合成氨生產(chǎn)課件

1、項(xiàng)目七項(xiàng)目七 合成氨的生產(chǎn)合成氨的生產(chǎn) 通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解合成氨的基本性質(zhì)和用途、合成氨工業(yè)的基本情況及合成氨的生產(chǎn)方法，熟悉合成氨的生產(chǎn)工藝流程及合成氨生產(chǎn)的操作規(guī)程，掌握影響合成氨生產(chǎn)的工藝條件及影響因素。 項(xiàng)目說明項(xiàng)目說明:1、了解合成氨的理化性質(zhì)及用途；2、了解合成氨的生產(chǎn)方法；3、熟悉合成氨生產(chǎn)設(shè)備知識(shí)；4、熟悉合成氨的工藝流程；5、掌握影響合成氨生產(chǎn)的工藝條件及影響因素。 知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo): :1、能夠熟練運(yùn)用專業(yè)工具書、期刊、專業(yè)書籍和網(wǎng)絡(luò)資源等查找有關(guān)合成氨生產(chǎn)的資料和信息；2、能對收集到的合成氨生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行合理的分類和歸納；3、能較熟練地運(yùn)用外語進(jìn)行專業(yè)信息收

2、信和處理；4、能對合成氨生產(chǎn)工藝條件進(jìn)行分析；5、能對合成氨生產(chǎn)設(shè)備的選擇；6、能讀懂合成氨的生產(chǎn)工藝流程圖；7、具有編制合成氨生產(chǎn)的操作規(guī)程的初步能力。 能力目標(biāo)：能力目標(biāo)：1、具有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；2、具有良好的語言表達(dá)和文字表達(dá)能力；3、培養(yǎng)安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)的意識(shí)素質(zhì)目標(biāo)：素質(zhì)目標(biāo)：實(shí)施建議實(shí)施建議: :1 1、3 34 4人為一個(gè)小組來完成工作任務(wù)。人為一個(gè)小組來完成工作任務(wù)。2 2、可充分利用教材、圖書資料、文獻(xiàn)及網(wǎng)絡(luò)資源來查找、可充分利用教材、圖書資料、文獻(xiàn)及網(wǎng)絡(luò)資源來查找完成工作任務(wù)；也可以采用實(shí)地參觀相關(guān)合成氨生產(chǎn)企完成工作任務(wù)；也可以采用實(shí)地參觀相關(guān)合成氨生產(chǎn)企業(yè)、向工廠

3、技術(shù)人員咨詢請教的形式來完成工作任務(wù)。業(yè)、向工廠技術(shù)人員咨詢請教的形式來完成工作任務(wù)。3 3、小組共同討論來完成表格內(nèi)容，并準(zhǔn)備進(jìn)行全班交流。、小組共同討論來完成表格內(nèi)容，并準(zhǔn)備進(jìn)行全班交流。4 4、教師進(jìn)行點(diǎn)評、總結(jié)和理論補(bǔ)充。、教師進(jìn)行點(diǎn)評、總結(jié)和理論補(bǔ)充。任務(wù)一任務(wù)一 合成氨工業(yè)概貌檢索合成氨工業(yè)概貌檢索教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)知知識(shí)識(shí)目目標(biāo)標(biāo)能能力力目目標(biāo)標(biāo)了解合成氨的理化性質(zhì)了解合成氨的用途、產(chǎn)量了解合成氨工業(yè)的基本情況了解合成氨工業(yè)的發(fā)展趨勢能熟悉運(yùn)用專業(yè)資料進(jìn)行信息檢索能對收集信息進(jìn)行處理 工作任務(wù)工作任務(wù): : 結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)合成氨的性質(zhì)、用途、產(chǎn)品價(jià)格、產(chǎn)量、工

