毕业论文《合成氨工艺设计》.docVIP

摘 要 氨是重要的无机化工产品之一，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。 我国合成氨装置很多，但合成氨装置的控制水平都比较低，大部分厂家还停留在半自动化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的问题是：能耗大、成本高、流程长，自动控制水平低。这种生产状况下生产的产品成本高，市场竞争力差，因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。为了改变这种状态，除了改变比较落后的工艺流程外，实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。 合成氨生产装置是我国化肥生产的基础，提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平，对目前我国化肥行业状况，只有进一步稳定生产降低能耗，才能降低成本，增加效益。而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。 合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平，在现有工艺条件下，发挥优化控制的优势，使整个生产长期运行在最佳状态下，同时，优化系统的应用还能节约原材料消耗，降低能源消耗，提高产品的合格率，增强产品的市场竞争能力。 关键字　 合成氨 农业 化学肥料 意义 目录 摘 要 2 正文 4 一.前言 4 1.1 物理性质： 4 1.2化学性质 5 二.合成氨工业产品的用途 5 2.1氨气用途： 5 2.2氨水用途 5 三.合成氨的生产工艺 6 ３．１原料气制备 6 ３．１．１ 一氧化碳变换过程 6 ３．１．２脱硫脱碳过程 6 ３．１．３气体精制过程 7 ３．１．４氨合成 7 ３．２合成氨的催化机理 7 ３．３催化剂的中毒 8 四．影响合成氨的因素： 8 ４.１温度对氨合成反应的影响 8 ４.２压力对氨合成反应的影响 8 ４.３空速对氨合成反应的影响 9 ４. ４氢氮比对氨合成反应的影响 9 五．研究现状 9 六.发展趋势 10 七.研究合成氨的意义: 11 ７.１、施用化肥之必然 11 ７.２.使用化肥的作用 11 ７．２．１提高粮食产量 11 ７．２．２提高土壤肥力 12 ７．２．３发挥良种潜力 12 ７．２．４补偿耕地不足 13 ７．２．５增加有机肥量 13 ７．２．６发展绿色资源 13 ７．３、化肥与生物能增值 13 致谢 15 参考文献 16 正文 一.前言 1.1 物理性质： 无色气体,有刺激性恶臭味。分子式NH3。分子量17.03。相对密度0.7714g/l。熔点-77.7。沸点-33.35。自燃点651.11。蒸气密度0.6。蒸气压1013.08kPa(25.7)。 蒸气与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。 氨在20水中溶解度34%,25时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。 水溶液呈碱性,0.1N水溶液PH值为11.1。 液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。 遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。 与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。 不能与下列物质共存:乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。氨气用途：：工业上用氨气来通过氧化制造硝酸，而硝酸是重要的化工原料。 ：制造化肥。 氨水用途： 氨水是实验室重要的试剂 军事上作为一种碱性消毒剂，用于消毒沙林类毒剂。常用的是10%浓度的稀氨水（密度0.960），冬季使用浓度则为20%。 无机工业用于制选各种铁盐。 毛纺、丝绸、印染等工业用于洗涤羊毛、呢绒、坯布，溶解和调整酸碱度，并作为助染剂等。 有机工业用作胺化剂，生产热固性酚醛树脂的催化剂。 医药上用稀氨水对呼吸和循环起反射性刺激，医治晕倒和昏厥，并作皮肤刺激药和消毒药。也用作洗涤剂、中和剂、生物碱浸出剂。还用于制药工业，纱罩业，晒图等。合成氨的工艺 原料气制备 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 一氧化碳变换过程 在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下： CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ 由于CO变换