合成氨工艺流程

　　一、原料气体的制备

　　氢和氮的粗原料气主要通过煤和天然气等原料制备而得。通常情况下，我们采用气化的方法从固体原料煤和焦炭制取合成气;采用非催化部分氧化的方法从渣油中获得合成气;工业中利用二段蒸汽转化法从气态烃类和石脑油中制取合成气。

　　二、原料气体的净化

　　由于生成的粗原料气中含有很多杂质气体，会影响合成氨的效率和质量，这需要进行净化处理，净化是指除去氢气和氮气以外的气体，它先后经过一氧化碳变换、脱硫脱碳以及气体精制等三个过程。

　　1、一氧化碳变换过程：

　　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%～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。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。

　　diyi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中使催化剂中毒，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，diyi道工序是脱硫，保护催化剂;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硫的催化剂而确定脱硫的位置。

　　工业中有很多的脱硫方法，通常是采用物理或化学吸收的方法，将粗原料气体经过CO变换以后，除H2外，在变换气中，还留其他多种气体，如CO2(Z多)、CO和CH4等。而CO2不利的是它会使氨合成催化剂中毒，益处是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥等离不开CO2。因此变换气时，脱除CO2必须同时考虑到这两方面。

　　3、气体精制过程：

　　经CO变换和CO2脱除后，气体中杂质已经很少，但是原料气还含有少量残余的CO和CO2气体。而CO和CO2对氨合成催化剂如Fe的毒害非常大，尾尽量减少和降低CO和CO2总含量，使其不得大于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Z终净化，即精制过程。

　　三、氨合成

　　将纯净的氢、氮混合气体经过高压压缩，在相关催化剂如铁的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的Z重要的工序，是整个合成氨生产过程的核心组成部分。氨合成反应必须在较高压力和催化剂同时存在的条件下进行，由于该反应为可逆反应，气体中氨含量会维持在一定的比例，一般只有10%～20%，为了加强对氢气和氮气的利用率，须将未反应氢氮气循环利用。

　　1949年前我国仅有两家规模较小的合成氨厂;而建国后在国家的鼓励和支持下，合成氨工业发展突飞猛进。建国时，我国氮肥年产量很少，远远不够国民农业发展的需求;现在我国已经成为世界上产量Z高的国家之一。我国是农业大国，为促进我国农业更好的发展，我国必须改进和改善合成氨的工艺流程，努力研究新型合成氨的材料和催化剂，为我国建成二十一世纪的强国努力奋斗。

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