合成氨簡(jiǎn)介課件

合成氨化工系晉成氨化工系晉梅1898614600了解氨的性質(zhì)和用途了解氨合成原料氣的生產(chǎn)和凈化掌握氨的合成原理、工藝條件和工藝流程了解氨合成塔的基本結(jié)構(gòu)和操作條件了解氨的性質(zhì)和用途1概述2合成氨原料氣的制取3合成氨原料氣的凈化4氨的合成1概述2合成氨原料氣的制取3合成氨1.1氨的性質(zhì)和用途氨在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為無(wú)色氣體，密度比空氣小，具有特殊的刺激性氣味，會(huì)灼傷皮膚、眼睛，刺激呼吸器官粘膜。氨氣易溶于水，溶解時(shí)放出大量的熱。液氨或干燥的氨氣對(duì)大部分物質(zhì)不腐蝕，在有水存在時(shí)，對(duì)銅、銀、鋅等金屬有腐蝕。氨的自燃點(diǎn)為630℃，故一般較難點(diǎn)燃。氨與空氣或氧氣在一定范圍內(nèi)能夠發(fā)生爆炸，氨的爆炸極限為15.5-27%。1概述1.1氨的性質(zhì)和用途1概述用途氨的化學(xué)性質(zhì)較活潑，能與酸反應(yīng)生成銨鹽。主要用于制造化學(xué)肥料，農(nóng)業(yè)上使用的所有氮肥、含氮混肥和復(fù)合肥，都以氨為原料。氨在工業(yè)上還可以用來(lái)制造炸藥、各種化學(xué)纖維及塑料。氨還可以用作制冷劑，在冶金工業(yè)中用來(lái)提煉礦石中的銅、鎳等金屬，在醫(yī)藥工業(yè)中用作生產(chǎn)磺胺類藥物、維生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。用途1913年，德國(guó)建立了第一套日產(chǎn)30t的合成氨裝置，合成氨工業(yè)從此誕生。合成氨工業(yè)的誕生被譽(yù)為近代化學(xué)工業(yè)的開端。世界合成氨產(chǎn)量在化工產(chǎn)品中僅次于硫酸而居第二位，成為重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。20世紀(jì)50年代，天然氣、石油資源大量開采，為合成氨提供了豐富的原料。以天然氣、石腦油和重油代替固體原料生產(chǎn)合成氨，從工程投資、能量消耗和生產(chǎn)成本來(lái)看具有顯著的優(yōu)越性。經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，合成氨技術(shù)得到了高速發(fā)展。我國(guó)合成氨工業(yè)始于20世紀(jì)30年代。1.2合成氨工業(yè)概況1913年，德國(guó)建立了第一套日產(chǎn)30t的合成氨裝置，合成氨工利用固體燃料（焦炭或煤）的燃燒將水蒸氣分解，將空氣中的氧與焦炭或煤反應(yīng)而制得氮?dú)狻錃?、一氧化碳、二氧化碳等的氣體混合物。利用氣體燃料如天然氣，可采用水蒸氣轉(zhuǎn)化法、部分氧化法制得原料氣；或焦?fàn)t氣、石油裂化氣，采用深度冷凍法制得氫氣等。利用液體燃料（如重油、輕油等）高溫裂解或水蒸氣轉(zhuǎn)化、部分氧化等方法制得氮?dú)狻錃狻⒁谎趸嫉葰怏w混合物。1.3合成氨生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介利用固體燃料（焦炭或煤）的燃燒將水蒸氣分解，將空氣中的氧與焦以焦炭（無(wú)煙煤）為原料的制氨示意流程以天然氣為原料的制氨示意流程以焦炭（無(wú)煙煤）為原料的制氨示意流程以天然氣為原料的制氨示意以重油為原料的制氨示意流程以重油為原料的制氨示意流程以煤為原料合成氨為例半水煤氣（煤灰、H2、N2、CO、CO2、O2、CH4、H2S等）以煤為原料合成氨為例半水煤氣將凈化后的氫氮混合氣經(jīng)壓縮至高壓，在鐵催化劑與高溫條件下合成氨。生成的氨經(jīng)冷卻液化與未反應(yīng)的氫氮?dú)夥蛛x而成產(chǎn)品（液氨），氫氮?dú)鈩t循環(huán)使用。從上述三步驟中，由于各步驟的操作壓力不同，因此合成氨廠還設(shè)置一個(gè)壓縮階段，由多段（一般5～6段）壓縮機(jī)將各階段氣體按不同需要壓縮到合適的壓力。氨的合成將凈化后的氫氮混合氣經(jīng)壓縮至高壓，在鐵催化劑與高溫條件下合成2合成氨原料氣的制取固體燃料氣化法工業(yè)上用氣化劑對(duì)煤或焦炭進(jìn)行熱加工，將碳轉(zhuǎn)換為可燃性氣體的過(guò)程，稱為固體燃料的氣化。2合成氨原料氣的制取固體燃料氣化法

