合成氨空分裝置作用

① 空分裝置基本原理和過程

空分設備是以空氣為原料，通過壓縮循環深度冷凍的方法把空氣變成液態，再經過精餾而從液態空氣中逐步分離生產出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備，廣泛應用於傳統的冶金、新型煤化工、大型氮肥、專業氣體供應等領域。

具體流程為：自空壓機來的壓縮空氣，經分子篩除去水分、二氧化碳、碳氫化合物等雜質後，一部分空氣被直接送往精餾塔的上塔，另一部分則進入膨脹機經膨脹製冷後，被送往下塔。精餾塔中，上升蒸汽和下落液體經熱量交換後，在上塔的頂部可得到純度很高的氮氣，在上塔底部可得到純度很高的氧氣。

(1)合成氨空分裝置作用擴展閱讀：

空分生產生產區現場人員的衣著必須無油和無油脂。裝置工作區內禁止貯放可燃性物品。對裝置運行所必需的潤滑劑和原材料，必須由專人妥為保管。要防止氧氣的局部增濃。如果發現某些區域空氣中的氧氣已經增濃或存在增濃的可能性，則必須清楚地作出標記，並加以強制通風，對存在氫增濃的地方也應參照辦理。

在空分裝置正常運行時，2#膨脹機增壓後空氣出口水分含量分析AIA402突然出現波動，最高上漲到54.7ppm，以遠遠超過正常值在2ppm。同時2#膨脹空氣與主換阻力PI405AA也增長至50kPa，導致膨脹空氣進塔量突然減少2000m/h。

② 實驗室合成氨的裝置，如果前面連接了濃H2SO4作用是什麼

1：控制進氣比！
2：乾燥氣體！
3：控制進氣速度！

③ 氮氣有什麼用途，制氧機能同時生產多少純氮產品

氮的化學性質不活潑，在平常的狀態下有很大的惰性，不容易與其他物質發生化學反應。囚此，氮在冶金工業、電子上業、化學工業中廣泛地用來作為保護氣體。例如冷軋、鍍鋅、鍍鉻、熱處理、連鑄用的保護氣;作為高爐爐頂轉爐煙罩的密封氣，以防可燃氣體泄漏，以及干熄焦裝置中焦炭的冷卻氣體等。一般的保護氣要求的氮純度為99.99%，有的要求氮純度在99.999%以上
液氮是一種較方便的冷源。在食品工業、醫療事業、畜牧業以及科學研究等方面得到越來越廣泛的應用。
在化肥工業中生產合成氨時，合成氨的原料氣一氫、氮混合氣若用純液氮洗滌精製，可得到雜質含量極微的純凈氣體，而空分裝置可以提供洗滌所需的純氮。
在空氣中氮佔了花78.03%，在採用空氣分離的方法製取氧時，同時可獲得氮產品.但是，由於空氣中還有0.932%的氬存在，如果只實現氧氮分離，則氬分別成了氧氮產品中的雜
質。如果要求的氮產量是氧產量4倍，則氮的純度只能在99.5%。對於採用凍結法清除空氣中的水分和CO2的全低壓空分裝置，由於要靠足夠的返流氣體將凍結的水分和CO2帶出裝置之外，所以純氮(99.999%)產量只有氧產量的1.1倍。對於抽取氬餾分的分子篩凈化空分流程，純氮的產量不受上述限制。

④ 生產合成氨過程有哪幾個步驟

部分合成氨工藝需要空氣分離技術，將空氣中的氧氣和氮氣分離出來，氮氣作為合成氨原料，氧氣參與粗合成原料氣的生成，得到一氧化碳，經變換、脫碳等工段獲得合成氨的原料氫氣。空分是利於氧、氮沸點不同在低溫下將氣體進行分離的技術，能耗非常高。作為後續產品的合成氨不可避免成為高能耗產品。 因為合成氨首先要拆開N2中的3個高能共價鍵,需要吸收大量的熱. 合成氨的高能耗主要發生在二個工序上。
造氣工段：為了制氫，不管是煤還是天然氣做原料，為了從水中獲得氫，都需要大量的熱能。
壓縮工段：為了提高合成轉化率，無論是高壓工藝，還是中壓大流量循環工藝，合成氣壓縮機都是工廠的耗能大戶。
雖然經過不斷改進，合成氨的能耗已大大降低，但由於上述二個環節，決定了它是高能耗產品。

