化工認(rèn)識實習(xí)指導(dǎo)書合成氨工藝

前言根據(jù)化工聲場的特點和安全生產(chǎn)的重要性，以及小學(xué)生畢業(yè)后在化工企業(yè)從事生產(chǎn)和管理的需要，本書對化工安全生產(chǎn)應(yīng)具備的知較為詳細(xì)的介紹。為使學(xué)生在實習(xí)過程中，能夠更好的理論聯(lián)系實際，正對實習(xí)基地生產(chǎn)合成氨和尿素的實際情況，對各工序的作用、原理、工藝流程的選用、其他流程的介紹、操作主義事項等作了具體的闡述。由于編者水平有限，不當(dāng)之處在所難免；由于技術(shù)的進步，有的內(nèi)容還有待修正。希望讀者給予指正或補充完善。編者2010.12目錄第一章安全知識 3第一節(jié)化工安全生產(chǎn)的重要性 3第二節(jié)化工生產(chǎn)的特點 4第三節(jié)合成氨、尿素生產(chǎn)過程中，有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生、理論性質(zhì)和危害 第四節(jié)預(yù)防與防護 9第五節(jié)中毒、灼傷事故的現(xiàn)場搶救 11第二章 合成氨生產(chǎn)工藝基礎(chǔ) 13第一節(jié)概述 13第二節(jié) 以天然氣為原料的合成氨工藝流程 16第三節(jié)脫硫 17第四節(jié) 轉(zhuǎn)化 20第五節(jié)一氧化碳變換 24第六節(jié)脫碳 27第七節(jié) 甲烷化 31第八節(jié)氨的合成 33第一章安全知識第一節(jié)化工安全生產(chǎn)的重要性碼要求。2002101（包括下場實習(xí)的學(xué)生和到廠培訓(xùn)的人員，首先要對其進行公司（廠）真學(xué)習(xí)安全知識，增強安全意識。第二節(jié)化工生產(chǎn)的特點化工生產(chǎn)為什么特別強調(diào)安全聲場的重要性？這是因為化工生產(chǎn)本身客觀生產(chǎn)，就必然會發(fā)生不幸事故。化工生產(chǎn)具有以下特點：1、易燃、易爆和有毒有害物質(zhì)隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步化學(xué)物品的生產(chǎn)迅猛發(fā)展據(jù)統(tǒng)計目前世界上有化學(xué)物品達(dá)六百多萬種我國經(jīng)常生產(chǎn)和使用的化工物（包括產(chǎn)品中間品原料達(dá)兩萬余種這些化學(xué)物品有70%以上具有易燃易爆有毒有害如合成氨生產(chǎn)中的COCONHH氯堿生產(chǎn)中的ClHClCH=CHCl; 2 3 2 2 2都是屬于易燃易爆和有腐蝕性的化學(xué)危險品。盡管這些化學(xué)產(chǎn)品給人們帶來了巨大的好處，但如果管理不當(dāng)，活在生產(chǎn)過程中發(fā)生失誤，就會發(fā)生火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息或燒傷等事故。2、高溫、高壓設(shè)備和管道3.工藝流程表、系統(tǒng)圖、操作要求嚴(yán)格800℃1000℃15MPa3.工藝流程表、系統(tǒng)圖、操作要求嚴(yán)格一種化工產(chǎn)品往往由幾個車間（或工序）來共同完成，而每個生產(chǎn)車間（或工序）又由許多化工單元和設(shè)備、電器、儀表組成，各車間、化工單元和設(shè)備之間，又由縱橫交錯的管道、景羅棋布的各種閥構(gòu)成。在這種工藝復(fù)雜和設(shè)備繁多生。4.生產(chǎn)過程的連續(xù)性和高度自動化控制就是很多工廠實行的巡檢制度。確保整條生產(chǎn)線的安全穩(wěn)定和長期周期運行。第三節(jié)合成氨、尿素生產(chǎn)過程中，有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生、理論性質(zhì)和危害用天然氣轉(zhuǎn)化制和成氣，在氣化爐或轉(zhuǎn)化爐中，大量的HCOCO、N就產(chǎn)生2 2 2合成氨、尿素生產(chǎn)過程中的有毒有害物質(zhì)的理化性質(zhì)及其危害。1、一氧化碳一氧化碳是一種無色、無味、無臭、無刺激性的氣體，相對密度為0.77，比空氣輕，燃燒時呈淡藍(lán)色火焰，是一種易燃易爆氣體，其爆炸極限為12.5%——75%；是合成氨生產(chǎn)中所有有毒氣體中最危險的一種。人吸入一氧化碳能引起中毒。亦稱煤氣中毒。一氧化碳通過呼吸進入肺部，在肺（經(jīng)氣體交換進入血液循環(huán)與血紅蛋白結(jié)合成難解離的碳氧血紅蛋白（COHB，由于碳氧血紅蛋白難以重則：休克，嚴(yán)重者死亡。2、二氧化碳二氧化碳又稱碳酸氣，為無色無臭氣體，略帶有酸味。相對密度為1.524，比空氣重。沸點-78.5℃，溶于水。由于比空氣重，所以易沉積于設(shè)備、容器的底部，以及窨井、地溝、地窖等低洼、不通風(fēng)的場所，二氧化碳能被液化，液體二氧化碳再經(jīng)蒸發(fā)，吸熱而凝固，亦稱干冰。皮膚接觸干冰，可發(fā)生局部凍傷。大氣中含有約0.04%的二氧化碳。一般情況下，二氧化碳是無毒的，但高濃度的二氧化碳對人體有毒性作用，是呼吸中樞系統(tǒng)麻痹。其毒性作用有兩方面,一是高濃度二氧化碳使空氣中氧含量降低而導(dǎo)致抗體缺氧窒息，甚至死亡；二是高濃度二氧化碳本身有刺激和麻痹作用。通常兩種作用同時發(fā)生。3、硫化氫硫化氫是無色具有臭雞蛋氣味的氣體，相對密度1.19，比空氣重，能溶于水，0℃時溶解度為0.06%克水。是一種易燃易爆氣體，燃燒時呈淡藍(lán)色火焰，4.3%——44.5%重，常積聚在陰溝低洼處。煤氣都要進行脫硫后，才能進入工序生產(chǎn)。4、氨比空氣輕；沸點-33.4℃，熔點-77.720℃時，體積水可溶解80015.5%——27%，在此范圍內(nèi)，若遇到火花或明火立即產(chǎn)生爆炸。氨在大氣下冷卻至故液化溫度也相應(yīng)提高。液氨在減壓的情況下而氣化，并吸收大量的熱，因此，期接觸低濃度的氨，能引起慢性咽炎、鼻炎、支氣管炎、結(jié)膜炎等癥狀。5、氮78.93%，也是合成氨的主要原料。氮是一種-196％21%，18%16%，會發(fā)生窒息癥狀。6、煤氣氧化碳為主的半水煤氣或水煤氣（統(tǒng)稱合成氣。半水煤氣為合成氨的原料氣，一般的氣體成份按（CO+H）/N=3.0——3.2范圍控制，故半水煤氣的大體成份2 2H(50%55%)CO(1820%),2

