一文看懂合成氨工艺流程

氨在化工产业中拥有 十分广泛的作用,是制造各类化工品的关键原料,甚至在国民经济中都占有着至关重要的地位。合成氨技术的出现,很大程度提高了我国社会经济发展总体水平。今天我们就对合成氨工艺流程做简单介绍。

1、制备原料气

进行此道工艺过程是为制备原料气,原料气主要是由氢气和氮气构成。在高温度下,将水蒸气和制取氢气的原料一起混和,制备带有一氧化碳和氢气的气体。对不同的原料,一般运用不同的方式 来制取合成气。

例如,对渣油必需使用非催化一部分氧化的方式 ,对某些固体原料则需要运用将固体燃料气化的方法。氮气是空气中含量最多的组分,所以可以借助将空气液化的物理方法制备。

不光这样,还可以运用化学方式 ,即让碳在空气中进行剧烈燃烧的氧化还原反应,之后将其中的二氧化碳分离出来便可获得较纯净的氮气。

2、空气的液化及分离

将空气冷冻液化,因为空气中各组分的沸点有很大区别,所以可以借助精馏把空气分离成纯净的气体。

3、净化原料气

在合成氨工艺技术的流程中,净化粗原料气是一个不容忽视的关键步骤,下边将对这一环节包括的众多流程进行具体分析:

(1)一氧化碳变换

煤气化所得的原料气中绝大多数是有毒的一氧化碳,必需要将其转换为容易脱除的二氧化碳,并提高有效气体中氢气的比例,才可以提高合成氨工艺的生产率。实际上,在完整的工业流程中耗费能量最多的步骤便是氧化碳变换。所以,若可以将本道工艺过程的能耗减少,就可以极大程度地改进资源浪费的现象。

(2)原料气脱硫脱碳流程

原料气的脱碳和脱硫流程也是十分关键的步骤,脱碳主要是为避免在合成氨流程中产生催化剂中毒的现象,一般可以运用化学吸收和物理吸收两种方式 。

需要注意的是,因为二氧化碳可以做为生产碳酸钠和碳酸氢铵等物质的原料,必需在脱碳步骤中将二氧化碳进行回收再利用,如此一来不但有益于节约能源,并且也实现了对自然环境的保护。

脱硫步骤一般可以运用干法脱硫和湿法脱硫两种方式 ,运用固体脱硫剂是干法脱硫,尽管拥有 比较好的实际效果但不益于脱硫剂的再生。运用溶液脱硫则是湿法脱硫,脱硫剂可以再生,在粗脱硫流程中运用较多。

 (3)原料气精制

原料气在精炼脱碳和脱硫后会剩下许多杂质,这些杂质中带有少许的二氧化碳、一氧化碳,可以对氨合成的催化剂起到定的保护作用。在工业中,一般运用铜氨液吸收法对原料气进行精制。

4、氨的合成

合成氨工艺流程中最重要的一部分便是合成氨,在催化剂和高温高压下将氢氮混合气体进行化合反应即可制取氨气。它主要是分为六个步骤:

  1. 压缩气体和除油;
  2. 预热和合成气体;
  3. 分离出来合成氨,并分离出来后的气体及时回收;
  4. 循环未反应气体;
  5. 将惰性气体排放出反应体系;
  6. 回收再利用反应热。

氨的合成必需在高温高压的自然环境下才可以顺利开展,整个反应体系可以循环利用,所以并不会浪费生产原料,不但可以节省生产成本并保护生态环境,还可以将生产率大幅提高。