煤制合成氨ㄨ装置模型

尺寸：3200*2200*1500

材质：亚克力、金属扣件、实木台座、不锈钢→包边、专用灯带、

制造参数：按照流程布置♀工厂化流程，主要←设备透明结构加工布置，其它产品分色处理等

                                               煤为原料的合成氨工艺 

煤合成※氨工艺的核心问题是制备纯净的氢气，而制备纯净的氢气，就涉→及到脱硫脱碳工序！含硫、含碳的气︾体，都是酸性气体！ 

C+H2O(水蒸气)=CO+H2（水煤气法）   CO+H2O=CO2+H2 拥有〗氢气与氮气，即可制得氨。 

氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵（简称甲铵），进一步脱水生成¤尿素！ 2NH3+CO2==COONH2NH4（放热），COONH2NH4==CO(NH2)2+H2O（吸热）。 尿素加热分解可以制成三聚氰胺 

6CO(NH2)2==C3N3(NH2)3 (三聚氰胺)+3CO2+6NH3。 

工艺流程 

(1)原料气制备  

将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原◤料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化◥的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃ω类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化  

对粗原料∮气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质№，主要包括变换过程、脱硫脱碳过□　程以及气体精制过程。   ① 一氧化碳变换过程ㄨ 

  在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为→12%到40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的◥CO。变换反是： CO+H2O→H2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ 

  由于CO变换过程是强↑放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段⊙出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反应既是原料气『制造的继续，又是净化的过程，为后续脱』碳过程创造条件。 

② 脱硫脱碳过程 

  各种原料制取的粗原料气，都含有一█些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱■硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐ㄨ硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法 种类很多，通常是采用物理或化学吸收的≡方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二◣甲醚法(Selexol)等。 

粗原料〇气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制ぷ造尿素、碳酸氢铵等氮肥╳的重要原料。因此▂变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。 

  一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据√吸收剂性能的不同，可▲分为两大类。一类々是物理吸收法，如⌒　低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸▓丙烯酯法。一类是化学吸收◥法，如热钾碱法，低热耗本菲尔▽法，活化MDEA法，MEA法等。 

③气体精制过程 

  经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。   目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷∮分离法主要是液氮洗法，是在深√度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO，而▂且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获⊙得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化╱工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中◥碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下：    CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ    CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ 

(3)氨合成将纯◣净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成≡氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%到20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。 

氨合成反应式：N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol