導(dǎo)語(yǔ)：氨(NH_3)合成化工技術(shù)工藝分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：氨又稱為氨氣，其化學(xué)化學(xué)分子式主要為NH3。其在實(shí)際社會(huì)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)階段氨的合成化工技術(shù)主要是在高溫高壓條件下，氮和氫在催化劑的作用下進(jìn)行的合成反應(yīng)。在實(shí)際管理過(guò)程中氨的合成受壓力、溫度及氣體組成等方面的影響，本文根據(jù)結(jié)合熱力學(xué)相關(guān)內(nèi)容，對(duì)氨的化學(xué)合成裝置及凈化工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，以便為氨合成工藝的合理應(yīng)用提供有效的借鑒。

關(guān)鍵詞：氨（NH3）合成化工技術(shù)；合成工藝

在現(xiàn)階段氨合成工藝發(fā)展過(guò)程中，氨合成能源損耗的降低及合成工藝的簡(jiǎn)化是現(xiàn)階段氨合成工藝的主要發(fā)展趨勢(shì)。在低壓非平衡化學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，氨合成化工技術(shù)也呈現(xiàn)了不同的特點(diǎn)。即在以往高溫高壓催化合成的基礎(chǔ)上，利用合成氣裝置可有效降低氨合成能量損耗。因此對(duì)于氨合成化工技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化分析具有非常重要的意義。

1氨化工合成工藝條件選擇

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中氨合成工藝條件主要包括溫度、空間速度、壓力、惰性氣體含量等相關(guān)影響因素。首先在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中氨合成環(huán)境中進(jìn)口氣體主要包括惰性氣體、氫氣、氮?dú)饧皹O少部分的氨。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中為了保證整體氨合成效率，應(yīng)盡量控制相關(guān)氨凈值在一定限定區(qū)域內(nèi)，可利用氨分離措施的應(yīng)用，避免冷凝溫度下降導(dǎo)致氨冷負(fù)荷上升。同時(shí)惰性氣體的存在，在一定程度上影響了氨合成的效率；其次氨合成環(huán)境內(nèi)空間速度與氨合成凈值呈反比，在一定程度上增加了氨合成強(qiáng)度。因此為了保證氨合成效率，可控制整體氨合成環(huán)境內(nèi)空速在15-30Mpa，10000-30000h-1之間；最后在壓力和溫度設(shè)置過(guò)程中，氨合成最佳溫度在400.0-500.0℃之間。在氨合成過(guò)程中溫度最高點(diǎn)又可稱為熱點(diǎn)，熱點(diǎn)應(yīng)低于催化劑的使用溫度，保障生產(chǎn)后期氨的有效合成。而結(jié)合氨氣合成過(guò)程中化學(xué)平衡及反應(yīng)情況，在一定范圍內(nèi)壓力上升會(huì)提供氨合成效率，但會(huì)在一定程度上降低催化劑使用性能。一般大型氨合成環(huán)境壓力在15.0-23.9MPa之間，而小規(guī)模氨合成環(huán)境壓力在20.0-31.9MPa之間。

