用煤的,用天然氣的都有.
第一步是合成氨工藝如下：
1.合成氨的工藝流程
(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(tài)烴類和石腦油,工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣.
(2)凈化 對粗原料氣進行凈化處理,除去氫氣和氮氣以外的雜質(zhì),主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程.
① 一氧化碳變換過程
在合成氨生產(chǎn)中,各種方法制取的原料氣都含有CO,其體積分?jǐn)?shù)一般為12%~40%.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(yīng)如下：
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
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(yīng)熱,并控制變換段出口殘余CO含量.第一步是高溫變換,使大部分CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2；第二步是低溫變換,將CO含量降至0.3%左右.因此,CO變換反應(yīng)既是原料氣制造的繼續(xù),又是凈化的過程,為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)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(chǎn)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(zhuǎn)化法,第一道工序是脫硫,用以保護轉(zhuǎn)化催化劑,以重油和煤為原料的部分氧化法,根據(jù)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(yè)脫硫方法種類很多,通常是采用物理或化學(xué)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(jīng)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含量最多.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.
一般采用溶液吸收法脫除CO2.根據(jù)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(xué)吸收法,如熱鉀堿法,低熱耗本菲爾法,活化MDEA法,MEA法等.4
③ 氣體精制過程
經(jīng)CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2.為了防止對氨合成催化劑的毒害,規(guī)定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3(體積分?jǐn)?shù)).因此,原料氣在進入合成工序前,必須進行原料氣的最終凈化,即精制過程.
目前在工業(yè)生產(chǎn)中,最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(