以焦爐煤氣等工業尾氣制合成氨工藝使用美國AII進口微量氧分析儀

(1)原料氣制備將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態烴類和石腦油，工業中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。

原料要求：焦爐煤氣等富含H2、CO的工業尾氣。

①一氧化碳變換過程在合成氨生產中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分數一般為120合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下：CO+H2O→H2+CO2 ΔH=-41.2kJ/mol以焦爐煤氣等工業尾氣制合成氨工藝使用美國AII進口微量氧分析儀
由于CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利于回收反應熱，并控制變換段出口殘余CO含量。**步是高溫變換，使大部分CO轉變為CO2和H2；**步是低溫變換，將CO含量降至0.3右。因此，CO變換反應既是原料氣制造的繼續，又是凈化的過程，為后續脫碳過程創造條件。
②脫硫脫碳過程各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉化法，**道工序是脫硫，用以保護轉化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料氣經CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量*多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。以焦爐煤氣等工業尾氣制合成氨工藝使用美國AII進口微量氧分析儀
一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。
③氣體精制過程經CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為
合成氨生產線主控室
合成氨生產線主控室
了防止對氨合成催化劑的毒害，規定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3(體積分數)。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的*終凈化，即精制過程。以焦爐煤氣等工業尾氣制合成氨工藝使用美國AII進口微量氧分析儀
在工業生產中，*終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小于0.7甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下：
CO+3H2→CH4+H2O=-206.2kJ/mol0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O=-165.1kJ/mol0298HΔ
(3)氨合成將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。 [1] 氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由于反應后氣體中氨含量不高，一般只有100故采用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下：

N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol

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