用原料天然气（油田气）占50％，渣油和石脑油占43％，煤占7％，其下游产品除1套装置生产硝酸磷肥外，其余均生产尿素。70年代引进的大型合成氨装置均进行了技术改造，生产能力提高了15％～22％，合成氨吨综合能耗由41.87GJ降到33.49GJ，有的以石油为原料的合成氨装置（如安庆、金陵、广石化）用炼油厂干气顶替一部分石脑油（每年大约5 万t）。  另外，我国还有3套大型在建合成氨装置，南化公司计划投料，吉化在设计中，卢天化公司购买的墨西哥二手设备在着手建设，届时，我国大型合成氨装置总生产能力将达1205万t/a。  我国中型合成氨装置有55套，生产能力为460万t/a；约占我国合成氨总生产能力的11％，下游产品主要是尿素和硝酸铵，其中以煤、焦为原料的装置有34套，占中型合成氨装置的62％；以渣油为原料的装置有9套，占中型合成氨装置的16％；，以气为原料的装置有12套，占中型合成氨装置的22％；  我国小型合成氨装置有700多套，生产能力为2800万t/a，约占我国合成氨总生产能力的66％，原设计下游产品主要是碳酸氢铵，现有112套的装置经改造生产尿素。原料以煤、焦为主，其中以煤、焦为原料的占96%，以气为原料的占4％。 发展趋势：　 1500—2000吨/天规模。　　　 21　　　 1）气体分布技术与合成塔内件技术；　 2）无毒、吸收能力强、再生能耗低的净化技术；　 3）低压状态下的高活性催化剂；　 4）合成变压吸附系统开发，选择性强的吸附剂，一步获得纯氨产品；　　 5）建立精确数学模型（湘潭大学先进的反应器数学模拟技术）；（6）生物固氮技术。　　 　 2　　　 2.1 　　 2.2 　 8　　　 1740---世界首家硫酸厂；　　 2050年代开发出硫铁矿沸腾焙烧技术；1995年美国建成炼铜烟气制硫酸装置；　　 1998　　 　　　 2.3 　 1874　　 1934　　 19796.998Mt。2000年产量24.27Mt，居全球第二位。　　 2.4　　　 1）装置大型化，30—90 万吨/套。　 2）节能与废热利用 ，广泛采用新型催化剂技术。　　　 3）设备结构和材料改进。　 4）生产计算机管理控制技术运用CIMS。　 5）减轻污染，保护环境。高活性含铯催化剂和五段催化床层可使转化率达到99.9%以上。　　　 　　 3 　 3.1 　 3.2 　　 3.3 1913年合成氨发现后才出现化肥，我国逐步建立了完整的化肥工业体系。2000年化肥产量超过31兆吨，全球第一。但化肥产量、品种结构比例均存在不足，国产化大型装备质量较