合成氨工艺流程详解（合成氨工艺流程详解看过一定学得会）

合成氨工艺流程详解(我肯定会从合成氨工艺流程详解中学到！)

合成氨

氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除了液氨可以直接用作肥料外，农业上使用的氮肥，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。

今天小七带你进入合成氨的世界，了解氨的合成过程。

合成氨工业现状。

合成氨工业是我国化肥工业资源网的基础，也是传统煤化工的重要组成部分。目前，我国合成氨产能已达8300多万吨，年表观消费量约5800万吨，行业产能过剩率超过30%。

进入8月后，合成氨市场逐步下行，江苏市场下跌6.71%，河北市场下跌3.93%，山东市场下跌3.54%。

氨生产原料

合成氨的直接原料是氢气和氮气。

氮气可以是空气体，其被液化和分离以获得氮气，或者空气体燃烧通过燃料床以去除产生的一氧化碳和二氧化碳。

一般来说，各种含碳氢化合物的燃料被用来生产氢气，即焦炭、无烟煤、天然气和重油被用作与水蒸气反应的原料。

合成氨工艺流程。

氨的生产过程大致可以分为四个步骤:原料的生产；原料气的净化；氨的合成；氨的分离。除了合成氨，其他工艺的转化率和分离率都比较高。由于氨合成转化率低，反应后的气体经氨分离后循环回合成塔。

合成氨生产原理流程。

一、原料气生产。

1以固体燃料为原料。

固体燃料无烟煤或焦炭气化生产合成氨原料气，简称气化。常用的产气气化剂有空气、富氧空气、氧气和水蒸气等。

以空气体为气化剂生产的气体称为空气体，以蒸汽为气化剂生产的气体称为水煤气，以空气体和适量蒸汽资源网为气化剂生产的气体为混合气体。半水煤气是指组成符合(CO+H2)与N2体积比为3.1~3.2的混合气体，即合成氨原料气。

目前，根据气化方法的不同，固体燃料制合成氨原料气的工业方法主要有固定床间歇气化、固定床连续气化、流化床连续气化和气流床连续气化。

中国许多小型化肥厂都采用这种工艺。这种工艺的缺点是冷热过程交替，温度变化大，能耗过大。

2以气态烃为原料。

合成氨原料气的气态烃主要包括天然气、炼厂气、油田气、焦炉气和裂解气等。

合成氨原料气的生产方法因供热方式不同而不同，主要有蒸汽重整和间歇催化重整。

以天然气为原料的优点是冷热交替少，变化幅度不大。具有明显的节能效果。

蒸汽重整法

蒸汽重整过程分为两个阶段。在第一阶段，蒸汽和气态烃在带有催化剂的重整管中进行吸热重整反应，反应所需的热量从管外提供。气态烃转化到一定程度后，与催化剂一起送入二次炉。加入适量的空气体与部分可燃气体一起燃烧，为剩余碳氢化合物和氮气进一步转化生产合成氨提供热量。

该方法是投资少、能耗低的最经济的合成氨生产方法，目前在我国已得到广泛应用。

间歇催化转化法

间接催化转化法的生产过程分为吹炼和产气两个阶段，两个阶段连续交替进行。在吹炼阶段，气态烃和空气体在燃烧炉中燃烧，产生的烟气使催化剂达到烃蒸汽重整反应所需的温度。在产气阶段，气态烃和蒸汽在催化剂层中发生转化反应，生成合成氨原料气。

该方法不需要制氧机，投资省，建厂快，但由于热量利用率低，原料烃消耗高，操作复杂，应用受到限制。

3以重油为原料。

以重油为原料制氨时，采用部分氧化制气。重油部分氧化是指重烃和氧气的部分燃烧。由于反应释放的热量，一些烃经历热裂解和裂解产物的转化反应。最后，获得以H2和一氧化碳为主要成分和少量CO2和CH4(CH4通常低于0.5%)的合成气。

重油部分氧化制合成气(CO+H2)的工艺流程由原料油和气化剂(O2+H2O)预热、油气化、热能资源网回收出口高温合成气、炭黑脱除回收四部分组成。

二是气体净化。

粗原料气经净化除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换工艺、脱硫脱碳工艺和气体精制工艺。

1转型过程。

合成氨生产中，各种方法制备的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨所需的两种组分是H2和N2，因此有必要从合成气中脱除一氧化碳。

转化的目的是将一氧化碳转化为易于去除的氢气和CO2。转化过程不仅是原料气的净化，也是原料气生产的延续。转化气体称为“转化气体”。

目前广泛使用的变换催化剂有铜催化剂和铁铬催化剂。

2脱硫脱碳工艺。

各种原料生产的粗原料气含有一些硫和碳的氧化物，在合成氨生产过程中，为了防止催化剂中毒，必须在合成氨生产过程前将其除去。

在使用天然气作为原料的蒸汽重整方法中，第一个过程是脱硫以保护重整催化剂。在以重油和煤为原料的部分氧化法中，脱硫位置是根据是否使用耐硫催化剂进行一氧化碳转化来确定的。

工业脱硫方法有很多种，通常采用物理或化学吸收法，如低温甲醇洗和Selexol。

3气体精制工艺。

CO转化和CO2脱除后的原料气仍含有少量残留的CO和CO2。为防止氨合成催化剂中毒，规定一氧化碳和二氧化碳的总含量不得超过10立方厘米/立方米(体积分数)。

因此，在进入合成工艺之前，原料气必须经过最终净化，即精制。目前在工业生产中，最终的提纯方法分为深冷分离法和甲烷化法。

甲烷化反应在镍基催化剂的作用下，在280 ~ 380℃和原始压力(0.6 ~ 3兆帕)下进行。

第三，氨合成。

氨合成工段的主要任务是在催化剂存在下将合格的N2和H2合成氨。

压缩精细脱气，与循环气混合，经预热器加热后进入氨合成塔。反应后，合成的氨被液化并从系统中分离出来，未反应的氮气和氢气被循环使用。

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