煤制合成氨裝置模型

尺寸：3200*2200*1500

材質(zhì)：亞克力、金屬扣件、實(shí)木臺座、不銹鋼包邊、專用燈帶、

制造參數(shù)：按照流程布置工廠化流程，主要設(shè)備透明結(jié)構(gòu)加工布置，其它產(chǎn)品分色處理等

                                               煤為原料的合成氨工藝 

煤合成氨工藝的核心問題是制備純凈的氫氣，而制備純凈的氫氣，就涉及到脫硫脫碳工序！含硫、含碳的氣體，都是酸性氣體！ 

C+H2O(水蒸氣)=CO+H2（水煤氣法）   CO+H2O=CO2+H2 擁有氫氣與氮?dú)?，即可制得氨?ensp;

氨與二氧化碳作用生成氨基甲酸銨（簡稱甲銨），進(jìn)一步脫水生成尿素！ 2NH3+CO2==COONH2NH4（放熱），COONH2NH4==CO(NH2)2+H2O（吸熱）。 尿素加熱分解可以制成三聚氰胺 

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

工藝流程 

(1)原料氣制備  

將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣。 (2)凈化  

對粗原料氣進(jìn)行凈化處理，除去氫氣和氮?dú)庖酝獾碾s質(zhì)，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。   ① 一氧化碳變換過程 

  在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%到40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反是： CO+H2O→H2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ 

  由于CO變換過程是強(qiáng)放熱過程，必須分段進(jìn)行以利于回收反應(yīng)熱，并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應(yīng)既是原料氣制造的繼續(xù)，又是凈化的過程，為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)造條件。 

② 脫硫脫碳過程 

  各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產(chǎn)過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護(hù)轉(zhuǎn)化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業(yè)脫硫方法 種類很多，通常是采用物理或化學(xué)吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。 

粗原料氣經(jīng)CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。 

  一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據(jù)吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學(xué)吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。 

③氣體精制過程 

  經(jīng)CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規(guī)定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3(體積分?jǐn)?shù))。因此，原料氣在進(jìn)入合成工序前，必須進(jìn)行原料氣的最終凈化，即精制過程。   目前在工業(yè)生產(chǎn)中，最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結(jié)合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的一種凈化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分?jǐn)?shù))一般應(yīng)小于0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應(yīng)如下：    CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ    CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ 

(3)氨合成將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產(chǎn)品的工序，是整個(gè)合成氨生產(chǎn)過程的核心部分。氨合成反應(yīng)在較高壓力和催化劑存在的條件下進(jìn)行，由于反應(yīng)后氣體中氨含量不高，一般只有10%到20%，故采用未反應(yīng)氫氮?dú)庋h(huán)的流程。 

氨合成反應(yīng)式：N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol