合成氨装置设计院

❶ 哈伯不懈合成氨

完成氮的固定

19世纪中期，人们对植物生长的机理已经有了一定认识，越来越认识到氮元素对于生物的重要作用。氮是一切生物蛋白质组成中不可缺少的元素，因而它在自然界中对人类以及其他生物的生存有很重要的意义。自然界中氮的总含量约占地壳全部质量的0.04%，大部分是以游离状态存在于大气中，空气中含有约78%（体积分数）的氮气，是空气的主要组成部分。但是，不论是人还是其他生物（少数生物除外），都不能直接从空气中吸收这种游离状态的氮作为养料。植物只能靠根部从土壤中吸收含氮的化合物，转变成蛋白质；人和动物只能摄食各种植物和动物体内的蛋白质，补充需要。因此生物从自然界索取氮元素作为自身营养的问题最终归结为植物由土壤吸收含氮化合物的问题。

土壤中含氮化合物主要来源一是动物的排泄物或动植物的遗体进入土壤后转变形成；二是雷电促使空气中的氮气和氧气化合，形成氮的氧化物，溶于雨水中落进土壤；三是某些细菌，例如与豆科植物共生的根瘤菌，吸收空气中的氮气而生成一些含氮的化合物。但是这些来源远远不能满足大规模农业生产的需要，于是如何使大气中游离的氮转变成能为植物吸收的氮的化合物，也就是氮的固定，成为化学家们探索的课题。

这个课题在19世纪末首先取得突破。按发明时间先后，第一项是制取氰氨化钙（CaNCN）。1898年，德国夏洛登堡（Charlottenburg）工业学院教授弗兰克（Adolf Frank，1834-1916）和他的助手罗特（F．Rother）、卡罗（N．Caro）博士发现碳化钡在氮气中加热后生成氰化钡和氰氨化钡，接着发现碳化钙在氮气中加热到1000℃以上也能生成氰氨化钙：

CaC+N2══CaNCN+C弗兰克于1900年发现以过热水蒸气水解氰氨化钙可产生氨：

CaNCN+3H2O══CaCO3+2NH3↑这样，空气中游离的氮被固定成氰氨化钙和氨的含氮化合物，均可用作肥料。于是1904年在德国建立了第一个工业生产装置，1905年意大利也建起工厂，随后在美国、加拿大相继建厂。到1921年，氰氨化钙的世界产量达每年50万吨。但是从此以后停止建造新工厂，因为由氢和氮直接合成氨的工业兴起了。

第二项是氮气和氧气直接化合，生成氮的氧化物，溶于水后生成硝酸和亚硝酸，但也很快被合成氨的工业排挤。

第三项就是将氢气和氮气直接合成氨。

氨气，又称阿摩尼亚（ammonia）气。这个词来自古埃及太阳神Ammon（也拼写成Amon或Amen）。这是由于在古埃及Ammon神殿旁堆积着朝拜人骑的骆驼排泄的粪便和剩余的供品，经过长时间变化释放出来含氨的气体。在自然界中任何一种含氮有机物在没有空气的情况下分解时就产生氨。这种分解作用是由于受热或受细菌的作用发生的。在马厩里和下水道里可以检查到刺鼻臭味的氨。

1774年英国化学家普里斯特利（Joseph Piestley，1733-1804）加热氯化铵（NH4Cl）和氢氧化钙（Ca（OH）2）的混合物，利用排汞取气法，首先收集到氨气，称它为碱空气（alkalineair）。他已认识到氨气的水溶液具有碱性。由于氨易溶于水，所以采用排汞取气法收集。当时他把一切气体物质都称为“空气”。

1784年法国化学家贝托莱（Claude Louis Berthollet，1748-1822）分析了氨气，确定它是由氮和氢组成的。

最初的氨是来自炼焦工业副产的氨水，因为煤里面含有2%的氮，在炼焦过程中，一部分氮（约20%~25%）转变成氨，含在煤气中，用水把它洗出来，就是粗氨水，含氨不过1%，人们直接把含氨的煤气通入硫酸，制得硫酸铵（（NH4）2SO4），作为肥料。

自从19世纪以来，很多化学家试图由氮气和氢气合成氨，采用催化剂、电弧、高温、高压等手段进行试验，一直未能成功，以致有人认为氮气和氢气合成氨是不可能实现的。这是因为氮气和氢气化合成氨是可逆反应：