⑤ 啥叫空分空分裝置和系統流程大揭秘

大家對各類壓縮機、汽輪機並不陌生，但是他們在空分環節的作用，你是否真正了解？工廠里的空分車間，你知道是什麼樣的嗎？空分，簡單地說，就是用來把空氣中的各組份氣體分離，生產氧氣、氮氣和氬氣的一套工業設備。還有稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡等。

空分設備

空分設備是以空氣為原料，通過壓縮循環深度冷凍的方法把空氣變成液態，再經過精餾而從液態空氣中逐步分離生產出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備，廣泛應用於傳統的冶金、新型煤化工、大型氮肥、專業氣體供應等領域。

簡單來說就是空分的系統流程包括：

壓縮系統

預冷系統

純化系統

換熱系統

產品送出系統

膨脹製冷系統

精餾塔系統

液體泵系統

產品壓縮系統

我們按照空分系統流程對設備進行一一介紹：

壓縮系統

有 自潔式空氣過濾器 、 汽輪機 、 空壓機 、 增壓機 ， 儀表壓縮機 等。

（1）自潔式過濾器一般隨著氣量的增大，濾筒數增多，層數也越高，一般2.5萬等級以上雙層，6萬等級以上三層布置；一般單台壓縮機需要單獨布置過濾器，同時布置在上風口。

（2）汽輪機是高壓蒸汽進行膨脹做功，帶動同軸葉輪轉動，從而實現進行對工質做功的型式。汽輪機一般常用的有三種形式：全凝、全背壓和抽凝，較為常用的是抽凝。

（4）空壓機一般大型空分裝置投資均為單軸等溫型離心壓縮機，進口較國產能耗低2%左右，投資高80%；空壓機採用出口放空，不設置迴流管路，一般有最小吸入流量防喘振要求，採用入口導葉進行流量調節，進口國產機組均是四級壓縮三級冷卻（末級不冷卻）。主空壓機配備一套水洗系統，用以沖洗各級葉輪和蝸殼表面沉積物。該系統隨主機成套。

（5）增壓機一般大型空分裝置投資採用單軸等溫型離心壓縮機和齒輪式離心壓縮機兩種，其中齒輪式在能耗上占較大優勢，尤其壓比較大的工況。

（6）儀表氣壓縮機一般有三種形式：無油螺桿機，活塞式和離心式。由於活塞式和離心式天然無油，所以不需要除油裝置，只需要配套乾燥裝置（除水）和精密過濾器（除固體顆粒）即可；而螺桿機一般有有油和無油然後除油兩種，噴油螺桿機需要設置除油裝置，同時需要設置精度非常高的除油過濾器，以滿足工藝要求，這種機型的優勢是價格較便宜；無油螺桿採用干轉子或者水潤滑，這種機型優點是絕對不含油，缺點是價格較貴。氣量500Nm³/h以下適合選活塞式；氣量在2000Nm³/h以下適合選螺桿機或活塞機；氣量在2000Nm³/h以上即三種機型都可以選，氣量大時離心式壓縮機較有優勢，其易損件較少，同時好維護，性價比較高。

儀表壓縮機在開車時使用，正常運行後由分子篩純化器後抽取。

預冷系統

預冷系統空冷塔有兩種形式： 閉式循環 （空冷塔分為上下兩段，冷凍水在空冷塔上段和水冷塔之間循環）和 開式循環 （進循環水系統），閉式循環主要應用於水質不好的化工廠，需要補充新鮮水及葯劑；開式循環應用較廣，但是循環水系統同樣也需要定期補充新鮮水，預冷系統還需要考慮夏天工況。

空冷塔 一般設計為底部為1米φ76不銹鋼鮑爾環（耐高溫），3米φ76增強型聚丙烯鮑爾環（大通量），4米φ50增強型聚丙烯鮑爾環。

水冷塔 也有兩種：兩段式（無外加冷源時，乾燥污氮氣的冷量回收充分，使之預冷系統有保障，但是阻力大一倍，（7米+7米φ50聚丙烯鮑爾環）和一段式（有外加冷源時，8米φ50聚丙烯鮑爾環）。