4、業(yè)發(fā)展的相關(guān)知識(shí) ，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流完成下表內(nèi)容并交流: :問題問題內(nèi)容內(nèi)容文獻(xiàn)資料來源文獻(xiàn)資料來源合成氨有哪些工業(yè)用合成氨有哪些工業(yè)用途？途？列出合成氨的理化性列出合成氨的理化性質(zhì)質(zhì)分析世界合成氨工業(yè)分析世界合成氨工業(yè)的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢一、合成氨的性質(zhì)與用途一、合成氨的性質(zhì)與用途1、合成氨的性質(zhì)、合成氨的性質(zhì) 氨（氨（NHNH3 3）在常溫常壓下為無色、有刺激性）在常溫常壓下為無色、有刺激性辛辣味的氣體，比空氣輕，易溢出，具有強(qiáng)烈辛辣味的氣體，比空氣輕，易溢出，具有強(qiáng)烈的刺激性和腐蝕性，故易造成急性中毒和灼傷，的刺激性和腐蝕性，故易造成急性中毒和灼傷，能灼傷皮膚和眼睛，刺

5、激呼吸器官黏膜。能灼傷皮膚和眼睛，刺激呼吸器官黏膜。 2、合成氨的用途、合成氨的用途 氨是重要的化工原料。氨的主要用于生產(chǎn)氨是重要的化工原料。氨的主要用于生產(chǎn)各種含氮的化學(xué)肥料，如尿素、硝酸銨、硫酸各種含氮的化學(xué)肥料，如尿素、硝酸銨、硫酸銨、磷酸銨、氯化銨、氨水及各種含氮混肥和銨、磷酸銨、氯化銨、氨水及各種含氮混肥和復(fù)合肥等。復(fù)合肥等。 3、合成氨的物理性質(zhì)、合成氨的物理性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)數(shù)值數(shù)值性質(zhì)性質(zhì)數(shù)值數(shù)值相對分子質(zhì)量17.3臨界密度/g/cm30.235含氮量/%82.2臨界壓縮系數(shù)pV=ZRT0.242摩爾體積（0,0.1Mpa）（L/mol）22.08臨界熱導(dǎo)率kJ/(Kkm)0.522

6、氣體密度(0,0.1Mpa)/(g/L)0.7714沸點(diǎn)(,0.1Mpa)/ -33.35液體密度（-33.4,0.1Mpa）/g/cm30.6818蒸發(fā)熱(（-33.4）/ (kJ/kg)1368.02臨界溫度/132.4冰點(diǎn)/-77.70臨界壓力/ Mpa11.30熔化熱(-77.7) / (kJ/kg)332.42臨界比體積/(L/kg)4.257空氣中爆炸極限(體積分?jǐn)?shù)/%)15.5-28二、世界合成氨的發(fā)展趨勢二、世界合成氨的發(fā)展趨勢 經(jīng)過近經(jīng)過近9090年的發(fā)展，合成氨工業(yè)已經(jīng)遍布全世年的發(fā)展，合成氨工業(yè)已經(jīng)遍布全世界，合成氨技術(shù)得到了高度的發(fā)展，如生產(chǎn)規(guī)模大界，合成氨技術(shù)得到了高

7、度的發(fā)展，如生產(chǎn)規(guī)模大型化，單機(jī)最高產(chǎn)量已達(dá)型化，單機(jī)最高產(chǎn)量已達(dá)1800t/d1800t/d；生產(chǎn)操作高度自；生產(chǎn)操作高度自動(dòng)化，大型氨廠都采用集散控制系統(tǒng)。動(dòng)化，大型氨廠都采用集散控制系統(tǒng)。 世界合成氨生產(chǎn)能力已超過世界合成氨生產(chǎn)能力已超過1.761.76億噸億噸/ /年。合年。合成氨按終端用途來分，約成氨按終端用途來分，約85%-90%85%-90%的合成氨用作化肥：的合成氨用作化肥：液態(tài)氨、硝酸銨、尿素或其他衍生物，僅液態(tài)氨、硝酸銨、尿素或其他衍生物，僅13%13%用于其用于其他商品市場。他商品市場。 任務(wù)二任務(wù)二 合成氨生產(chǎn)工藝路線分合成氨生產(chǎn)工藝路線分析與選擇析與選擇 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)

