系統(tǒng)可靠性:平均無(wú)故障時(shí)間:MTBF≥20000小時(shí)
原料組成
合成氨的主要初始原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。如天然氣、*、重質(zhì)油和煤(或焦炭)等。 [3]
①天然氣制氨。天然氣先經(jīng)脫硫,然后通過(guò)二次轉(zhuǎn)化,再分別經(jīng)過(guò)一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮?dú)浠旌蠚,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.10.3體積),經(jīng)甲烷化作用除去后,制得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經(jīng)壓縮機(jī)壓縮而進(jìn)入氨合成回路,制得產(chǎn)品氨。以*為原料的合成氨生產(chǎn)流程與此流程相似。
②重質(zhì)油制氨。重質(zhì)油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料氣,生產(chǎn)過(guò)程比天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化法簡(jiǎn)單,但需要有空氣分離裝置?諝夥蛛x裝置制得的氧用于重質(zhì)油氣化,氮作為氨合成原料外,液態(tài)氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
③煤(焦炭)制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發(fā)展,以煤(焦炭)為原料制取氨的方式在世界上已很少采用。中國(guó)能源結(jié)構(gòu)上存在多煤缺油少氣的特點(diǎn),煤炭成為主要的合成氨原料,天然氣制氨工藝則受到嚴(yán)格限制。
催化機(jī)理
熱力學(xué)計(jì)算表明,低溫、高壓對(duì)合成氨反應(yīng)是有利的,但無(wú)催化劑時(shí),反應(yīng)的活化能很高,反應(yīng)幾乎不發(fā)生。當(dāng)采用鐵催化劑時(shí),由于改變了反應(yīng)歷程,降低了反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)以顯著的速率進(jìn)行。合成氨反應(yīng)的機(jī)理,先是氮分子在鐵催化劑表面上進(jìn)行化學(xué)吸附,使氮原子間的化學(xué)鍵減弱。接著是化學(xué)吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用,在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,氨分子在表面上脫吸而生成氣態(tài)的氨。
合成氨工業(yè)在20世紀(jì)初期形成,開(kāi)始用氨作火工業(yè)的原料,為服務(wù),次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,轉(zhuǎn)向?yàn)檗r(nóng)業(yè)、工業(yè)服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)氨的需要量日益增長(zhǎng)。
合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨,為一種基本無(wú)機(jī)化工流程。現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中,氨是化肥工業(yè)和基本有機(jī)化工的主要原料。