(6.6%), 2

(22%——23%)，2CH4(0.3%),O(0.2%)H2CO2救方法與一氧化碳相同。7、天然氣硫化物，故天然氣往往有一定的氣味。天然氣的相對密度為0.554，熔點—182.50C161.50C，是一種易燃易爆的氣體，與空氣混合的爆炸極限為5%~15%。8、車間允許毒物濃度和作業(yè)禁忌法表毒物名稱允許濃度mg/m3作業(yè)禁忌法表一氧化碳30高血壓、動脈硬化、肺氣腫、冠心病、重癥貧血硫化氫10重癥貧血氨30慢性喉炎、支氣管炎、肺氣腫、肺結(jié)核、皮膚病甲醇50內(nèi)分泌疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、視神經(jīng)疾病第四節(jié)預(yù)防與防護防護，預(yù)防工作到位，是完全可以避免的。在這方面，我們應(yīng)作好以下工作：1、消除恐懼心理，提高防范意識，在實際工作中，認(rèn)真落實“安全第一，2、加強生產(chǎn)場所的管理和對有毒有害氣體的監(jiān)測，使其在允許的濃度范圍內(nèi)。3連的通道（一般都要在相連的閥門后加盲板隔斷。4進行全系統(tǒng)的降溫、降壓、沖洗、置換等處理，并檢測合格后，方能進行檢修工作。5、嚴(yán)格執(zhí)行《化工企業(yè)安全管理制度》以及相關(guān)禁令。6、防護為確?，F(xiàn)場作業(yè)人員的安全，各相關(guān)的崗位和場所應(yīng)配備相應(yīng)的防護用具：A、氧呼吸器。凡具有有毒有害物質(zhì)的生產(chǎn)場所都應(yīng)配備。氧呼吸器是用于10.0MPa3MPa再則要檢查口罩是否完好，若有漏氣現(xiàn)象就不能使用。B、長管式防毒面具。主要用于罐內(nèi)作業(yè)、時間較長的場所，使用時要注意氣處。C、過濾式防毒面具。用于有毒有害氣體濃度較低，作業(yè)時間較短的場所，如抽、加盲板，搶開、關(guān)閥門等。使用時首先要檢查好口罩是否完好，與濾毒罐和軟管的連接是否完好，要再不漏氣的情況下才能使用。另外，還要查看濾毒罐是否有效，若失效，應(yīng)更換濾毒罐。因濾毒罐里裝的是吸附劑，若長時間未用，20g再用。氮肥生產(chǎn)車間常備兩種濾毒罐：4型 罐體為灰色，用于防護氨、硫化氫；5型 罐體為白色，用于防護一氧化碳。D、防護服若發(fā)生液氨泄漏急需到現(xiàn)場處理時，必須穿好專用的防護服，名稱連接方式名稱連接方式使用范圍毒物體長管式面罩防毒面具導(dǎo)管式大型罐<2%（NH<3%）3積濃度 牛型罐<1%（NH3過濾式面罩防毒面具直接式毒物體積濃度<0.5%毒氣濃度過高，毒性不明或缺氧的可氧氣呼吸器 背負(fù)式移動性作業(yè)。注：1、大型濾毒管防御氫氰酸、氯化氫、磷化氫、砷化氫、氨氣等，毒氣體積濃度應(yīng)<1%；2、各型濾毒罐防御汞時，毒氣體積濃度應(yīng)<0.001%。第五節(jié)中毒、灼傷事故的現(xiàn)場搶救由于生產(chǎn)具有高溫高壓、易燃易爆、有毒有害等特點，雖然加強了預(yù)防，發(fā)癥的發(fā)生具有十分重要的意義。在生產(chǎn)或檢修現(xiàn)場，對中毒、灼傷患者進行搶救，應(yīng)注意并遵循下列原則：1、迅速組織力量搶救救護者應(yīng)做好個人防護。2、切斷毒物來源泄漏的管道閥門，堵、加盲板，停止加料，必要時應(yīng)停車處理。對于已經(jīng)擴散3、防止毒物繼續(xù)侵入人體4、促進生理器官功能的恢復(fù)中毒患者若停止呼吸時，則要立即進行人工呼吸，同時針刺人中、涌泉、太沖等穴位。對于氨、氧化氮等中毒者，不能使用壓迫式人工呼吸法，因為氨和氧化氮對皮膚有灼傷作用，若使用壓迫式人工呼吸法，會使患者的呼吸系統(tǒng)出血，造成更為嚴(yán)重的后果。5、及時解毒，促使毒物排出，讓中毒者盡快康復(fù)。有效措施解毒和促使毒物排出，消除毒物對機體的危害，讓中毒者盡快康復(fù)。第二章 合成氨生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)第一節(jié)概述氨是在1754年有德國的普里斯特利在做加熱氯化銨和石灰的實驗時發(fā)現(xiàn)的。1913年在德國的奧堡建成了世界上第一套一煤為原料的合成氨生產(chǎn)裝置，1914年進入正常生產(chǎn)。一、氨的性質(zhì)（一、物理性質(zhì)在常溫常壓下，氨是有強烈刺激性臭味的無色氣體。能灼傷皮膚、眼睛、呼吸道黏膜。氨有強烈的毒性，若空氣中會有0.5%體積）為0.597（空氣=1.00，臨界溫度為132.40C，臨界壓力為11.22MPa，沸點為-33.50C，-77.70C.氨易被液化，在0.1MPa-33.50C，或在常0.7—0.8MPa，氨就凝結(jié)成無色的液體，同時放出大量的熱，液0.66（200C。如果人體與液氨接觸，則會被嚴(yán)重凍傷。液氨很8001530%（質(zhì)量比）的為商品氨水。氨水呈弱堿性，易揮發(fā)。（二、化學(xué)性質(zhì)氨與酸或酸酐可以直接作用，生成各種銨鹽。如：2NH