直到19世纪，在化学热力学、化学动力学和催化剂等这些学科取得一定进展后，才使一些化学家在正确理论指导下，对合成氨的反应进行了有效的研究。

取得成功的是德国化学家哈伯（Fritz Haber，1868-1934）。他在1901-1911年间对氮气和氢气直接合成氨进行了不懈地研究，哈伯和他的学生勒罗西尼奥尔（R．Le Rossignol）以及同事们进行了两万多次实验。1904年，他曾在常压和1000℃条件下将氮气和氢气通过铁，获得0.012%（体积分数）的氨产物。尽管产物中氨的浓度太低，缺乏经济效益，但他却没有停止实验。接着根据荷兰化学家范特荷甫（Jacobus Henricus Van’t Hoff,1852-1911）制定的化学动力学方程，哈伯计算出合成氨反应在常压和1000℃时的平衡常数，并按法国物理学家勒夏特列（Henry Louis Le Chatelier，1850-1936）提出的质量作用定律，计算出常压和不同温度下氨的平衡浓度，1907年又测定了大量合成氨反应平衡的实验数据。他通过上述工作，认识到合成氨不可能达到像硫酸生产那样高的转化率，于是考虑采用反应气体在高压下循环加工的办法，并从这个循环中不断将生成的氨分离出去，再配合选用有效的催化剂以取得成功。1908年哈伯申请了最初的合成氨专利，首次提出对氨合成气进行循环的意见，还提出在高压气体循环中实现热能回收的措施。1909年他又申请用锇和铀—碳化铀的混合物作为催化剂的专利；1910年5月他终于在实验室取得可喜成果。最初用锇作催化剂，在175千克力／厘米2压强和550℃温度下，在氮气和氢气反应后的混合气体中得到8%的氨；以后又用铀—碳化铀作为催化剂，在125千克力／厘米2压强和500℃温度下获得10%的氨。1910年5月18日他在德国卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）（他曾是这个城市工业学院的化学教授）自然科学讨论会上发表演讲，并展示高压合成氨实验装置，宣告合成氨新工业的前途已经开拓。

贺炳昌。哈伯及世界上第一座合成氨厂。化学通报，1984（9）。

哈伯把成功的实验运用到工业生产中，与德国闻名的巴迪舍苯胺和纯碱工厂（Badische Anilin and Soda Fabrik（BASF））的化学家博许（Carl Bosch，1874-1940）、拉佩（F．Lappe）、米塔赫（Alwin．Mittash，1869-1953）等人进行合作。博许制成合成氨工业必需的高压设备；拉佩解决了高温、高压下机械方面的一系列难题；米塔赫研制成功用于工业合成氨的含少量三氧化二铝和钾碱助催化的铁催化剂。他们于1911年在德国路德维希港（Ludwig shafen）附近的奥堡（Oppau）建立起世界上第一座合成氨的工业装置，设置氨的年生产能力为9000吨，1913年9月9日开工，从此完成了氮的人工固定。哈伯因此荣获1918年诺贝尔化学奖，博许也荣获1931年诺贝尔化学奖。

哈伯虽然创造了挽救千百万饥饿生灵的方法，但却又设计了一种致人于死地的可怕武器。1915年4月22日下年5时左右，第一次世界大战爆发，德国将装有氯气的近6000个钢瓶、约180吨氯气打开散向面向守卫在比利时伊普尔城防线的加拿大盟军和法裔阿尔及利亚军队，造成1.5万人伤亡，其中5000人死亡，这是有史以来第一次把化学武器用于军事进攻中，是哈伯策划的。他的妻子伊梅瓦尔（Clara Immerwahr）是一位化学博士，曾恳求他放弃这项工作，遭到丈夫拒绝后用哈伯的手枪自杀。为此，哈伯遭到后人的谴责和唾骂。

❷ 关于合成氨

20世纪初发展出来来，由源大气中氮制氨的化学方法。是化学方法方面最重要的发明之一，因为它使大气中氮的固定成为可能，从而还能由将转化为硝酸来生产肥料（和炸药）所需的硝酸盐。哈伯（F.Haber）在理论的实验上证明，如何维持来自空气的氮和来自水中的氢在适当的温度和压力，并在有催化剂的情况下反应。博施（C.Bosch）还证明如何在工业规模上实现这种方法。总反应是3H2+n2=2NH3

❸ 哈柏对合成氨技术的贡献是什么

2.哈柏功不可没

从BASF公司的所在地路易港溯莱茵河而上，有一个地方叫卡尔斯鲁厄，此处有一所著名的大学叫卡尔斯鲁厄工程学院。该学院的化学教授弗里茨·哈柏，此时也因深受克鲁克斯警告的影响，开始致力于氨合成的研究工作。

1902年初，为了研究合成氨理论，哈柏去美国进行科学考察，他专程参观和访问了设在尼亚加拉的一座模仿自然界雷雨放电的生产固定氮的工厂。通过参观，使他对固定氮为氮氧化物和氨的研究产生了浓厚的兴趣。返回德国后，他便一头钻进了实验室，开始了这一划时代的研究工作。

