刮板钢闽南师范大学
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专 业: 应用化学
年 级: 10应化2
2013年12月30
合成氨的方法及其应用
【摘要】介绍不同原料的合成氨和合成氨各个工段工艺流程,指出了我国合成氨工艺技术现状及其未来发展趋势,认为未来合成氨技术进展的主要趋势是大型化、低能耗、结构调整、
清洁生产、长周期运行;介绍合成氨工业产品的用途,指出合成氨对化肥的重要意义。 关键词:合成氨 工艺流程 发展现状 意义
前言
氨是一种重要的含氮化合物。氮是蛋白质质中不可缺少的部分,是人类和一切生物所必须的养料;可以说没有氮,就没有蛋白质,没有蛋白质,就没有生命。大气中存在有大量的氮,在空气中氨占78%(体积分数)以上,它是以游离状态存在的。但是,如此丰富的氮,通常状况下不能为生物直接吸收,只有将空气中的游离氮转化为化合物状态,才能被植物吸收,然后再转化成人和动物所需的营养物质。把大气中的游离氮固定下来并转变为可被植物吸收的化合物的过程,称为固定氮。目前,固定氮最方便、最普通的方法就是合成氨,也就是直接由氮和氢合成为氨,再进一步制成化学肥料或用于其它工业 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。
包装内托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。
1.氨的性质
1.1物理性质
无气体,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℃)。
1.2化学性质
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,防伪标签识别混合物可达到沸腾;不能与下列物质共存:乙醛、、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。
2.合成氨的生产工艺
19世纪中叶,炼焦工业兴起,生产焦炭过程中制得了氨。煤中的氮约有20%~25%转化为氨,煤气中氨含量为8~11g/m3,因而可以从副产焦炉中回收氨。但这样回收的氨量不能满足需要,促使人们研究新的合成氨的方法来满足工业需要,以下介绍不同原料合成氨的简要生产过程。
2.1以固体燃料(煤或焦炭)为原料的合成氨的简要生产过程
煤或焦炭 造气 脱硫 CO变换
精制 脱CO2
三聚氰胺模压门板 压缩
后视镜套合成 合成尿素
氨 尿素