此外，預冷系統一般所有進水均要設置過濾器（一般6台：4台水泵，水冷塔進水，冷水機組蒸發側進水），防止雜質帶入系統。預冷系統的效果檢測為：下段4米填料段出口氣比進水低1℃；上段8米填料段出口氣比水高1℃，一般在空冷塔中部設置測溫計（伸入內部）。

純化系統

純化系統採用的的 吸附器 有立式軸向流，卧式雙層床和立式徑向流三種。

立式軸向流 主要用於1萬等級（直徑已經到4.6m）以下空分設備的配套，床層厚度1550∽2300mm，雙層單層均可布置，立式軸向流吸附器的氣流分布最好。

卧式雙層床 主要用於大中型空分設備的配套，床層厚度1150mm（分子篩）+350mm（鋁膠）。

立式徑向流 吸附器可以有效利用容器內部空間，使得同直徑吸附層面積擴大1.5倍左右，這樣可以有效降低塔器高度，同時立置方式佔地面積較小。由於氣流分布均勻，不像卧式吸附器氣流不均，使得分子篩用量減少20%，再生能耗也節省20%。

但是立式徑向流缺點是氣流中心集中（扇形區），使得其比卧式穿透時間要快（要求CO2＜0.5ppm）。床層厚度1000mm+200mm，立式徑向流可以滿足2萬等級以上的空分設備的配置。

再生加熱 有電加熱器和蒸汽加熱器兩種方式。

蒸汽加熱器有卧式（4萬等級以下），立式（4萬等級以上），立式高效蒸汽加熱器（蒸汽利用率高，節能20%）布置方式有：一台蒸汽加熱器（有H2O泄漏測點）；電加熱器（兩用一備或者一用一備）並聯（高溫低流量聯鎖停設置，防止燒壞，加熱管材質為1Cr18Ni9Ti）；電加熱器（滿足活化再生，250∽300℃）與蒸汽加熱器並聯；電加熱器與蒸汽加熱器串聯（蒸汽溫度低時，不過造成再生阻力較大）。

對純化系統還需要設置節流再生管路以滿足開車需要。另外再生氣側設置安全閥，蒸汽加熱器側設置安全閥，防止設備或者閥門壓力高側泄漏或者超壓，以及節流超壓。

再生流路配置手動蝶閥來調配阻力，以使得主塔運行穩定（或者不設置，採用總管設置調節閥時序調節）。

換熱系統

換熱系統嚴格來說多股流混合介質設計在同一換熱器里，讓各介質傳熱自動平衡，能耗最低，但是這樣對於內壓縮流程會造成全部換熱器均為高壓換熱器，會造成投資的積聚增加，所以2萬等級以上內壓縮換熱器組織還是採用高低壓分開的辦法，更為經濟些，2萬等級以下採用全部高壓換熱器配置。

產品送出

低壓氧氮產品 ，設置產品調節閥與放空流路，放空進消音器（氮氣內件為碳鋼，氧氣內件為不銹鋼）。污氮氣設置去水冷塔放空（起污氮氣放空作用、調配再生氣以及調整上塔壓力的作用，要求水冷塔塔徑能夠滿足泄放要求，尤其有氮氣也通入的場合，不能使上塔壓力憋高，水冷塔阻力6kPa(8米高填料)，管路及閥門4kPa，對大氣放空壓差2kPa，總共12kPa）。

高壓氧氣產品 ，放空採用兩級節流，先是高壓產品氣節流至10barG，經過偏心異徑管，中間設置蒙乃爾降噪板，再通過偏心異徑管擴大管路直徑，氧氣介質流速控制在10m/s以下，再通入消聲塔節流放空，消聲元件不銹鋼；高壓氮產品，氮氣產品先節流至10bar，通過不銹鋼降噪板，再通入消聲塔節流放空，消聲元件碳鋼；氧氣閥門要求不得人去操作（調節閥禁帶手輪，手動閥放置防爆牆內）。

消聲塔還可以與壓縮機系統放空合二為一，空壓機增壓機降噪（按照空壓機量計算），通入消聲塔，以及純化系統泄壓空氣，增壓機打迴流，泄放部分。

膨脹製冷系統

膨脹機一般有三種，即 低壓膨脹機 ， 中壓膨脹機 和 液體膨脹機 。

對於一定類型的氣體膨脹機來說，工質體積流量越大，效率越高。一般流量8000Nm³以上的低壓膨脹機效率為85∽88%，流量小於3000∽8000Nm³效率會低至70∽80%。