8、目標(biāo)知知識(shí)識(shí)目目標(biāo)標(biāo)能能力力目目標(biāo)標(biāo)了解合成氨的工業(yè)生產(chǎn)方法和特點(diǎn) 理解合成氨的生產(chǎn)原理能根據(jù)工藝要求進(jìn)行合成氨生產(chǎn)路線的選擇能對合成氨生產(chǎn)過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)分析工作任務(wù)工作任務(wù): : 結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)合成氨的生產(chǎn)方法、生產(chǎn)原理及合成氨生產(chǎn)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)分析的相關(guān)知識(shí)，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流完成下表內(nèi)容并交流: :問題問題內(nèi)容內(nèi)容文獻(xiàn)資料來源文獻(xiàn)資料來源寫出合成氨的反應(yīng)原理寫出合成氨的反應(yīng)原理從動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)角度從動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)角度來分析溫度、壓力等對來分析溫度、壓力等對合成氨轉(zhuǎn)化率的影響合成氨轉(zhuǎn)化率的影響一、合成氨工業(yè)生產(chǎn)法一、合成氨工業(yè)生產(chǎn)法原料氣的制備

9、原料氣的制備 原料氣的凈化原料氣的凈化 氨的合成氨的合成 固體固體燃料燃料氣化氣化法法 烴類烴類蒸汽蒸汽轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化法法 重油重油部分部分氧化氧化法法 原料原料氣的氣的脫硫脫硫一氧一氧化碳化碳變換變換 二氧二氧化碳化碳脫除脫除原料原料氣的氣的精制精制1 1、氨的合成原料、氨的合成原料 氨是利用一定比例的氫和氮混合氨是利用一定比例的氫和氮混合氣，在高溫、高壓、催化劑存在的氣，在高溫、高壓、催化劑存在的條件下直接合成的。條件下直接合成的。 氮主要來源于空氣；氫主要來源氮主要來源于空氣；氫主要來源于水和碳?xì)浠衔?；于水和碳?xì)浠衔铮?合成氨生產(chǎn)的初始原料：固體原合成氨生產(chǎn)的初始原料：固體原料料( (焦炭

10、、煤焦炭、煤) )、氣體原料、氣體原料( (焦?fàn)t氣、焦?fàn)t氣、天然氣天然氣) )、液體原料、液體原料( (重油重油) )。 我國生產(chǎn)合成氨的原料比較復(fù)雜，我國生產(chǎn)合成氨的原料比較復(fù)雜，目前已經(jīng)形成以煤為主，油、氣并目前已經(jīng)形成以煤為主，油、氣并存的局面，以煤為原料存的局面，以煤為原料 的合成氨產(chǎn)的合成氨產(chǎn)品處于我國合成氨工業(yè)的主導(dǎo)地位。品處于我國合成氨工業(yè)的主導(dǎo)地位。 以無煙煤 (焦炭)為原料，主要包括以下三個(gè)主要步驟： 原料氣的制備原料氣的制備 原料氣的凈化原料氣的凈化 氨的合成氨的合成以焦炭以焦炭( (無煙煤無煙煤) )為原料的制氨流程示意圖為原料的制氨流程示意圖2 2、原料氣的制備、原料氣

11、的制備 要求原料氣中有效氣成分與氮?dú)獗壤秊橐笤蠚庵杏行獬煞峙c氮?dú)獗壤秊?.1-3.23.1-3.2。 固體燃料氣化法：固體燃料氣化法： 煤或焦炭中的碳元素，與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣，煤或焦炭中的碳元素，與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣，有效成分是有效成分是COCO和和H H2 2。 上述反應(yīng)過程為強(qiáng)吸熱過程，需要的熱量由空氣上述反應(yīng)過程為強(qiáng)吸熱過程，需要的熱量由空氣或氧氣與碳作用來提供。或氧氣與碳作用來提供。 工業(yè)上以固體燃料為原料，制取合成氨原料氣的方法，主要有以下四種：固定層間歇汽化法、 固定層連續(xù)汽化法、沸騰層汽化法 、氣流層汽化法 。 固定層間歇汽化制原料氣固定層間歇汽化制原料氣 固定層間歇

12、汽化法的特點(diǎn)是利用碳與空氣反應(yīng)放出的熱量，供給碳與水蒸氣反應(yīng)所需要的熱量，以保持體系的熱平衡。所用設(shè)備稱為煤氣發(fā)生爐。 間歇法制造半水煤氣時(shí)，需要向煤氣爐內(nèi)交替地送入空氣和水蒸氣。自上一次開始送空氣至下一次開始送空氣為止，稱為一個(gè)工作循環(huán)。 順序?yàn)? a a吹風(fēng)，吹風(fēng)，b b（蒸汽）一次上吹（蒸汽）一次上吹 ，c c. .（蒸汽）下（蒸汽）下吹吹 ， d.(d.(蒸汽）二次上吹蒸汽）二次上吹 e e空氣吹凈?？諝獯祪?。煤氣發(fā)生爐煤氣發(fā)生爐固定床間歇?dú)饣に嚵鞒虉D固定床間歇?dú)饣に嚵鞒虉D 此法不需要純氧，但對煤的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、灰熔點(diǎn)要求較高；非制氣時(shí)間較長， 生產(chǎn)強(qiáng)度低；閥門開關(guān)頻繁，閥門

13、易損壞，維修工作量大，能耗大。 該流程雖對吹風(fēng)氣的顯熱和潛熱以及上行煤氣的顯熱進(jìn)行了回收，但對下行煤氣的顯熱未回收，且出廢熱鍋爐的上行煤氣及煙氣的溫度均較高，因此熱量損失較大。 3 3、原料氣的凈化、原料氣的凈化原料氣的凈化過程包括脫硫、變換、脫碳和精制四個(gè)工序。工業(yè)上脫除硫化物的工序稱為脫硫。工業(yè)上脫除硫化物的工序稱為脫硫。 干法脫硫：氧化鋅、氧化錳、活性炭、分子篩； 濕法脫硫 ：氨水中和法、改良ADA氧化脫硫法、栲膠法等 活性炭脫硫劑活性炭脫硫劑活性炭脫硫劑濕法脫硫催化劑濕法脫硫催化劑利用一氧化碳與水蒸氣作用，生成氫氣和二氧化碳，來除去大利用一氧化碳與水蒸氣作用，生成氫氣和二氧化碳，來除去

14、大部分的一氧化碳。這一過程稱為一氧化碳的變換。部分的一氧化碳。這一過程稱為一氧化碳的變換。 根據(jù)反應(yīng)溫度的不同，變換根據(jù)反應(yīng)溫度的不同，變換 過程分為中溫變換和低溫變換。過程分為中溫變換和低溫變換。 脫除變換氣中二氧化碳的過程常稱為脫除變換氣中二氧化碳的過程常稱為“脫碳脫碳”。物理吸收法 ：低溫甲醇洗滌法、碳酸丙烯酯法等 化學(xué)吸收法 ：改良熱鉀堿法、栲膠法和乙醇胺法等。送往合成工序以前的進(jìn)一步凈化，稱為送往合成工序以前的進(jìn)一步凈化，稱為“精制精制”。 銅氨液洗滌法、甲烷化法、雙甲精制法、液氮洗滌法。 任務(wù)三任務(wù)三 合成氨生產(chǎn)工藝參數(shù)的合成氨生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定確定教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)知知識(shí)識(shí)目目標(biāo)標(biāo)

15、能能力力目目標(biāo)標(biāo)了解合成氨生產(chǎn)中的各種影響因素理解各種因素影響對合成氨生產(chǎn)的影響能夠?qū)铣砂鄙a(chǎn)中各種工藝參數(shù)進(jìn)行分析、確定 工作任務(wù)工作任務(wù): : 結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)影響合成氨生產(chǎn)的工藝因素種類的相關(guān)知識(shí) ，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流完成下表內(nèi)容并交流: :問題問題內(nèi)容內(nèi)容文獻(xiàn)資料來源文獻(xiàn)資料來源反應(yīng)溫度如何影響氨合反應(yīng)溫度如何影響氨合成反應(yīng)成反應(yīng)反應(yīng)壓力如何影響氨合反應(yīng)壓力如何影響氨合成反應(yīng)成反應(yīng)原料配比如何影響氨合原料配比如何影響氨合成反應(yīng)成反應(yīng)一、氨的合成原理一、氨的合成原理 氨的合成反應(yīng)為：氨的合成反應(yīng)為： 可逆、放熱、體積縮小且有催化劑才能以較快的速可逆、

16、放熱、體積縮小且有催化劑才能以較快的速率進(jìn)行的反應(yīng)。率進(jìn)行的反應(yīng)。二、氨合成反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析二、氨合成反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析 氨合成反應(yīng)是可逆、放熱和體積縮小的反應(yīng)，根據(jù)氨合成反應(yīng)是可逆、放熱和體積縮小的反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)規(guī)律可知，降低溫度，提高壓力，有利于平衡平衡移動(dòng)規(guī)律可知，降低溫度，提高壓力，有利于平衡向生成氨的方向移動(dòng)向生成氨的方向移動(dòng) 31.50.522()()()pp NHKpHpN1 1、平衡常數(shù)、平衡常數(shù)不同溫度、壓力下，純氫氮混合氣不同溫度、壓力下，純氫氮混合氣(H(H2 2/N/N2 2=3)=3)的化學(xué)平衡常數(shù)值的化學(xué)平衡常數(shù)值溫度/壓 力/MPa10.3315

17、.2020.2730.3940.533504004505005502.979610-11.384210-17.131010-23.988210-22.387010-23.293310-11.474210-17.793910-24.157010-22.470710-23.527010-11.575910-17.899010-24.335910-22.563010-24.234610-11.817510-18.835010-24.746110-22.761810-25.135710-12.114610-19.961510-25.225910-22.988310-2由表可知由表可知：化學(xué)平衡常數(shù)值隨

18、著溫度的降低、壓力的：化學(xué)平衡常數(shù)值隨著溫度的降低、壓力的提高而增大提高而增大。 2 2、平衡氨含量、平衡氨含量 在給定操作條件下，合成反應(yīng)平衡時(shí)混在給定操作條件下，合成反應(yīng)平衡時(shí)混合氣體中氨的百分含量，或稱為氨的平衡產(chǎn)合氣體中氨的百分含量，或稱為氨的平衡產(chǎn)率，這反應(yīng)能達(dá)到的最大限度。率，這反應(yīng)能達(dá)到的最大限度。 溫度降低、壓力升高時(shí)，平衡氨含量增加，有溫度降低、壓力升高時(shí)，平衡氨含量增加，有利于氨的生成利于氨的生成 氫氮比（用氫氮比（用表示）對平衡氨含量有顯著影響表示）對平衡氨含量有顯著影響 惰性氣體的存在，降低了氫氣和氮?dú)獾挠行Х侄栊詺怏w的存在，降低了氫氣和氮?dú)獾挠行Х謮海蛊胶獍焙肯陆?/p>

19、壓，使平衡氨含量下降 4 4、惰性氣體含量、惰性氣體含量 惰性氣體是指反應(yīng)體系中惰性氣體是指反應(yīng)體系中不參加化學(xué)反應(yīng)的氣體組分，不參加化學(xué)反應(yīng)的氣體組分，氨合成混合氣體中的惰性氣體氨合成混合氣體中的惰性氣體指的是甲烷和氬。惰性氣體的指的是甲烷和氬。惰性氣體的存在，降低了氫氮?dú)獾挠行Х执嬖?，降低了氫氮?dú)獾挠行Х謮?，使平衡氨含量下降。壓，使平衡氨含量下降?3 3、氫氮比、氫氮比 綜上所述，可通過提高壓綜上所述，可通過提高壓力、降低溫度、減少惰性氣力、降低溫度、減少惰性氣體含量、保持氫氮比略小于體含量、保持氫氮比略小于3 3四種措施來提高平衡氨含量。四種措施來提高平衡氨含量。三、合成氨工藝條件的選

20、擇三、合成氨工藝條件的選擇 工藝因素工藝因素對反應(yīng)的影響對反應(yīng)的影響選擇原則選擇原則反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快升高而加快 氨合成反應(yīng)盡可能控制在最適氨合成反應(yīng)盡可能控制在最適宜溫度附近，以使反應(yīng)速率保宜溫度附近，以使反應(yīng)速率保持最快持最快壓力壓力提高壓力可加快總反應(yīng)提高壓力可加快總反應(yīng)速率速率 綜合考慮其它因素前提下選擇綜合考慮其它因素前提下選擇較高的壓力較高的壓力氫氮比氫氮比 要始終保持反應(yīng)速率最要始終保持反應(yīng)速率最大，最佳氫氮比應(yīng)隨反大，最佳氫氮比應(yīng)隨反應(yīng)的進(jìn)行而增大應(yīng)的進(jìn)行而增大 在反應(yīng)初期，氫氮比在反應(yīng)初期，氫氮比1 1；當(dāng)；當(dāng)反應(yīng)趨于平衡時(shí)，最

21、佳氫氮比反應(yīng)趨于平衡時(shí)，最佳氫氮比接近于接近于3 3惰性氣體惰性氣體 惰性氣體含量的增加，惰性氣體含量的增加，反應(yīng)速率趨于下降反應(yīng)速率趨于下降 控制惰性氣體含量控制惰性氣體含量 1 1、壓力、壓力從發(fā)展方向看，大型合成從發(fā)展方向看，大型合成氨裝置采用氨裝置采用2530MPa2530MPa的操的操作壓力，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上有作壓力，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上有利。利。 2 2、溫度、溫度催化床的溫度分布應(yīng)在催化劑活性溫度范圍(約350550)內(nèi)盡量接近最適宜溫度曲線。最適宜溫度取決于反應(yīng)氣體的組成、壓力以及所使用的催化劑活性。催化劑床層的前半段先進(jìn)行一段絕熱反應(yīng)過程 ，催化劑床層的后半段及時(shí)移走反應(yīng)熱，使反應(yīng)溫度盡

22、可能接近最適宜溫度曲線操作。 嚴(yán)格控制催化劑床層的兩點(diǎn)溫度，即床層入口溫度和熱點(diǎn)溫度。 氨合成操作溫度應(yīng)視催化劑型號(hào)而定，一般控制在氨合成操作溫度應(yīng)視催化劑型號(hào)而定，一般控制在400-500400-500。 3 3、空速、空速一般操作壓力為一般操作壓力為30MPa30MPa左右的中壓法合成氨，空速在左右的中壓法合成氨，空速在20000200003000030000h h；操作壓力為操作壓力為15MPa15MPa的軸向冷激式合成塔，空速為的軸向冷激式合成塔，空速為1000010000h h；操作壓力操作壓力26.9 MPa26.9 MPa的徑向冷激式合成塔，空速為的徑向冷激式合成塔，空速為162

23、0016200h h。 4 4、入塔氣組成、入塔氣組成 合成塔入塔氣組成包括氫氮比、惰性氣體含量、入塔氨含量。 入塔氣體的氫氮比為2.82.9時(shí)比較合適； 惰性氣體(CH4、Ar)在入塔氣中含量，一般12 18為宜 ； 入塔氨含量：當(dāng)操作壓力在30MPa左右時(shí)，控制在3.2 3.8，操作壓力為15 20MPa時(shí)，則控制在2 3。四、反應(yīng)熱效應(yīng)四、反應(yīng)熱效應(yīng) 氨合成反應(yīng)的熱效應(yīng)不僅取決于溫度，而且還與壓力、氣體組成有關(guān)。工業(yè)生產(chǎn)中，體系反應(yīng)熱效應(yīng)是上述反應(yīng)熱與混合熱之和。五、氨合成的化學(xué)反應(yīng)速率五、氨合成的化學(xué)反應(yīng)速率 反應(yīng)速率的影響因素有壓力、溫度、氫氮比及惰性氣體含量。此外，催化劑活性和粒度