1904年，维也纳的两位化工企业家——马古利斯兄弟，意识到这项工作的伟大意义，慕名来到卡尔斯鲁厄工程学院，正式与哈柏签订了研究氮氢元素合成氨的合同。从此，哈柏与其学生和助手全力以赴地投入了氨合成的试验研究。

哈柏研究氨的合成理论，是从可逆反应的平衡条件方面入手的。哈柏认为，仅有催化剂的知识是不够的，需要有对化学反应的新的理解——化学平衡理论，这个理论的核心就是：原料物质一般不会全部成为生成物质，同时，生成物质也会发生逆反应。在一定的反应条件下，即浓度、温度、压力之下，这种正逆反应是平衡的。

哈柏认识到，若根据这种思想调整反应条件，从前认为不可能的氨合成也许是可能的。哈柏首先想到，也许高温会进行这个反应。他按照他的思路开始进行实验，但是，结果却出乎意料，当温度升高到1000℃时，氨的产量才不过是原料体积的0.012％，这还不如低温度时的产量。但是，降低反应温度时，反应却又变得十分缓慢。哈柏认为，为了使化学反应加快，需要有适当的催化剂。

从1904年4月至1905年7月，这一年多时间里，虽然哈柏他们夜以继日地坚持在实验室里做着各种枯燥的试验，但几乎每次试验的结果都令人失望。于是，马古利斯兄弟见无利可图，便取消了对这个项目的资金支持，这样，哈柏就陷入了极度窘迫的境地。

与此同时，在柏林大学研究化学平衡理论的瓦尔特·赫尔曼·能斯特教授，也已投入了合成氨理论的研究，他亲自制造高压釜，进行高温、高压实验。经过实验，他发现哈柏的实验结果有问题，数字过大，实际上仅0.0032％，还要再小一个数量级，这就证明了哈柏的实验结果是不可行的。

瓦尔特·赫尔曼·能斯特为了使它的研究能够实现工业化，请求某个有名的化学公司制造设备，虽然它的压力并不算太高，但是，这个公司还是难以制出能耐住这样高温、高压的设备，于是，他犯了一个极大的错误，打消了实现工业化的念头，而埋头于实验室研究。

哈柏虽然在计算上有错，但在与能斯特的这场争论中，弄清了要使产量进一步提高就要对原料气——氮气和氢气施以高压、降低温度，并使用催化剂。

能斯特灰心了，哈柏却没有灰心，他从瓦尔特·赫尔曼·能斯特终止的地方开始了新的实验。此时，他不仅已经熟悉这个实验的理论，而且具备了成功的基础。

哈柏等人在化学平衡理论的指导下，开始一点一点地、耐心地进行试验，他们实验在什么样的压力和温度下产量能达到百分之几。他们还下大力气寻找最佳的催化剂，曾把能够禁受数百个大气压的反应容器镶嵌在枪弹壳里，用阿乌埃尔社团的瓦斯灯公司提供的铂、钨、铀等稀有金属，竭力寻找新的催化剂。

哈柏就是在这样的困境下，冒着高温、高压的危险继续试验。正当哈柏的试验研究屡遭失败而一筹莫展的关键时候，法国科学院院刊上报道了法国化学家采用高温、高压合成氨，而使反应器发生爆炸事故的消息。哈柏知道后深受启发，他果断地改变了试验条件，特别是提高了反应压力，并改进了工艺，终于取得了令人振奋的进展，合成氨的产量显著增加了。

1907年，哈柏等人选择锇或铀为催化剂，在约550℃和150至250个大气压的不寻常的高压条件下，成功地得到了8.25％的氨，第一次成功地制取了0.1公斤的合成氨，从而使合成氨有可能迈出实验室阶段。这无疑是一个具有实用价值的突破。而在此时，能斯特以50个大气压、685℃，以铂粉或细铁粉、锰做催化剂，却只取得了产量为0.96％的氨。哈柏的实验比能斯特的实验几乎高出8倍。

这一胜利极大地鼓舞了哈柏和他的助手们，他们预感到合成氨的试验研究已进入了实用化阶段，于是，又加紧对高温、高压合成氨工艺的研究。经过艰苦卓绝的试验研究，他们取得了一系列第一手的实验数据，大大加快了试验研究的步伐，不断取得令人振奋的新进展。