中壓膨脹機一般採用一台進口一台國產（備用）。氣量8000Nm³/h以上進口膨脹機效率82∽91%（增壓端少4個點）；國產膨脹機效率78∽87%（增壓端少5個點）。

膨脹機啟動前需要先吹掃（除去管系雜質，膨脹機蝸殼內雜質），再通密封氣（正常時由增壓端提供），然後進行油系統外循環，內循環，做完聯鎖測試然後方能啟動，冷試合格後冷緊；冷啟動需要啟動油箱加熱器，正常運行後不需要，此時軸承的冷熱已經平衡。

液體膨脹機本質是利用高壓液體的壓力頭來進行水力做功（同時液體焓值降低，但是與氣體相比，相差甚遠），一般4萬等級以上內壓縮空分設備均可用液體膨脹機代替高壓液空節流閥。它的優勢為利用液體膨脹機製冷和膨脹功發電達到節能目的，一般可實現節能2%左右，但是其投資達千萬元。

精餾塔系統

下塔1.5∽5萬等級採用篩板塔較多，環流塔板在1.5萬等級以下直徑塔較有優勢（液體流程較對流長，但是製造復雜），對流3萬等級以下應用較多，1.5萬等級以上較占優勢，四溢流在3萬等級以上大塔較占優勢，填料塔能耗較低，不過下塔高度要增加5米左右。5萬等級以上空分較占優勢，尤其上下塔平行布置的情況。

上塔、粗氬塔及精氬塔採用填料塔，廠家一般為蘇爾壽或天大北洋，對粗氬塔冷源配置一般是富氧液空，同時可將廢氣放散入污氮氣管路，氬系統停運時能耗低；精氬塔熱源為富氧液空，或下塔氮氣，冷源可以是貧液空或者液氮，進料有液相和氣相兩種。需要注意的是粗氬塔冷凝器板式的密封性要求較高，否則會導致氬產品不合格。

主冷有單層，立式雙層、卧式橫列雙層，立式三層和降膜主冷（液氧與氣氧向下，與氮氣同流向）。

精餾塔系統的布置有6種方式：

（1）上下塔垂直布置，為常規布置方式，高度較低，無下塔液體難以進入上塔或者粗氬塔冷凝器的狀況（管路全液相上行背壓能夠滿足，此時管徑不能小）；

（2）上下塔垂直布置，為常規布置方式，高度適中，下塔液體難以進入上塔或者粗氬塔冷凝器採用設置汽提管路帶液體去上塔（要求管路出口滿足ρυ²＞3000，ρ為密度，υ為流速，進氣位置在管路汽化率為1%高度處，此時需要適當縮小管徑，同時液體過冷度不能大）；

（3）上塔自氬餾分段落地布置，採用兩台循環氧泵連接，降低上塔高度可以解決下塔液體無法進入上塔或者粗氬塔冷凝器的狀況；

（4）上塔自氬餾分段落地布置，採用循環泵連接，粗氬塔最上段座在上塔上部，這樣可以使冷箱空間縮小；

（5）上塔自主冷落地布置，採用循環泵連接，主冷在下塔頂部，優點是主冷可以做的很大；

（6）上塔自主冷落地布置，採用循環泵連接，粗氬塔最上段座在上塔上部，優點是主冷可以做的很大，同樣可以使冷箱空間縮小。

液體泵系統

卧式泵 水平布置（進液管低於排液管），需要設置加溫氣（設置在泵後，或者泵前過濾器前，防止雜質進入），密封氣，排液排氣閥（低處排液，高處排氣）和迴流管路（回液進氣相），卧式泵轉速不能太高，一般排壓30barG以下，卧式泵由於水平布置，冷態收縮軸承受力較好，但是轉速高轉子動平衡不好滿足。

立式泵 採用軸承懸掛式布置（進液管高於排液管），承受向下拉力較大，轉子重心與軸重合，轉速可以很高；一般30bar以上，需要設置：泵前回氣（注意卧式泵無），加溫氣（設置在泵過濾器前，高處進氣）， 密封氣，排液排氣閥（低處排液，高處排氣，預冷時看是否冷透）和迴流管路（回液進氣相）。立式泵一般均是多級，回氣管路要求不得向下（平出，或者傾斜向上），否則會造成氣體不能排出，易導致泵汽蝕。另外低溫泵電機需要設置吹風管路，防止夏天過熱，冬天結霜。

