工业合成氨的发展.doc

《工业合成氨的发展.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、本科生学年论文题目学生姓名所在院系化学化工系专业班级学号指导教师（职称）日期年月日目录摘要：…………………………………………………………2关键词：………………………………………………………2前言：…………………………………………………………21.统计分析表…………………………………………………22.早期氰化法…………………………………………………23.合成氨法……………………………………………………24.发展趋势……………………………………………………35.合成氨的反应原理…………………………………………46.合成氨的最新技术…………………………………………46.1大直径ⅢJ

2、D型氨合成系统和内件技术设计思想及最新进展………………………………………………………46.2成达公司的小型氨厂新技术………………………5工业合成氨的进展摘要：就工业合成氨的历史，现状以及一些最新的工业合成氨的技术的综述。关键词：合成氨的历史{（早期氰化法、合成氨法），原料构成改变：煤造气时期、②烃类燃料造气时期，装置的变化：装置大型化。}、合成氨的现状、合成氨的发展趋势{①原料路线的变化方向、节能和降耗、与其他产品联合生产。}、合成氨工业的最新技术{①大直径ⅢJD型氨合成系统和内件技术设计思想及最新进展、②成达公司的小型氨厂新技术}。前言合成氨工业是基本点的无机化工之一。氨是

3、化肥工业和基本有机化工的主要原料。从氨可加工成硝酸，现代化学工业中，常将硝酸生产归属于合成氨工业范畴。合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作火炸药工业的原料，为战争服务;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。50年代后氨的原料构成发生重大变化，近60年来合成氨工业发展很快。早期氰化法② 　1898年，德国A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨：CaCN2＋3H2O─→2NH3＋CaCO31905年，德国氮肥公司建成世界上第一座生产氰氨化钙的工厂，这种制氨方法称为

4、氰化法。第一次世界大战期间，德国、美国主要采用该法生产氨，满足了军工生产的需要。氰化法固定每吨氮的总能耗为153GJ,由于成本过高，到30年代被淘汰。合成氨法 　利用氮气与氢气直接合成氨的工业生产曾是一个较难的课题。合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。直至1909年,德国物理化学家F.哈伯用锇催化剂，将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨,并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。但是,在高压、高温及催化剂存在的条件下,氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。为此，哈伯又提出将未参与反应的气

5、体返回反应器的循环方法。这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。该公司在德国化学家A.米塔斯提议下，于1912年用2500种不同的催化剂进行了6500次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿命仅有80h以及合成氨用氮氢混合气的制造方法,都被该公司的工程师C.博施所解决。此时，德国国王威廉二世准备发动战争，急需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡建成世界上第一

6、座日产30t合成氨的装置，1913年9月9日开始运转,氨产量很快达到了设计能力。人们称这种合成氨法为哈伯－博施法，它标志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931年度诺贝尔化学奖。其他国家根据德国发表的论文也进行了研究，并在哈伯－博施法的基础上作了一些改进，先后开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法。到30年代初合成氨成为广泛采用的制氨方法。70年代以来，合成氨的生产不仅促进了如高压、低温、原料气制造、气体净化、特殊金属冶炼以及催化剂研制等方面的发展，还对一些化学合成工业，如尿素、甲醇和高级醇、石油加氢精制、高压聚合等起

7、了巨大的推动作用。原料构成改变 　自从合成氨工业化后，原料构成经历了重大的变化。　　①煤造气时期　第一次世界大战结束，很多国家建立了合成氨厂，开始以焦炭为原料。20年代，随着钢铁工业的兴起，出现了用焦炉气深冷分离制氢的方法。焦炭、焦炉气都是煤的加工产物。为了扩大原料来源，曾对煤的直接气化进行了研究。1926年，德国法本公司采用温克勒炉气化褐煤成功。第二次世界大战结束，以焦炭、煤为原料生产的氨约占一半以上。　　②烃类燃料造气时期　早在20～30年代，甲烷蒸汽转化制氢已研究成功。50年代，天然气、石油资源得