煤或焦炭中主要是碳元素，與水蒸氣反應(yīng)生成的有效氣體成分是CO和H2，氣化過(guò)程中的主要反應(yīng)有：131.39kJ/mol90.20kJ/mol過(guò)程為強(qiáng)吸熱過(guò)程，需要提供熱量一般是用空氣、富氧空氣或氧氣與碳作用來(lái)提供能量。-393.78kJ/mol-110.60kJ/mol2.1半水煤氣的工業(yè)生產(chǎn)方法煤或焦炭中主要是碳元素，與水蒸氣反應(yīng)生成的有效氣體成

空氣與水蒸氣同時(shí)進(jìn)行氣化反應(yīng)時(shí)，如不提供外部熱源，則氣化產(chǎn)物中(H2+CO)的含量遠(yuǎn)低于合成氨原料氣的組成要求。為解決氣體成分與熱量平衡這一矛盾，可采用下列辦法：外熱法富氧空氣連續(xù)氣化法蓄熱法（間歇?dú)饣ǎ?/p>

空氣與水蒸氣同時(shí)進(jìn)行氣化反應(yīng)時(shí)，如不提供外工業(yè)上間歇式氣化過(guò)程，是在固定層煤氣發(fā)生爐中進(jìn)行的，塊狀燃料由頂部間歇加入，氣化劑通過(guò)燃料層進(jìn)行氣化反應(yīng)，灰渣落入灰箱后排出爐外。間歇式氣化裝置中，燃料層溫度隨空氣的加入而逐漸升高，而隨水蒸氣的加入又逐漸下降，呈周期性變化，生成煤氣的組成亦呈周期性變化--工業(yè)上間歇制氣的重要特點(diǎn)。固定層煤氣發(fā)生爐示意圖工業(yè)上間歇式氣化過(guò)程，是在固定層煤氣發(fā)生爐中進(jìn)行的，塊狀燃料理論上講間歇式制取半水煤氣，只需交替進(jìn)行吹風(fēng)和制氣兩個(gè)階段。而實(shí)際過(guò)程由于考慮到熱量的充分利用，燃料層溫度均衡和安全生產(chǎn)等原因，通常分五個(gè)階段進(jìn)行。此法雖不需要純氧，但對(duì)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(zhǎng)，生產(chǎn)強(qiáng)度低；閥門開關(guān)頻繁，閥門易損壞，維修工作量大；能耗高。吹風(fēng)階段一次上吹制氣階段下吹制氣階段二次上吹制氣階段空氣吹凈階段理論上講間歇式制取半水煤氣，只需交替進(jìn)行吹風(fēng)和制氣兩個(gè)階段。間歇式氣化由于每個(gè)工作循環(huán)中有五個(gè)不同的階段，流程中必須安裝足夠的閥門及雙套管線，并通過(guò)自動(dòng)機(jī)控制閥門的啟閉。