液氧泵液氮泵 在線冷態備用，其中液氮泵密封氣密封氣壓力7barG以上；氧泵密封氣壓力4barG(下塔壓力氮氣即可滿足)；循環液氬泵，一用一備，密封氣一般採用液氬汽化密封，要求流量有20%的餘量。一般液氬泵自身迴流閥壓力-旁通控制，出口閥流量-液位控制，採用雙迴路控制。

產品壓縮系統

氮透一般壓縮空氣的均可滿足， 氮氣透平壓縮機 壓力較高採用齒輪式較為節能。

氧透根據排壓有單缸（壓力低）和雙缸（高壓缸和低壓缸）（8級壓縮至30bar），一般30barG以下，需要設置5barG的密封氣（壓力氮氣可滿足），同時由於氧氣介質有高壓高溫火患原因，所有過流部分均採用銅合金，需要設置保安氮氣，一般由工程設計院考慮；進口氧透價格較高，為國產2倍左右，一般不採用，目前一般均杭氧氧透，排壓3∽30barG，流量8000Nm³/h以上均可滿足。但是流量小，氧透效率較低，一般8000Nm³/h（55%）∽80000Nm³/h（68%）。

氧透一般應用於外壓縮流程，從3∽30barG均有,不過一般要和帶增壓機的內壓縮流程（效率一般70%以上，也有流量限制，效率要較氧透高10個點以上，這樣甚至可以抵消外壓縮較內壓縮少復熱附加能耗損失的優勢，但是內壓縮用於鋼廠排壓需要提高，以免換熱系統波動）進行能耗比較，最後確定方案。