+HSO=(NH)SO3 2 4 42

(1-1)NH+HNO=NHNO

(1-2)3 3 4 3NH+HCl=NHCl (1-3)3 4NH+HO+CO=NH

(1-4)3 2 2 4 3NHHCO+NH=(NH)

(1-5)4 3 3 42 3氨與二氧化碳作用生成氨基甲酸銨，脫水成尿素：NH22NH+CO=CO （1-6）3 2ONH4NH NH2 2CO =CO +H2

O （1-7）ONH NH4 2得到硝酸。在一定的溫度和壓力下，氨與尿素（液態(tài)）合物。生成三聚氰胺就是依據(jù)此化學(xué)原理。氨在高溫（8000C）分解成氮和氫：2NH800cN3H3 2 2氮的自然點為6300C，燃燒時成藍(lán)色火焰。氨與空氣或氧氣按一定比例混合后，遇火能發(fā)生爆炸。常溫下氨在空氣中的爆炸極限為15.5~28%，在氧氣中為13.5~82%，氫在空氣中的爆炸極限為4~74%。銀、鋅等有腐蝕作用。二、氨的用途氨主要用于生成各種農(nóng)田化肥，如尿素、磷酸氫銨、氯化銨、硝酸銨等。當(dāng)然，氨本身就是一種高效肥料，一些國家已經(jīng)大量使用液氨作化肥。因此，合成三、合成氨工業(yè)的發(fā)展20304.62080150011030萬噸的大型合成氨聯(lián)產(chǎn)尿素裝置?，F(xiàn)在，國內(nèi)的合成氨企業(yè)絕大部分已達(dá)年產(chǎn)10四、合成氨生成采用的原料和方法，制成含一定比例的氫、氮、一氧化碳、二氧化碳等的混合合成氨的生成方法較多，主要區(qū)別在于造氣原料的選用，原料不同，采用的具體采用何種原料，均要本著“因地制宜，就地取材”的原則，主要取決于能否大量地，經(jīng)濟地獲得該原料。國內(nèi)以采用天然氣，煤焦為原料的廠家較多。天然氣是生成合成氨的首選原料，從建廠投資、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)條件、環(huán)境與衛(wèi)用不同原料生產(chǎn)合成氨經(jīng)濟情況比較：原料相對單位產(chǎn)品投資相對單位產(chǎn)品成本天然氣100100焦?fàn)t氣142180重油152140煤252220第二節(jié) 以天然氣為原料的合成氨工藝流程以天燃?xì)鉃樵仙珊铣砂?，普遍采用蒸汽轉(zhuǎn)化法。天然氣經(jīng)加壓脫硫后，下面是以天然氣為原料被普遍采用的制氨流程。第三節(jié)脫硫一、脫硫的作用HS，其次有二硫化碳CS、硫氧化碳COS、硫醇RHS）2 2化物。以煤為原料制成的合成氣中，一般會有硫化氫1~10g/Nm320~30g/Nm3。天然氣中硫化物的含100~150mg/Nm3（的鎳催化劑格，所以必須除去，除的越少越好。0.5ppm下的要求。為干法脫硫和濕法脫硫兩種。常采用的干法脫硫劑（固體）有：錳礦（MnO、2度后必須更換。常采用的濕法脫硫劑（液體）有：氨水、蒽？二磺酸鈉（ADA）來。二、干法脫硫（錳礦、氧化鋅）脫硫原理（錳礦反應(yīng)式如下：MnO

+2HS=MnS

O-Q (3-1)2 2 2 2ZnO+H

O-Q (3-2)2 2ZnO+CHSH=ZnS+CHOH-Q (3-3)25 25上述反應(yīng)為放熱的不可逆化學(xué)反應(yīng)。錳礦廉價易得，脫硫效果好，可作為脫硫劑。0.5ppm理氣量大，使用時間長。三、工藝流程（，經(jīng)初步脫硫后，天然氣從其底部出來進入氧化鋅脫硫罐界外天然氣去一段爐對流段干法脫硫流程圖—天然氣壓縮機，2—一段爐對流段，3、4.—錳礦脫硫罐，5.—氧化鋅脫硫罐四、脫硫方法的選擇脫硫方法雖然多種多樣，選用原則應(yīng)根據(jù)原料氣中硫的形態(tài)及含量多少，脫較后，選擇適當(dāng)?shù)拿摿蚍椒?。大致可分為以下幾種情況：（1）.有抗硫的脫除以干法為主，可將總硫脫到1ppm以下。如果總硫在10ppm左右，而且大多是硫化氫和硫醇，選用活性碳法就可以達(dá)到要求。HSCSADA2 2如原料氣為焦?fàn)t氣，因氣體中含有氨，可選用氨水催化法脫硫。(3HSCS含量都高，可選用物理吸收法的低溫甲醇洗滌法2 2脫硫后，再用干法去精脫，才能達(dá)到要求。HS30—45g/Nm3.先要用烷瑩醇胺法將脫出到幾十2PPm5ppm可以采干濕法聯(lián)合脫硫。第四節(jié) 轉(zhuǎn)化一、轉(zhuǎn)化的作用不同，所以催化反應(yīng)的條件亦有所不同。轉(zhuǎn)化工序的作用，是將主要脫硫合格后的天然氣和從系統(tǒng)來的中壓蒸汽混500°C氨和氨加工產(chǎn)品的原料氣。二、反應(yīng)原理氣中的甲烷與水蒸汽發(fā)生如下反應(yīng)；CH+HO=3H

+CO-Q (4-1)4 2 2CH+2HO=4H+CO-Q （4-2）4 2 2 2副反應(yīng)，如；副反應(yīng)（亦稱析碳）CH=C+2H4 2

(4-3)2CO=C+C02

(4-4)CO+H

=C+H0 (4-5)2 2HO(g)/CH2 4

的比值。一段反應(yīng)是體積增大的吸熱可逆反應(yīng)，降低壓力提高反應(yīng)物濃度(提高水碳比)和升高溫度有利反應(yīng)向生成物反向進行。8~10%應(yīng)供熱。CH+2O=CO+2HO+Q4 2 2 2(4-6)2H+O=2H0+Q2 2 2(4-7)2CO+O=2CO+Q2 2(4-8)CH+HO(g)=3H+CO-Q4 2 2(4-9)CH+2H0(g)=4H+CO-Q4 2 2 2(4-10)經(jīng)兩段轉(zhuǎn)化后，甲烷含量降低至0.2%左右。轉(zhuǎn)化氣的組分大致為：H2