工藝影響因素：溫度吹風(fēng)速度氣體成分循環(huán)時(shí)間分配2.2半水煤氣的工業(yè)操作條件間歇式氣化由于每個(gè)工作循環(huán)中有五個(gè)不同的階段，流程中必須安裝溫度燃料層的溫度沿著煤氣發(fā)生爐的軸向而變化，氧化層溫度最高，煤氣發(fā)生爐的操作溫度一般指氧化層溫度，簡(jiǎn)稱爐溫，爐溫高，煤氣產(chǎn)量高、質(zhì)量好，制氣效率高；爐溫是由吹風(fēng)階段決定的，在流程設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)吹風(fēng)氣的顯熱及化學(xué)潛熱作充分的回收，并根據(jù)碳與氧之間的反應(yīng)特點(diǎn)調(diào)整風(fēng)速；以低于燃料的熔點(diǎn)50℃左右，做到既維持爐內(nèi)不結(jié)疤，又有較高的煤氣產(chǎn)量及質(zhì)量一般爐溫維持在1000～1200℃。溫度吹風(fēng)速度提高爐溫的主要手段是提高入爐空氣量。入爐空氣量是由吹風(fēng)速度和吹風(fēng)時(shí)間決定的。提高吹風(fēng)速度，還可以延長(zhǎng)制氣時(shí)間，有利于提高煤氣發(fā)生爐的生產(chǎn)能力。風(fēng)速過(guò)大，將導(dǎo)致吹出物量增加，燃料損失加大，嚴(yán)重時(shí)，出現(xiàn)風(fēng)洞甚至吹翻，造成氣化條件惡化。吹風(fēng)速度每一工作循環(huán)所需的時(shí)間，稱為循環(huán)時(shí)間。循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，氣化層的溫度、煤氣的產(chǎn)量和成分波動(dòng)大。循環(huán)時(shí)間短，氣化層的溫度波動(dòng)小，煤氣的產(chǎn)量與成分也較穩(wěn)定，但閥門開關(guān)占有的時(shí)間相對(duì)增加，影響煤氣發(fā)生爐的氣化強(qiáng)度，而且閥門開關(guān)過(guò)于頻繁，易于損壞。根據(jù)自控水平及維持爐內(nèi)工作狀況穩(wěn)定的原則，一般循環(huán)時(shí)間為2.5~3min。循環(huán)時(shí)間的分配每一工作循環(huán)所需的時(shí)間，稱為循環(huán)時(shí)間。循環(huán)時(shí)間的分配注：①所有氣體中的Ar均合并與N2中；②配入加氮空氣氣體成分主要是調(diào)節(jié)半水煤氣中(CO+H2)與N2的比值方法是改變加氮空氣量，或改變空氣吹凈及回收時(shí)間。此外，還應(yīng)盡量降低半水煤氣中甲烷、二氧化碳和氧氣的含量，特別是要求氧氣含量小于0.5%。注：①所有氣體中的Ar均合并與N2中；②配入加氮空氣氣體成分3合成氨原料氣的凈化3.1原料氣的脫硫原料氣中的硫化物分為無(wú)機(jī)硫（H2S）和有機(jī)硫（CS2，COS、硫醇、噻吩、硫醚等）。脫硫方法有很多，通常是按脫硫劑的物理狀態(tài)把它們分為干法脫硫和濕法脫硫兩大類。3合成氨原料氣的凈化3.1原料氣的脫硫3.1原料氣的脫硫干法脫硫