⑥ 合成氨和制鹼生產工藝及相關設備的介紹

工藝流程
1.合成氨的工藝流程
(1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。對於固體原料煤和焦炭，通常採用氣化的方法製取合成氣；渣油可採用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態烴類和石腦油，工業中利用二段蒸汽轉化法製取合成氣。
(2)凈化 對粗原料氣進行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。
① 一氧化碳變換過程
在合成氨生產中，各種方法製取的原料氣都含有CO，其體積分數一般為12%~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。變換反應如下：
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由於CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利於回收反應熱，並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轉變為CO2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應既是原料氣製造的繼續，又是凈化的過程，為後續脫碳過程創造條件。
② 脫硫脫碳過程
各種原料製取的粗原料氣，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化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據一氧化碳變換是否採用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多，通常是採用物理或化學吸收的方法，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CO變換以後，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，又是製造尿素、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。
一般採用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同，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。一類是化學吸收法，如熱鉀鹼法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。 4
③ 氣體精製過程
經CO變換和CO2脫除後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，規定CO和CO2總含量不得大於10cm3/m3(體積分數)。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的最終凈化，即精製過程。
目前在工業生產中，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合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成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(體積分數)一般應小於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，並且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下：
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品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由於反應後氣體中氨含量不高，一般只有10%~20%，故採用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下：
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol
2.合成氨的催化機理
熱力學計算表明，低溫、高壓對合成氨反應是有利的，但無催化劑時，反應的活化能很高，反應幾乎不發生。當採用鐵催化劑時，由於改變了反應歷程，降低了反應的活化能，使反應以顯著的速率進行。目前認為，合成氨反應的一種可能機理，首先是氮分子在鐵催化劑表面上進行化學吸附，使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最後氨分子在表面上脫吸而生成氣態的氨。上述反應途徑可簡單地表示為：
xFe + N2→FexN
FexN +〔H〕吸→FexNH
FexNH +〔H〕吸→FexNH2
FexNH2 ＋〔H〕吸FexNH3xFe+NH3
在無催化劑時，氨的合成反應的活化能很高，大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑後，反應以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應活化能為126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二階段的反應活化能為13 kJ/mol。由於反應途徑的改變（生成不穩定的中間化合物），降低了反應的活化能，因而反應速率加快了。
3.催化劑的中毒
催化劑的催化能力一般稱為催化活性。有人認為：由於催化劑在反應前後的化學性質和質量不變，一旦製成一批催化劑之後，便可以永遠使用下去。實際上許多催化劑在使用過程中，其活性從小到大，逐漸達到正常水平，這就是催化劑的成熟期。接著，催化劑活性在一段時間里保持穩定，然後再下降，一直到衰老而不能再使用。活性保持穩定的時間即為催化劑的壽命，其長短因催化劑的制備方法和使用條件而異。
催化劑在穩定活性期間，往往因接觸少量的雜質而使活性明顯下降甚至被破壞，這種現象稱為催化劑的中毒。一般認為是由於催化劑表面的活性中心被雜質占據而引起中毒。中毒分為暫時性中毒和永久性中毒兩種。例如，對於合成氨反應中的鐵催化劑，O2、CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時，催化劑的活性又能恢復，因此這種中毒是暫時性中毒。相反，含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中毒後，往往完全失去活性，這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理，活性也很難恢復。催化劑中毒會嚴重影響生產的正常進行。工業上為了防止催化劑中毒，要把反應物原料加以凈化，以除去毒物，這樣就要增加設備，提高成本。因此，研製具有較強抗毒能力的新型催化劑，是一個重要的課題。
4.我國合成氨工業的發展情況
解放前我國只有兩家規模不大的合成氨廠，解放後合成氨工業有了迅速發展。1949年全國氮肥產量僅0.6萬噸，而1982年達到1021.9萬噸，成為世界上產量最高的國家之一。
近幾年來，我國引進了一批年產30萬噸氮肥的大型化肥廠設備。我國自行設計和建造的上海吳涇化工廠也是年產30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料，生產中能量損耗低、產量高，技術和設備都很先進。
5.化學模擬生物固氮的研究
目前，化學模擬生物固氮的重要研究課題之一，是固氮酶活性中心結構的研究。固氮酶由鐵蛋白和鉬鐵蛋白這兩種含過渡金屬的蛋白質組合而成。鐵蛋白主要起著電子傳遞輸送的作用，而含二個鉬原子和二三十個鐵和硫原子的鉬鐵蛋白是絡合N2或其他反應物（底物）分子，並進行反應的活性中心所在之處。關於活性中心的結構有多種看法，目前尚無定論。從各種底物結合物活化和還原加氫試驗來看，含雙鉬核的活性中心較為合理。我國有兩個研究組於1973—1974年間，不約而同地提出了含鉬鐵的三核、四核活性中心模型，能較好地解釋固氮酶的一系列性能，但其結構細節還有待根據新的實驗結果精確化。
國際上有關的研究成果認為，溫和條件下的固氮作用一般包含以下三個環節：
①絡合過程。它是用某些過渡金屬的有機絡合物去絡合N2，使它的化學鍵削弱；②還原過程。它是用化學還原劑或其他還原方法輸送電子給被絡合的N2，來拆開N2中的N—N鍵；③加氫過程。它是提供H+來和負價的N結合，生成NH3。
目前，化學模擬生物固氮工作的一個主要困難是，N2絡合了但基本上沒有活化，或絡合活化了，但活化得很不夠。所以，穩定的雙氮基絡合物一般在溫和條件下通過化學還原劑的作用只能析出N2，從不穩定的雙氮絡合物還原制出的NH3的量相當微少。因此迫切需要從理論上深入分析，以便找出突破的途徑。
固氮酶的生物化學和化學模擬工作已取得一定的進展，這必將有力地推動絡合催化的研究，特別是對尋找催化效率高的合成氨催化劑，將是一個有力的促進。
[編輯本段]生產方法
生產合成氨的主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤（或焦炭）等。
①天然氣制氨。天然氣先經脫硫，然後通過二次轉化，再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序，得到的氮氫混合氣，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1％～0.3％（體積），經甲烷化作用除去後，製得氫氮摩爾比為3的純凈氣，經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路，製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
②重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油，可用部分氧化法製得合成氨原料氣，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。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化，氮作為氨合成原料外，液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
③煤（焦炭）制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展，以煤（焦炭）為原料製取氨的方式在世界上已很少採用，但隨著能源格局的變化，現在煤制氨又被重視起來，外國主要是粉煤氣化技術發展很快，國內則轉向型煤制氣技術已非常成熟。
用途 氨主要用於製造氮肥和復合肥料，氨作為工業原料和氨化飼料，用量約佔世界產量的12％。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作製冷劑。
貯運 商品氨中有一部分是以液態由製造廠運往外地。此外，為保證製造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡，防止因短期事故而停產，需設置液氨庫。液氨庫根據容量大小不同，有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型。液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運。

