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《化工合成大作業(yè)--化工0808--合成氨》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、北京化工大學《化學過程合成與分析》大作業(yè)學院：化學工程學院班級：化工0808姓名：學號：指導教師：2010年月氨合成工藝流程的模擬分析1.緒論2.最優(yōu)物料的斷裂3.收斂單元4.換熱單元5.氨分離單元6.氨合成催化反應單元7.合成氨工況的模擬分析8.總結和相關計算第一緒論一、氨的性質和用途1、氨的性質氨在標準狀態(tài)下是無色氣體，比空氣密度小，具有刺激性氣味，會灼傷皮膚、眼睛，刺激呼吸器官粘膜?？諝庵邪辟|量分數(shù)在0.5%~1.0%時，就能使人在幾分鐘內窒息。氨的相對分子質量為17.03，沸點（0.10
2、13Mpa）-33.35℃，冰點-77.7℃，臨界溫度132.4℃，臨界壓力11.28Mpa，液氨的密謀（0.1013Mpa，-33.4℃）為0.6818kg/L，標準狀態(tài)下氣氨的密度7.714×10~-4kg/L，摩爾體積22.08L/mol。液氨揮發(fā)性很強，氣化熱較大。氨極易溶于水，可生產含氨15%~30%（質量）的商品氨水，氨溶解時放出大量的熱。氨水溶液呈弱堿性，易揮發(fā)。氨是一種可燃物質，自然點為630℃，一般較難點燃。館的化這性質較活潑，能與酸反應生成鹽，與空氣或混合物在一定范圍內能夠發(fā)
3、生爆炸，常壓、補天浴日下的爆炸范圍分別為15.5%~28%和13.5%~82%。2、氨的用途氨主要用來制造化學肥料，也作為皓首其他化工產品的原料?；净れ傻南跛?、純堿，含氮無機鹽，有機化學工業(yè)中的含氮中間體，制藥工業(yè)中的磺胺類薌、維生素、搭配，化纖和塑料工業(yè)中的己內酰胺、己二胺、等，都需要直接或間接以氨為原料。氨還應用于國防工業(yè)和尖端技術中，以及做冷凍、冷藏系統(tǒng)的制冷劑。二、氨的發(fā)現(xiàn)與合成氨是1754年Priestley回執(zhí)氨化銨和石灰混合物時發(fā)現(xiàn)的。1784年，C.L.Berthollet確
4、定氨由氮和氫組成。19世紀中葉，隨著煉焦工業(yè)興起，副產焦爐所中除氫、甲烷等主要組分外，尚有少量可以回收，但因回收的氨量不能滿足需要，俱全眾研究將空氣中的游離態(tài)氨轉變成氨的方法。1901年，Lechatelier第一個提出氨的全成條件是高溫、高壓并采用適當?shù)拇呋瘎?。隨后，Haber和Nernst從化學熱力學角度研究了高壓下氨的合成和分解，并在一定壓力下采用催化劑進行氨的合成試驗。1909年，Haber用鋨催化劑，在17.5~20.0Mpa和500-600℃下，攻得6%的氨，這一成就為氨合成趲工業(yè)化
5、打下了基礎。三、合成氨生產的進展第一次世界大戰(zhàn)結束后，德國回戰(zhàn)敗而被迫把合成氨技術公開。一些國家在此基礎上做了改進，出現(xiàn)了不同壓力的合成方法：低壓法（10Mpa）、中壓法（20~30Mpa）用高壓法（70~100Mpa），但大多數(shù)工廠采用中壓法，所用原料主要是焦炭和焦爐氣。20世紀50年代，由于天然氣、石油資源大量開采，為合成氨提供了豐富的原料，世界合成氨工業(yè)的迅速發(fā)展。起初，各國將天然氣作為原料。隨著石腦油蒸汽轉化催化劑的度制成功，缺乏天然氣的國家開發(fā)了以后腦油為原料的生產方法。在重油部分氧化
6、法成功以后，重油也成了合成氨工業(yè)的重要原料。20世紀60年代以后，開發(fā)了多種活性好的新型催化劑，能量的回收與利用更趨合理。大型化工程技術等方面的進展，促進了合成氨工業(yè)的高速發(fā)展，引起了合成氨裝置的重大變革，其主要內容包括以下幾點為：1、單毓大型化2、熱能綜合利用3、高度自動化四、我國合成氨工業(yè)發(fā)展的概況我國合成氨工業(yè)于20世紀30年代起步，當時只有大連和南京兩地建有氨廠，最高年產量50kt.僵解放前夕，因遭到不同程度的破壞，或原料短缺而停產。我國合成氨工業(yè)的發(fā)展是從建設中型據(jù)開始的。50年代初，
7、在恢復、擴建老廠的同時，從前蘇聯(lián)引進了三套以煤為原料的年產50kt的合成氨裝置，1957年先后建成投產。1961年試制成功了高壓往復式壓縮機和氨合成塔，樗著我國具有自力更生發(fā)展合成氨的能力。于是我國自行設計、制造、安裝的上產50kt的中型據(jù)陸續(xù)建成。60年代引進以重油為原料的年產100kt、50kt的合成氨裝置各一套。我國合成氨工業(yè)經過40多年的發(fā)展，產量已躍居世界第1位，現(xiàn)已掌握了以焦炭、無煙煤、褐煤、焦爐氣、天然氣及油田伴生氣和液態(tài)烴等氣固液多種原料生產合成氨的技術，形成了我國特有的煤、石油
8、、天然氣原料并存和大、中、小規(guī)模并存的合成氨生產格局。五、合成氨生產的典型流程和特點除電解法外，不管用何種粗原料氣中都含有硫化物、一氧化碳、二氧化碳等，這些物質都是氨合成催化劑的毒物，在進行氨合成之前，需要將其徹底清除。因此，合成氨過程包括以下三個主要步驟：造氣即制備含有氫、一氧化碳、氮的粗原料氣。凈化降去粗原料氣中氫、氮以外的雜質。壓縮和合成將符合要求的氫氨混合氣壓縮到，在鐵催化劑與高溫條件下合成為氨。1、以煤為原料的合成氨流程我國以煤為原料的中型合成氨廠多數(shù)采用60年代開發(fā)的三人間凈化流程，