2氨化工合成裝置

在氨化工合成裝置中，主要合成環(huán)境為高壓合成塔，同時(shí)結(jié)合催化塔的應(yīng)用，可為氨合成提供充足的壓力、溫度保證[1]。在氨合成過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量釋放。為了有效提高氨合成產(chǎn)量在，在后續(xù)氨合成裝置設(shè)置過(guò)程中，還可以進(jìn)行合成氣的合理配置，便于整體氨合成規(guī)模的有效拓展。在氨合成氣配置過(guò)程中，主要通過(guò)天然氣自熱轉(zhuǎn)化技術(shù)、非催化部分氧化技術(shù)的綜合應(yīng)用，在部分氧化催化劑的作用下，可促使天然氣、水蒸氣進(jìn)行混合預(yù)熱燃燒。隨后通過(guò)控制整體反應(yīng)溫度到達(dá)1790.0℃到1920.0℃之間，結(jié)合催化劑床層的合理配置，可促使水蒸氣與甲烷發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，便于大規(guī)模氨的合成制備。為了進(jìn)一步提升氨合成化工工序的經(jīng)濟(jì)效益，可采用一定的節(jié)能施工工序。現(xiàn)階段應(yīng)用較普遍的氨節(jié)能合成裝置主要以天然氣為原材料，常用的基礎(chǔ)為AMV技術(shù)、KBR技術(shù)等。其在實(shí)際應(yīng)用中主要包括合成氣制備、CO變換、CO2脫除、氨合成等幾個(gè)環(huán)節(jié)，其中合成氣制備主要是利用低水碳比轉(zhuǎn)化、預(yù)熱轉(zhuǎn)化等基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)一定的節(jié)能損耗；而CO變換工藝主要是利用等溫CO變換為低水碳比變換反應(yīng)進(jìn)行一定的催化轉(zhuǎn)化；CO2脫除主要是通過(guò)PSA裝置的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)CO2的有效脫離，并將CO、H2等作為排放燃料，提供整體裝置熱能利用效果；氨合成工藝主要是在氨合成環(huán)境的基礎(chǔ)上，采用活性更高的催化劑，如釕基催化劑，實(shí)現(xiàn)等壓環(huán)境合成。

3氨合成凈化技術(shù)

氨合成工藝在實(shí)際社會(huì)生產(chǎn)中得到了大規(guī)模的應(yīng)用，在實(shí)際氨合成過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的造氣廢水懸浮物質(zhì)，如硫化物、氨氮、氰化物等，上述物質(zhì)對(duì)周邊環(huán)境具有一定的不利影響。因此在實(shí)際氨生產(chǎn)過(guò)程中需綜合采用生化、冷卻、沉淀等技術(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的氨合成凈化措施。依據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)內(nèi)容，在實(shí)際氨生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)在降低氨合成設(shè)備運(yùn)行能耗的同時(shí)，對(duì)氨合成凈化設(shè)備進(jìn)行一定優(yōu)化整合[2]。在以無(wú)煙煤為主的氨合成過(guò)程中主要包括造氣、半水煤氣脫離、壓縮機(jī)變化、換氣脫硫、壓縮機(jī)脫硫、壓縮機(jī)銅洗、氨合成等幾個(gè)環(huán)節(jié)；而在以甲烷法為主的脫硫氨合成工藝中，主要在造氣半水煤氣脫硫的基礎(chǔ)上，進(jìn)行變換氣脫硫及壓縮機(jī)脫碳，最后經(jīng)過(guò)一定的甲烷化處理，可有效提高氨凈化效率。此外，在大型氨合成工藝運(yùn)行過(guò)程中，可采用合成氣凈化技術(shù)進(jìn)行低溫凈化。通過(guò)低溫液氮洗、低溫甲醇洗等工序，可達(dá)到有效的凈化效果。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中，氨合成工藝得到了迅速的發(fā)展。而隨著社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)對(duì)氨的需要不斷增加，大規(guī)模氨生產(chǎn)合成技術(shù)獲得了極大的發(fā)展機(jī)遇，在以往合成塔合成的基礎(chǔ)上，合成氣制備、優(yōu)化裝置得到了有效的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。合成氣氨生產(chǎn)裝置在生產(chǎn)流程、工藝配置、系統(tǒng)變換率及能源節(jié)省方面都出現(xiàn)了良好的效力，對(duì)于整體氨化工合成技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的提升提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫大雷,洪展鵬,葉嘉輝,等.CO_2、nh_3和醇“一步法”合成氨基甲酸酯的熱力學(xué)分析[J].化學(xué)世界,2016,57(3):153-158.

[2]王杰,展曉元,丁建旭,等.有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦CH_3NH_3PbI_3晶體的合成及氣敏性測(cè)試[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2018(2):88-92.

作者:張勇 單位:靈石中煤化工有限責(zé)任公司