制鹼法 一、聯合制鹼法
(侯氏制鹼法)
NH3+CO2+H20+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ (NaHCO3 因溶解度較小,故為沉澱,使反應得以進行)
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O ("="上應有加熱的符號)
其要點是在索爾維制鹼法的濾液中加入食鹽固體，並在30 ℃～40 ℃下往濾液中通入氨氣和二氧化碳氣，使它達到飽和，然後冷卻到10℃以下，根據 NH4Cl 在常溫時的溶解度比 NaCl 大，而在低溫下卻比 NaCl 溶解度小的原理，結晶出氯化銨(一種化肥)，其母液又可重新作為索爾維制鹼法的制鹼原料。
此法優點：保留了氨鹼法的優點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率提高到 96 ％； NH4Cl 可做氮肥；可與合成氨廠聯合，使合成氨的原料氣 CO 轉化成 CO2 ，革除了 CaCO3 制 CO2 這一工序。
碳酸鈉用途非常廣泛。雖然人們曾先後從鹽鹼地和鹽湖中獲得碳酸鈉，但仍不能滿足工業生產的需要。
1862年，比利時人索爾維（Ernest Solvay 1838—1922）發明了以食鹽、氨、二氧化碳為原料製取碳酸鈉的「索爾維制鹼法」（又稱氨鹼法）。此後，英、法、德、美等國相繼建立了大規模生產純鹼的工廠，並組織了索爾維公會，對會員以外的國家實行技術封鎖。
第一次世界大戰期間，歐亞交通梗塞。由於我國所需純鹼都是從英國進口的，一時間，純鹼非常缺乏，一些以純鹼為原料的民族工業難以生存。1917年，愛國實業家范旭東在天津塘沽創辦了永利鹼業公司,決心打破洋人的壟斷，生產出中國的純鹼。他聘請正在美國留學的侯德榜先生出任總工程師。
1920年，侯德榜先生毅然回國任職。他全身心地投入制鹼工藝和設備的改進上，終於摸索出了索爾維法的各項生產技術。1924年8月,塘沽鹼廠正式投產。1926年，中國生產的「紅三角」牌純鹼在美國費城的萬國博覽會上獲得金質獎章。產品不但暢銷國內，而且遠銷日本和東南亞。
針對索爾維法生產純鹼時食鹽利用率低，制鹼成本高，廢液、廢渣污染環境和難以處理等不足，侯德榜先生經過上千次試驗，在1943年研究成功了聯合制鹼法。這種方法把合成氨和純鹼兩種產品聯合生產，提高了食鹽利用率，縮短了生產流程，減少了對環境的污染，降低了純鹼的成本。聯合制鹼法很快為世界所採用。
侯氏制鹼法的原理是依據離子反應發生的原理進行的，離子反應會向著離子濃度減小的方向進行。也就是很多初中高中教材所說的復分解反應應有沉澱，氣體和難電離的物質生成。他要制純鹼（Na2CO3），就利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度較小，所以先製得NaHCO3。再利用碳酸氫鈉不穩定性分解得到純鹼。要製得碳酸氫鈉就要有大量鈉離子和碳酸氫根離子，所以就在飽和食鹽水中通入氨氣，形成飽和氨鹽水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的鈉離子，銨根離子，氯離子和碳酸氫根離子，這其中NaHCO3溶解度最小，所以析出，其餘產品處理後可作肥料或循環使用。
二、氨鹼法
1862年，比利時人索爾維（Ernest Solvay,1832-1922）以食鹽、氨、二氧化碳為原料，製得了碳酸鈉，是為氨鹼法（ammomia soda process）。
反應分三步進行：
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl===NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3===Na2CO3+CO2 +H2O
反應生成的CO2可以回收再用，而NH4Cl又可以與生石灰反應，產生NH3，重新作為原料使用：2NH4Cl+CaO===2NH3+CaCl2+H2O
氨鹼法使生產實現了連續性生產，食鹽的利用率得到提高，產品質量純凈，因而被稱為純鹼，但最大的優點還在於成本低廉。1867年索爾維設廠製造的產品在巴黎世界博覽會上獲得銅制獎章，此法被正式命名為索爾維法。此時，純鹼的價格大大下降。消息傳到英國，正在從事路布蘭法制鹼的英國哈琴森公司取得了兩年獨占索爾維法的權利。1873年哈琴森公司改組為卜內門公司，建立了大規模生產純鹼的工廠，後來，法、德、美等國相繼建廠。這些國家發起組織索爾維公會，設計圖紙只向會員國公開，對外絕對保守秘密。凡有改良或新發現，會員國之間彼此通氣，並相約不申請專利，以防泄露。除了技術之外，營業也有限制，他們採取分區售貨的辦法，例如中國市場由英國卜內門公司獨占。由於如此嚴密的組織方式，凡是不得索爾維公會特許權者，根本無從問津氨鹼法生產詳情。多少年來，許多國家要想探索索爾維法奧秘的廠商，無不以失敗而告終。消息傳到英國，正在從事路布蘭法制鹼的英國哈琴森公司取得了兩年獨占索爾維法的權利。1873年哈琴森公司改組為卜內門公司，建立了大規模生產純鹼的工廠，後來，法、德、美等國相繼建廠。

