氨氣的工業制法
(/),氨的主要用途:主要為制造尿素、磷銨、三聚氰胺、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、硝酸、丙烯腈等無機和有機化工產品以及冷凍、塑料、冶金、醫藥、國防等工業的原料。那麽氨氣的工業制法是怎樣的呢?
隨著大型化的發展,氨合成圈已成為降低合成氨能耗的主要單元之壹。近代大型氨合成裝置的代表設計有三種:
1.布朗的三塔三廢鍋氨合成圈:布朗三塔三廢鍋氨合成圈由3個合成塔和3個廢鍋組成。塔內有催化劑筐,氣體由外殼與筐體的間隙從底部向上流過,再由上向下軸向流過催化劑床。三塔催化劑裝填量比二塔多,最終出口氨含量可以從16.5%提高到21%以上,減少了循環氣量,節省了循環壓縮功。合成塔控制系統非常簡單,各塔設有旁路用閥門調節氣體入塔溫度。由於氨合成反應平衡的限制,決定了催化劑溫度,不需要調節催化劑床層反應溫度。
2.伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈:伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈采用兩個較小的合成塔,3個催化劑床,兩塔塔後各連壹個廢鍋。這種結構使反應溫度分布十分接近最優的反應溫度,氣體的循環量和壓降小,投資和能耗節省,副產高壓蒸汽多。
3.托普索兩塔三床兩廢鍋氨合成圈:托普索S-250系統采用無下部換熱的S-200合成塔和S-50合成塔組成。還包括:(1)廢鍋和鍋爐給水換熱器回收廢熱;(2)合成塔進出氣換熱器,水冷器,氨冷器和冷交換器,氨分離器及新鮮氣氨冷器等。合成塔為徑向流動催化劑床,采用1.5mm~3mm小催化劑,壓降為0.3MPa。由S-200型塔出來的合成氣,經廢熱鍋爐回收熱量,並保證入S-50型塔的合適溫度,以提高單程合成率。
其他方法
天然氣制氨。天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過壹氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有壹氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積),經甲烷化作用除去後,制得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成回路,制得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置制得的氧用於重質油氣化,氮作為氨合成原料外,液態氮還用作脫除壹氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
煤(焦炭)制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展,以煤(焦炭)為原料制取氨的方式在世界上已很少采用。