54%CO 18% CO2

6% N2

22% CH4

0.2%。此外還有微量的惰性氣體。三、工藝流程程上均大同小異，都包括有一、二段轉(zhuǎn)化，原料氣預(yù)熱及預(yù)熱回收。天然氣經(jīng)脫硫，總硫含量小于0.5PPm，隨后在壓力3.5MPa，溫度380°C左右的條件下進入中壓蒸汽，達(dá)到一定的水碳比（約3.5，進入對流段加熱到500°C左右隨后運到輻射段頂部，分配進入各反應(yīng)管，混合氣自上而下流，主800°C10%，氣管中間的上升管上升，送人二轉(zhuǎn)爐頂部。工藝空氣經(jīng)供壓抗加壓到3.5MPa左右，進入一段爐對流段預(yù)熱到450°C時繼續(xù)吸熱并發(fā)生反應(yīng)。離開二段轉(zhuǎn)化爐的氣體溫度在1000°C0.3%370°C。天然氣一段轉(zhuǎn)化天然氣一段轉(zhuǎn)化二段轉(zhuǎn)化變換燃料氣一段轉(zhuǎn)化爐二段轉(zhuǎn)化爐高溫爐水水低溫爐燃料空氣脫碳空氣壓縮機二氧化碳?xì)饧淄榛铣晌账偕淄榛铣伤嚎s機分離器氨天燃?xì)庹羝D(zhuǎn)化、熱法凈化制氨工藝流程四、轉(zhuǎn)化工序操作注意事項碳反應(yīng)。向二段轉(zhuǎn)化爐頂部加入工藝空氣（開車階段）時，應(yīng)達(dá)到以下條件：①一段700400.5Mpa。上述三個條件同時具備時，才允許向二段爐加入工藝提高水碳比，能防止析碳反應(yīng)發(fā)生，但不可提得太高，這樣將適得的其反。一般3.5——4體成分，達(dá)到后工序以及合成氨所需比例的要求。五、其他轉(zhuǎn)化流程第五節(jié)一氧化碳變換余由低溫變換來完成。一、變換工序的作用CO30ppm清除轉(zhuǎn)化氣中的一氧化碳，通過變換過程來完成，這就是變化工序的作用。二、一氧化碳變換的基本原理清除轉(zhuǎn)化氣中的一氧化碳，是依據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)進行的：CO+H

O=CO

(5-1）2 2 2CHO？以下副反應(yīng)：CO+H

=C+H

O (5-2)2CO+3H

2=CH2

O(5-3)2加大反應(yīng)物水蒸氣的用量，適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，有利于主反應(yīng)的進行。為此，在變換工序采用以下工藝條件：一是壓力。壓力對變換反應(yīng)的平衡幾乎沒有影響。450℃—500200℃—280℃之間。三是水蒸汽比例。水HO/CO2FeoFeo34 23三、工藝流程COCO同的。這里介紹的是以天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法中的變換（中變—低變串聯(lián)）流程。370℃3.0Mpa425℃—450℃之間。430℃COCO2220℃，235—250℃之間繼續(xù)進行變換反應(yīng)。低變氣從爐底出來，CO0.3%溫240℃CO2

吸收塔。中變—低變串聯(lián)流程如下：四、變換操作注意事項1、溫度。因一氧化碳與水蒸汽的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在爐內(nèi)有放出反應(yīng)熱的CO350℃—450℃左右；低變使用的是銅鋅系催化劑，使用溫度在180℃—260℃之間，晚期溫度280℃左右。2、水蒸汽比例。HO/CO3~52汽，要根據(jù)實際情況確定。五、其他變換流程第六節(jié)脫碳一．脫碳工序的作用20%~25%的二氧化碳。二氧化產(chǎn)尿素，純堿碳酸氫銨的主要原料，空氣回收利用。工業(yè)上把脫碳低變氣中二氧化碳的過程稱為脫碳。（化，變換_）制得原料氣中的二氧化碳脫除，同時獲得較高純度的氫，氫氣；二是制氨和尿素的主要原料氣：氫氮氣和二氧化碳在這里分流。二．脫碳的基本原理目前工業(yè)上采用的脫碳方法很多，根據(jù)所用的吸收劑的性質(zhì)不同，可分為下中和反應(yīng)：CO+KCO+HO=2KHCO+Q (6-1)2 2 3 2 3出二氧化碳，重新生成碳酸鉀，因而吸收劑可循環(huán)使用。再生反應(yīng)式為：2KHCO=KCO+HO+CO-Q (6-2)3 2 3 2 2（防腐劑的純變度。三．工藝流程0.39%段吸兩段再生流程敘述如下：250CO2

