合成氨工艺流程图?合成氨工艺?( 三 )
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%~20%,故采用未反应氢氮气循环的流程 。氨合成反应式如下:
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol
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Tags:合成氨工艺合成氨工艺流程图
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