采用固體吸收劑或吸附劑來(lái)脫除硫化氫和有機(jī)硫的方法稱為干法脫硫。具有脫硫效率高、操作簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。受脫硫劑硫容的限制，且再生較困難，需定期更換脫硫劑，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。一般用在硫含量較低、凈化度要求較高的場(chǎng)合。常用的干法脫硫有：氧化鋅法、鈷鉬加氫—氧化鋅法、活性炭法、分子篩法等。3.1原料氣的脫硫干法脫硫在塔設(shè)備中利用液體脫硫劑吸收氣體中的硫化物。對(duì)于含大量無(wú)機(jī)硫的原料氣，通常采用濕法脫硫。優(yōu)點(diǎn)：脫硫劑為液體，便于輸送；脫硫劑較易再生并能回收富有價(jià)值的化工原料硫磺，從而構(gòu)成一個(gè)脫硫循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。廣泛應(yīng)用于以煤為原料及以含硫較高的重油、天然氣為原料的制氨流程中。當(dāng)氣體凈化度要求較高時(shí)，可在濕法之后串聯(lián)干法精脫，使脫硫在工藝上和經(jīng)濟(jì)上都更合理。濕法脫硫在塔設(shè)備中利用液體脫硫劑吸收氣體中的硫化物。對(duì)于含大量無(wú)機(jī)硫

合成氨粗原料氣中的一氧化碳是氨合成催化劑的毒物，需在進(jìn)入氨合成工段前予以清除。變換反應(yīng)可用下式表示：-41.19kJ/mol一氧化碳的變換利用一氧化碳與水蒸氣作用生成氫和二氧化碳的變換反應(yīng)除去大部分一氧化碳，反應(yīng)后的氣體稱為變換氣。通過(guò)變換反應(yīng)既能把一氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橐壮サ亩趸迹瑫r(shí)又可制得等體積的氫，因此一氧化碳變換既是原料氣的凈化過(guò)程，又是原料氣制造的繼續(xù)。3.2一氧化碳的變換合成氨粗原料氣中的一氧化碳是氨合成催化劑的毒物，一氧化碳變換工藝流程