24%,一部分進入底變廢熱鍋爐，一部分進入低變氣再沸器換熱降低溫度后進入輕水預(yù)熱器，其體溫度降至120702

0.39%以下的氫氮氣進入凈化氣分離器，115℃經(jīng)豐貧液泵加壓后進入吸收塔中部。再生塔底120℃，70℃,進入貧液泵加壓打入吸收塔頂部。O/CO1.8——2.02 240℃是純凈的二氧化碳?xì)獗凰屯蛩剀囬g工藝流程圖如下：四、脫碳工序操作注意事項25——30%（w、t）2.5——5%5%以后無明顯效果，反而增加了二乙醇胺的損失。0.6%左右。視緩蝕劑不同而各有差異。個至十幾個（ppm。105——110。C，吸收氣體中60——75%的CO，貧液吸收溫度為60——80℃，吸收40——25%的CO。2 2一下（105——115℃帶液或控液現(xiàn)象的發(fā)生，確保脫硫系統(tǒng)的正常運行。五．其它流程簡介第七節(jié) 甲烷化一.甲烷化工序的作用此工序的作用是將脫碳?xì)庵?.3%左右的CO、CO，在催化劑的作用下與氫反210PPmHN=3：2 2的合成氨原料氣。COCOCOCOH2 2 2逆反應(yīng)，均采用鎳催化劑。由此可知，甲烷化反應(yīng)時一個強烈的放熱反應(yīng)，其主反應(yīng)式為：CO+3H

=CH2 4

O+Q (7-1)2CO+4H=CH+2HO+Q (7-2)2 2 4 2若脫碳?xì)庵杏醒醮嬖跁r，氧與氫反應(yīng)生成水：O+2H2

=2H2

O+Q (7-3)2若在溫度較低（200℃，壓力較高時，還會發(fā)生以下副反應(yīng)：Ni+4CO=Ni(CO)4

(7-4)意爐內(nèi)的熱量溫度不能過低。在工藝指標(biāo)中，甲烷化的熱量溫度一般都在以上，這樣生成羰荃鎳的副反應(yīng)就不會發(fā)生。三.工藝流程從脫碳?xì)夥蛛x器來的脫碳?xì)?，CO、CO2

總濃度在0.3%以下，溫度70℃左右，達(dá)到甲烷化反應(yīng)所需的溫度（大致260℃，出甲一換熱器的脫碳?xì)鈴募淄榛癄t壓縮機四段進口，經(jīng)壓縮升壓送合成氨工序。（甲烷化工序流程圖）四.操作注意事項200℃于生成羰荃鎳的溫度，高限低于反應(yīng)器材料允許的設(shè)計溫度，一般在的范圍內(nèi)。溫度還是判斷催化劑無活性或是是否中毒的主要指標(biāo)。如果其它條件正常，而反應(yīng)器進出口溫差逐漸由大變小，這就意味著催化劑活性降低。如果溫差突然變小或床層熱點下移，則為催化劑中毒的象征。甲烷化是脫除合成氨原料氣中少量碳氧化物最有效的方法，被廣泛采用。甲烷化流程的典型氣體組成如下：（體積%）五.其他流程簡介氣相液相液膜氣膜濃度界面（反應(yīng)區(qū)）銅液吸收CO機理示意圖1913CO氣相液相液膜氣膜濃度界面（反應(yīng)區(qū)）銅液吸收CO機理示意圖液氨洗滌法。這是一個物理凈化過程，根據(jù)COCO，而且還能脫出CHAr,這樣4100PPm氧化制備合成氣或與焦?fàn)t氣分離制氫的歷程結(jié)合使用。第八節(jié)氨的合成一、合成工序的作用二、反應(yīng)原理（合成塔直接合成的氨，其化學(xué)反應(yīng)式為：3H+N=2NH+Q（8-1）2 2 3由上述反應(yīng)式可以看出氨合成反應(yīng)的特點是：1、反應(yīng)是可逆的。在氫氨反應(yīng)生成氨的同時，氨也可能分解成氫氣和氨氣。2不再外加熱量。3合成后得到二個分子的氨氣，這就要求供合成用的氫氨混合氣，必須達(dá)到H:N=3:12 24此反應(yīng)需要在催化劑的作用下才能較快進行實驗證明如果沒有催化劑即使溫度達(dá)700~800℃和壓力高達(dá)100~200MPa時，反應(yīng)速度極為緩慢，因此催化劑的作用是十分重要的，在合成氨生產(chǎn)中，很多工藝指 和操作條件都是由催化劑的性質(zhì)決定的。300℃的條件下進行，達(dá)到平衡需要若干年的時間，這就沒有實際450~550℃，15~30