氨的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序,其任務(wù)是將經(jīng)過精制的氫氮混合氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。對于合成系統(tǒng)來說,液體氨即是它的產(chǎn)品。
工業(yè)上合成氨的各種工藝流程一般以壓力的高低來分類。
高壓法
操作壓力70~100MPa,溫度為550~650℃。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是氨合成效率高,混合氣中的氨易被分離。故流程、設(shè)備都比較緊湊。但因為合成效率高,放出的熱量多,催化劑溫度高,易過熱而失去活性,所以催化劑的使用壽命較短。又因為是高溫高壓操作,對設(shè)備制造、材質(zhì)要求都較高,投資費(fèi)用大。工業(yè)上很少采用此法生產(chǎn)。
中壓法
操作壓力為20~60MPa,溫度450~550℃,其優(yōu)缺點(diǎn)介于高壓法與低壓法之間,此法技術(shù)比較成熟,經(jīng)濟(jì)性比較好。因為合成壓力的確定,不外乎從設(shè)備投資和壓縮功耗這兩方面來考慮。從動力消耗看,合成系統(tǒng)的功耗占全廠總功耗的比重最大。但功耗決不但取決于壓力一項,還要看其它工藝指標(biāo)和流程的布置情況??偟膩砜?,在15~30Pa的范圍內(nèi),功耗的差別是不大的,因此世界上采用此法的很多。
低壓法
操作壓力10MPa左右,溫度400~450℃。由于操作壓力和溫度都比較低,故對設(shè)備要求低,容易管理,且催化劑的活性較高,這是此法的優(yōu)點(diǎn)。但此法所用催化劑對毒物很敏感,易中毒,使用壽命短,因此對原料氣的精制純度要求嚴(yán)格。又因操作壓力低,氨的合成效率低,分離較困難,流程復(fù)雜。實際工業(yè)生產(chǎn)上此法已不采用了。合成氨工藝流程大概可以分為:原料氣的制備;原料氣的凈化;氣體壓縮和氨的合成四大部分。
其他來源
工業(yè)上用苯胺在催化劑的作用下,連續(xù)化生產(chǎn)二苯胺的過程中就有副產(chǎn)物氨氣生成,經(jīng)過壓縮成高壓氣體,然后在降溫冷卻成液體制的液氨,在此過程中要進(jìn)行排污,有雜質(zhì)帶入,因此相比高純度的合成氨,此法得到的液氨純度相比較低,用途因此也受到限制。
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