變換爐為固定床反應(yīng)器，催化劑分為二、三段放置，外殼用鋼板焊成，內(nèi)襯耐火材料。每段催化劑的上下方均鋪有耐火球，以利于氣體的均勻分布并防止催化劑下漏。一氧化碳變換工藝流程工業(yè)上常用的脫除二氧化碳方法為溶液吸收法。它又分為兩大類：循環(huán)吸收法，即溶液吸收二氧化碳后在再生塔解吸出純態(tài)的二氧化碳，以提供生產(chǎn)尿素的原料，再生后的溶液循環(huán)使用；循環(huán)吸收法又可分為物理吸收法和化學(xué)吸收法。物理吸收法是利用二氧化碳能溶解于水或有機(jī)溶劑的特性?；瘜W(xué)吸收法則是以堿性溶液為吸收劑，利用二氧化碳是酸性氣體的特性進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)將其吸收。聯(lián)合吸收法，即將吸收二氧化碳與生產(chǎn)產(chǎn)品聯(lián)合起來(lái)同時(shí)進(jìn)行。例如碳銨、聯(lián)堿和尿素的生產(chǎn)過(guò)程。一般采用的吸收設(shè)備大多為填料塔。3.3二氧化碳的脫除工業(yè)上常用的脫除二氧化碳方法為溶液吸收法。它又分為兩大類：3經(jīng)變換和脫碳后的原料氣中尚有少量殘余的一氧化碳和二氧化碳。為了防止它們對(duì)氨合成催化劑的毒害，原料氣在送往合成工段以前，還需要進(jìn)一步凈化，稱為“精制”。精制后氣體中一氧化碳和二氧化碳體積分?jǐn)?shù)之和，大型廠控制在小于10×10-6，中小型廠小于30×10-6。由于一氧化碳在各種無(wú)機(jī)、有機(jī)液體中的溶解度很小，所以要脫除少量一氧化碳并不容易。常用方法：銅氨液洗滌法、甲烷化法和液氮洗滌法。3.4原料氣的最終凈化經(jīng)變換和脫碳后的原料氣中尚有少量殘余的一氧化碳和二氧化碳。3銅氨液是由金屬銅在空氣存在的條件下與酸、氨的水溶液反應(yīng)所制得的。為減小設(shè)備的腐蝕，工業(yè)上用蟻酸、醋酸和碳酸等。國(guó)內(nèi)大多數(shù)中小型合成氨廠采用醋酸銅氨液（工業(yè)上稱為“銅洗”）。醋酸銅氨液的吸收能力與蟻酸銅氨液接近，且組成比較穩(wěn)定，再生時(shí)損失較少。銅氨液洗滌法銅氨液是由金屬銅在空氣存在的條件下與酸、氨的水溶液反應(yīng)所制得甲烷化法是利用催化劑使少量一氧化碳、二氧化碳加氫生成甲烷而使氣體精制的方法可使凈化氣中一氧化碳和二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)總量達(dá)10×10-6以下。由于甲烷化過(guò)程消耗氫并且生成不利于氨合成的甲烷，因此此法僅適用于氣體中—氧化碳和二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)總量低于0.7％的氣體精制、并通常和低溫變換工藝配套。甲烷化法甲烷化法是利用催化劑使少量一氧化碳、二氧化碳加氫生成甲烷而使液氮洗滌法（也稱深冷分離法）是基于各種氣體的沸點(diǎn)不同的特性進(jìn)行分離的。氫的沸點(diǎn)最低，最不易冷凝，其次是氮、一氧化碳、氬、甲烷等。優(yōu)點(diǎn)：能脫除一氧化碳，甲烷和氬氣，得到惰性氣體的體積分?jǐn)?shù)低于100×10-6的高質(zhì)量氨合成原料氣，這對(duì)于降低原料氣消耗，增加氨合成生產(chǎn)能力特別有利。可分離原料氣中過(guò)量氮?dú)猓赃m應(yīng)天然氣二段轉(zhuǎn)化工藝添加過(guò)量空氣的需要。液氮洗滌法常與重油部分氧化、煤的純氧和富氧空氣氣化以及采用過(guò)量空氣制氣的工藝相配套。實(shí)際生產(chǎn)中，液氮法與空分、低溫甲醇洗組成聯(lián)合裝置，冷量利用合理，原料氣凈化流程簡(jiǎn)單。液氮洗滌法液氮洗滌法（也稱深冷分離法）是基于各種氣體的沸點(diǎn)不同的特性進(jìn)4氨的合成4.1氨合成反應(yīng)的化學(xué)平衡氨合成反應(yīng)是放熱和體積減小的可逆反應(yīng)。反應(yīng)式為-46.22kJ/mol化學(xué)平衡常數(shù)Kp可表示為加壓下的化學(xué)平衡常數(shù)Kp不僅與溫度有關(guān)，而且與壓力和氣體組成有關(guān)。4氨的合成4.1氨合成反應(yīng)的化學(xué)平衡-46.22kJ不同溫度、壓力下的平衡氨含量（體積分?jǐn)?shù)×100），純氫氮?dú)猓℉2/N2=3）提高壓力、降低溫度有利于氨的合成。即使在壓力較高的條件下反應(yīng)，氨的合成率還是很低的，即仍有大量的氫氮?dú)馕磪⑴c反應(yīng)，因此這部分氫氮?dú)獗仨毤右曰厥绽谩２煌瑴囟?、壓力下的平衡氨含量（體積分?jǐn)?shù)×100），純氫氮?dú)猓?/p>

有關(guān)氮與氫在鐵催化劑上的反應(yīng)機(jī)理，存在著不同的假設(shè)。一般認(rèn)為，氮在催化劑上被活性吸附，離解為氮原子，然后逐步加氫，連續(xù)生成NH、NH2和NH3，即

本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程包括吸附、表面化學(xué)反應(yīng)和脫附三個(gè)步驟，催化反應(yīng)的總反應(yīng)速度為其中最慢的一步所決定。該反應(yīng)機(jī)理認(rèn)為：氮在催化劑表面上的活性吸附是本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速度的控制步驟。4.2氨合成的反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)方程有關(guān)氮與氫在鐵催化劑上的反應(yīng)機(jī)理，存在著不同的假催化劑催化劑主要成分可視為四氧化三鐵，具有尖晶石結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90％左右。工業(yè)生產(chǎn)中，操作壓力在15MPa以上的氨合成催化劑，一般控制鐵比在0.55～0.65。不含促進(jìn)劑的純鐵催化劑，不僅活性低，而且耐熱性、耐毒性也不理想?，F(xiàn)代熔鐵氨合成催化劑均添加了鋁、鉀、鈣、鎂等金屬元素的氧化物，借以改善催化劑的性能。通常制成的催化劑為黑色不規(guī)則顆粒，有金屬光澤，堆積密度2.5～3.0kg/L，孔隙率40％～50％。還原后的鐵催化劑一般為多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)，孔呈不規(guī)則樹枝狀，比表面積為4～16m2/g。4.3催化劑催化劑4.3催化劑壓力在氨合成過(guò)程中，合成壓力是決定其他工藝條件的前提，是決定生產(chǎn)強(qiáng)度和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素；提高操作壓力有利于提高平衡氨含量和氨合成速度，增加裝置的生產(chǎn)能力，有利于簡(jiǎn)化氨分離流程；壓力高時(shí)對(duì)設(shè)備材質(zhì)及加工制造的技術(shù)要求均高；高壓下反應(yīng)溫度一般較高，催化劑使用壽命縮短；4.4氨合成的工藝條件壓力4.4氨合成的工藝條件溫度和其他可逆放熱反應(yīng)一樣，合成氨反應(yīng)存在著最適宜溫度；取決于反應(yīng)氣體的組成、壓力以及所用催化劑的活性。在最適宜溫度下，氨合成反應(yīng)速度最快，氨合成率最高。氨合成反應(yīng)溫度，一般控制在400～500℃之間。4.4氨合成的工藝條件溫度4.4氨合成的工藝條件

空間速率空間速率是單位時(shí)間、單位體積催化劑上通過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)立方米氣體量；實(shí)際上它是氣體與催化劑接觸時(shí)間的倒數(shù)；空間速率（簡(jiǎn)稱空速）越大，接觸時(shí)間越短；選用空間速率即涉及氨凈值（進(jìn)出塔氣體氨含量之差）、合成塔生產(chǎn)強(qiáng)度、循環(huán)氣量、系統(tǒng)壓力降，也涉及反應(yīng)熱的合理利用?？账賾?yīng)根據(jù)實(shí)際情況維持一個(gè)適宜值，一般為1×104～3×104h-1。空間速率合成塔進(jìn)口氣體組成

合成塔入塔氣體組成包括氫氮比，惰性氣體含量和氨含量。氫氮比：由化學(xué)平衡可知，當(dāng)氫氮比為3時(shí)，氨的平衡含量最大。但從動(dòng)力學(xué)角度分析，最佳氫氮比隨氨含量的變化而變化。反應(yīng)初期最佳氫氮比為1，當(dāng)反應(yīng)趨于平衡時(shí)，最佳氫氨比接近3。生產(chǎn)實(shí)踐表明，進(jìn)塔氣中適宜的氫氮比是2.8～2.9。惰性氣體含量：惰性氣體的存在對(duì)化學(xué)平衡和反應(yīng)速度都不利。當(dāng)操作壓力較低，催化劑活性較好時(shí)，循環(huán)氣中惰性氣體含量宜保持在16％～20％，以降低原料氣消耗量。反之，宜控制在12％～16％之間。入塔氨含量：當(dāng)其他條件一定時(shí)，入塔氨含量越高，氨凈值越小，生產(chǎn)能力越低。通常情況下，中壓法操作入塔氨含量易在3.0％～3.8%，低壓法操作入塔氨含量易在2.0％～3.0%。采用水吸收法分離氨，入塔氨含量可在0.5％以下。合成塔進(jìn)口氣體組成合成氨廠工藝流程雖然不盡相同，但實(shí)現(xiàn)氨合成的幾個(gè)基本步驟是相同的。一般包括：