⑦ 請問煤化工項目、合成氨項目、空分項目三者有什麼區別

這三個項目本身是獨立的大項目 尤其是煤化工項目，和合成氨項目、空分項目有一定的關系
煤化工基礎項目煤煉焦產生的焦爐尾氣可以制備合成氨和甲醇，而在甲醇合成過程中需要空分裝置提供純氧。
粉煤爐氣化制備合成氨項目，如果是連續制氣就需要上空分項目，如果是間歇制氣則不需要上空分項目。
空分項目是化工行業的血液，是基礎的大項目，可以提供高純度的氧氣和氮氣，與煤化工和合成氨項目有著密切的關系！

⑧ 實驗室合成氨

答案： 解析： (1)①乾燥N2、H2②通過觀察氣泡速率，調控N2、H2的體積比 (2)N2、H2、NH3 (3)將濕潤的紅色版石蕊試紙置權於乙導管出口，紅色石蕊試紙變藍，證明有氨氣生成(或將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置於乙導管出口，有大量白煙產生，則證明有氨氣生成) 提示： 本題考查NH3的製法、檢驗．N2和H2反應合成氨的反應是一個可逆反應，因此反應不能完全生成氨，會有N2和H2剩餘．檢驗氨氣的方法有兩種，一是用濕潤的紅色石蕊試紙變藍檢驗，二是用蘸有濃鹽酸的玻璃棒產生大量的白煙檢驗．

⑨ 空分是用做干什麼的

空分就是將空氣中的氧氣和氮氣進行分離，或同時提取氦氣、氬氣等稀有氣體。

氧氣、氮氣及氬氣、氦氣等稀有氣體用途很廣，所以空氣分離裝置廣泛用於冶金、化工、石油、機械、采礦、食品、軍事等工業部門。

空氣壓縮、空氣凈化、換熱、製冷與精餾是空分的五個主要環節。一般先將空氣壓縮，並冷至很低溫度，或用膨脹方法使空氣液化，再在精餾塔中進行分離。

(9)合成氨空分裝置作用擴展閱讀

空氣分離三種技術方法：吸附法、膜分離法及低溫法。

吸附法：利用分子篩對不同分子的選擇吸附性能來達到最終分離目的，該技術流程簡單，操作方便，運行成本低，但獲得高純度產品較為困難，而且裝置容量有限，所以該技術有其局限的應用范圍。

膜分離法：利用膜滲透技術，利用氧、氮通過膜的速率的不同，實現兩種組分的粗分離。這種方法裝置更為簡單，操作方便，投資小但產品只能達到28%--35%的富氧空氣，且規模只宜中小型化，只適用於富氧燃燒及醫療保健領域應用。

低溫法：利用空氣中各組分沸點的不同，通過一系列的工藝過程，將空氣液化，並通過精餾來達到不同組分分離的方法。這種方法較前兩種方法可實現空氣組分的全分離、產品精純化、裝置大型化、狀態雙元化（液態及氣態），故在生產裝置工業化方面占據主導地位。

目前工業應用最為廣泛的就是低溫空氣分離技術。