24、對反應(yīng)速率也有影響。 任務(wù)四任務(wù)四 典型設(shè)備的選擇典型設(shè)備的選擇 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)知知識(shí)識(shí)目目標(biāo)標(biāo)能能力力目目標(biāo)標(biāo)了解合成氨生產(chǎn)所用的反應(yīng)裝置及特點(diǎn) 熟悉合氨成塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能夠根據(jù)合成氨的反應(yīng)特點(diǎn)進(jìn)行典型生產(chǎn)設(shè)備的選擇 工作任務(wù)工作任務(wù): : 結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)合成氨生產(chǎn)所用設(shè)備種類、反應(yīng)裝置的相關(guān)知識(shí)，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流完成下表內(nèi)容并交流: :問題問題結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用氨氨合合成成塔塔冷管式冷管式冷激式冷激式間接換熱式間接換熱式中小型型氨廠的氨合中小型型氨廠的氨合成塔成塔 -大型氨廠的氨合成塔大型氨廠的氨合成塔 -一、氨合成塔分類與特點(diǎn)一、氨合成塔分類

25、與特點(diǎn) 必須適應(yīng)過程在接近最適宜溫度下操作，力求小的系統(tǒng)阻力降以減少循環(huán)氣的壓縮功耗，結(jié)構(gòu)上應(yīng)簡單可靠，滿足合成反應(yīng)高溫高壓操作的需要。 1 1、氨合成塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、氨合成塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 合成塔通常由外筒與內(nèi)件兩部分組成。 外筒只承受高壓，內(nèi)件只承受高溫。 2 2、氨合成塔的分類、氨合成塔的分類 按氣體在塔內(nèi)的流動(dòng)方向分為：軸向塔和徑向塔。 按降溫的方法分為：冷管式、冷激式和間接換熱式。 氨合成塔氨合成塔1 1塔體下部；塔體下部；2 2托架；托架；3 3底蓋；底蓋； 4 4花板；花板；5 5熱交換器；熱交換器；6 6外筒；外筒；7 7擋板；擋板；8 8冷氣管；冷氣管；9 9分氣盒；分氣盒；101

26、0溫度計(jì)管；溫度計(jì)管；1 11 1冷管冷管( (雙套管雙套管) )；1212中心管；中心管；1313 并流三套管內(nèi)件的并流三套管內(nèi)件的結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖單管并流式內(nèi)件示意圖單管并流式內(nèi)件示意圖 任務(wù)五任務(wù)五 合成氨生產(chǎn)工藝流程組合成氨生產(chǎn)工藝流程組織織 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)知知識(shí)識(shí)目目標(biāo)標(biāo)能能力力目目標(biāo)標(biāo)了解合成氨的常見生產(chǎn)方法熟悉合成氨的典型生產(chǎn)工藝過程能夠?qū)铣砂鄙a(chǎn)工藝流程進(jìn)行解析工作任務(wù)工作任務(wù): : 結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)合成氨生產(chǎn)工藝流程的知識(shí) ，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流完成下表內(nèi)容并交流: :問題問題特點(diǎn)特點(diǎn)流程解析流程解析對中小型氨廠合成氨生產(chǎn)對中小型氨廠

27、合成氨生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行解析工藝流程進(jìn)行解析對大型氨廠合成氨生產(chǎn)工對大型氨廠合成氨生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行解析藝流程進(jìn)行解析一、氨合成流程一、氨合成流程1 1、氨合成原則流程、氨合成原則流程氨合成過程原則流程示意簡圖氨合成過程原則流程示意簡圖 2 2、傳統(tǒng)氨合成工藝流程、傳統(tǒng)氨合成工藝流程任務(wù)六任務(wù)六 合成氨生產(chǎn)異?，F(xiàn)象及合成氨生產(chǎn)異常現(xiàn)象及故障排除故障排除 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)知知識(shí)識(shí)目目標(biāo)標(biāo)能能力力目目標(biāo)標(biāo)掌握合成氨的應(yīng)急處置辦法 熟悉合成氨生產(chǎn)中常見的異?，F(xiàn)象及產(chǎn)生原因 能夠分析和排除合成氨貯存、使用和生產(chǎn)中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象 工作任務(wù)工作任務(wù): : 結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)合成氨運(yùn)輸、貯存、