新鮮氫氮原料氣的補(bǔ)入；對(duì)未反應(yīng)氣體進(jìn)行壓縮并循環(huán)使用；循環(huán)氣預(yù)熱和氨的合成；反應(yīng)熱回收；氨的分離及惰性氣體排放等。工藝流程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于上述幾個(gè)步驟的合理組合，其中主要是合理地確定循環(huán)氣壓縮、新鮮氣補(bǔ)入、惰性氣體放空的位置以及氨分離的冷凝級(jí)數(shù)，冷熱交換器的安排和熱能回收方式。4.4氨合成工藝流程合成氨廠工藝流程雖然不盡相同，但實(shí)現(xiàn)氨合成的幾個(gè)基本步驟是相NH3CO(CH2)2NH4NO3NH4Cl(NH4)2SO4NH4HCO34.5氮肥NH3CO(CH2)2NH4NO3NH4Cl(NH4)2SO4.5氮肥4.5.1尿素尿素的化學(xué)名稱為碳酰二胺，分子式為CO(NH2)2。因?yàn)樵谌祟惣安溉閯?dòng)物的尿液中含有這種物質(zhì)，故稱尿素。純尿素為無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的晶體，純尿素熔點(diǎn)132.6℃。工業(yè)產(chǎn)品為白色或淡黃色，尿素的比重較輕，結(jié)晶尿素比重為1.335。尿素易吸濕，易溶于水和液氨中。在常溫時(shí)，尿素在水中緩慢地進(jìn)行水解，先轉(zhuǎn)化為氨基甲酸銨，然后形成碳酸銨，最后分解為氨和二氧化碳。隨著溫度的升高，水解速度加快，水解程度也增大。在所有化肥中尿素的含氮量最高，它含氮46%，是中性速效肥料，長(zhǎng)期使用不會(huì)影響土質(zhì)，目前生產(chǎn)的尿素多為顆粒狀，表面包有疏水物質(zhì)如石蠟等，使其吸濕性大大降低。4.5氮肥4.5.1尿素工業(yè)上由氨和二氧化碳合成尿素大致可分為下面四個(gè)步驟：氨與二氧化碳原料的供應(yīng)與凈化；氨與二氧化碳合成尿素；尿素熔融液與未反應(yīng)成尿素的物質(zhì)的分離與回收；尿素熔融物的加工。4.5.1尿素工業(yè)上由氨和二氧化碳合成尿素大致可分為下面四個(gè)步驟：4.5.硝酸銨簡(jiǎn)稱硝銨，分子式NH4NO3，是一種白色針狀結(jié)晶，目前生產(chǎn)的有粉狀的結(jié)晶硝銨和球狀顆粒硝銨兩種，能完全溶于水。它的含氮量約34%。硝銨適用于各種土壤和作物，在我國(guó)北方地區(qū)使用很普遍。由于它有很大的吸濕性，在潮濕多雨地區(qū)使用較為不便。此外，硝銨易結(jié)塊，不易粉碎，給使用造成困難。硝銨除了可作肥料外，還可制造炸藥。根據(jù)這一特點(diǎn)，硝銨應(yīng)避免和易燃物一起堆放，以防意外。硝銨用稀硝酸和氨中和而成，而硝酸也是以氨為原料制成的。所以，硝銨整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程包括稀硝酸的生產(chǎn)和硝銨生產(chǎn)兩部分。4.5.2硝酸銨硝酸銨簡(jiǎn)稱硝銨，分子式NH4NO3，是一種白色針狀結(jié)晶，目前

硝酸是用氨催化氧化來(lái)生產(chǎn)的，產(chǎn)品有稀硝酸（含量45％～60％）和濃硝酸（含量96％～98％），這里介紹稀硝酸的生產(chǎn)。用氨催化氧化的方法制硝酸，主要有三步驟。氨的氧化從氨合成工段來(lái)的氨氣和空氣按一定比例