28、應(yīng)急處置辦法、安全生產(chǎn)的知識(shí)的知識(shí) ，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流完成下表內(nèi)容并交流: :收集合成氨運(yùn)輸、生產(chǎn)、收集合成氨運(yùn)輸、生產(chǎn)、使用或貯存中產(chǎn)生的事故使用或貯存中產(chǎn)生的事故產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因如何采取措施如何采取措施來避免來避免事故事故1 1事故事故2 2事故事故3 3一、合成氨的防護(hù)及應(yīng)急處置方法一、合成氨的防護(hù)及應(yīng)急處置方法 氣氨、液氨和氨水均具有毒性。氨主要通過呼吸氣氨、液氨和氨水均具有毒性。氨主要通過呼吸道呼吸和皮膚接觸對人體產(chǎn)生傷害。道呼吸和皮膚接觸對人體產(chǎn)生傷害。 合成氨的生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)加密閉、嚴(yán)防泄漏，合成氨的生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)加密閉、嚴(yán)防泄漏，生產(chǎn)車間應(yīng)提供充分的局

29、部排風(fēng)和全面通風(fēng)，生產(chǎn)現(xiàn)生產(chǎn)車間應(yīng)提供充分的局部排風(fēng)和全面通風(fēng)，生產(chǎn)現(xiàn)場必須裝有工業(yè)衛(wèi)生設(shè)施。當(dāng)空氣中氨濃度超標(biāo)時(shí)，場必須裝有工業(yè)衛(wèi)生設(shè)施。當(dāng)空氣中氨濃度超標(biāo)時(shí)，應(yīng)按規(guī)定佩戴必要的防護(hù)用品，如防毒面具、防毒口應(yīng)按規(guī)定佩戴必要的防護(hù)用品，如防毒面具、防毒口罩、防護(hù)眼鏡、防護(hù)手套、防護(hù)服等。罩、防護(hù)眼鏡、防護(hù)手套、防護(hù)服等。 氨泄漏時(shí)，應(yīng)急處理人員可戴自給正壓式呼吸器氨泄漏時(shí)，應(yīng)急處理人員可戴自給正壓式呼吸器或防毒面具，穿防靜電工作服或一般消防防護(hù)服，不或防毒面具，穿防靜電工作服或一般消防防護(hù)服，不要直接接觸泄漏物。要直接接觸泄漏物。 二、合成氨生產(chǎn)中常見異?，F(xiàn)象及處理方法二、合成氨生產(chǎn)中常見異常

30、現(xiàn)象及處理方法 表表7-3 7-3 造氣工段重油氣化異?，F(xiàn)象及處理造氣工段重油氣化異常現(xiàn)象及處理表表7-4 7-4 脫硫工段常見異?，F(xiàn)象及處理方法脫硫工段常見異常現(xiàn)象及處理方法1.1.合成氨生產(chǎn)主要原料有哪幾種合成氨生產(chǎn)主要原料有哪幾種? ?對應(yīng)的典型方法是什幺對應(yīng)的典型方法是什幺? ?2.2.合成氨生產(chǎn)分哪幾個(gè)基本步驟？各步驟的作用是什么？合成氨生產(chǎn)分哪幾個(gè)基本步驟？各步驟的作用是什么？3.3.原料氣的生產(chǎn)與凈化包括哪些工序？原料氣為什么要凈化？原料氣的生產(chǎn)與凈化包括哪些工序？原料氣為什么要凈化？4.4.原料氣的制備有哪些基本方法？各適用于哪類原料？原料氣的制備有哪些基本方法？各適用于哪類原料？5.5.固定床間歇?dú)饣ǖ闹饕秉c(diǎn)是