哈柏的科研成果极大地震动了欧洲化学界，化工实业界人士纷纷购买他的合成氨专利，独具慧眼的德国巴登苯胺纯碱公司捷足先登，抢先付给哈柏2500美元预订费，并答应购买他以后的全部研究成果。但公司中很多工程师，对钢制反应容器的赤热程度表示不安，对如此高压更感吃惊，因而对它的工业化持有怀疑。他们想起法国所发生的反应器爆炸的消息，担忧地说：“昨天爆炸的高压釜只有7个大气压。”言外之意，哈柏的高压实验条件也可能引起爆炸。

1909年，哈柏又提出了“循环”的新概念。所谓“循环”，就是让没有发生化学反应的氮气和氢气重新返回到反应器中去，把已反应的氨通过冷凝分离出来，这样，周而复始，以提高合成氨的获得率，使流程实用化。这一概念的提出，可以说是合成氨迈向工业化进程中具有决定性意义的重大突破。德国政府极为重视，立即接受和采用了这个新设想。

当年7月2日，哈柏在实验室制成了一座小型的合成氨装置模型，这是世界上第一个氨合成装置的模型。博施同他的部下米塔希一起，作为巴登苯胺纯碱公司的代表，前来接收哈柏的实验技术和装置。哈柏当场演示了他的合成氨装置，这种装置魔术般地以每小时0.08公斤的速度合成着氨。博施亲眼看到了液氨滴落的情况。前来观看的专家们共同认为，用不了多长时间，它将成为日产几吨的设备，从而清楚地预见了它的工业化的前景。

巴登苯胺纯碱公司立即买下了哈柏合成氨的专利权，并将其全部研究成果接收下来，双方还签订了协议，其要点是：不管生产工艺如何改进，合成氨的售价如何下降，巴登苯胺纯碱公司每售出1吨氨，哈柏分享10马克，其收入永不改变。

1919年，瑞典科学院考虑到哈柏发明的合成氨已在经济中显示出巨大的作用，经过慎重考虑，正式决定为哈柏颁发1918年度的世界科学最高的荣誉和奖励——诺贝尔化学奖，以表彰他在合成氨研究方面的卓越贡献，从此，他跻身于世界著名化学家的行列。

❹ 工业合成氨的历史

自从1809年在南美州的智利发现了硝酸钠矿床之后，智利硝石很快就成为当时世界上无机矿物含氮肥料的主要来源，据估计，在1850-1900年间，全世界无机氮肥有70%来自智利硝石，但矿产资源是有限的，这就迫使人们去思考：如何使大气中游离态氮，用人工的方法转变成可为植物吸收的化合态氮，即人工固氮，一直是化学家探索的有关国计民生的重大课题，特别是如何利用空气中氮和水中的氢直接合成氨一直十九世纪化学家研究的焦点之一。但由于长期未获成功，以至有人得出“由氮和氢直接合成氨是不可能的”的错误结论。直到1909年，德国化学哈伯取得了突破性进展，成功地建立了每小时能产生80克氨的装置，从而使人们看到了解决这一问题的曙光，开创了合成氨的历史，哈伯也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。

❺ 化工工艺设计诊断机构有哪些

1、中国天辰工程有限公司，天津（化工部第一设计院）
中国天辰工程有限公司前身为化工部第一设计院，始建于一九五三年，是化工系统最早的国家级设计单位。可承接所有21个行业的设计和工程总承包业务,包括：化工、石油化工等各行业工程建设项目的规划、可行性研究、工程设计、设备材料采购、施工管理和工程监理，可向用户提供符合所在国家和地区的法规、满足用户要求以及安全和环境准则的项目实施全过程的服务。
2、赛鼎工程有限公司，太原（化工部第二设计院）
赛鼎工程有限公司（原化学工业第二设计院）专业设置齐全，主要有化工工艺、化工设备、机运、管道、安装、自动控制、电气、通讯、土建、热能工程、给排水、暖通、总图、消防、概算、技术经济、环境保护等专业，可为社会各行业提供优质服务。
3、东华工程科技股份有限公司， 合肥（化工部第三设计院）
东华工程科技股份有限公司前身是化学工业部第三设计院，原系国务院国资委直接管理的中国化学工程集团公司的全资子公司，现为中国化学工程股份有限公司设计板块的旗下公司。公司各拥有化工、石油化工、医药、市政、建筑等十多项甲级设计资质以及工程总承包甲级资质，具有对外工程总承包权和进出口经营权。
4、中国五环工程有限公司， 武汉（化工部第四设计院）
中国五环工程有限公司前身是创建于1958年的化学工业部第四设计院，现为国务院国资委直接管理的中国化学工程集团公司的全资子公司和化学工业领域重点骨干科技型企业。公司拥有工程设计综合甲级资质和工程咨询、工程监理、工程造价咨询、建设项目环境影响评价等多项甲级资质，并享有对外工程咨询、工程设计及工程承包经营权，是首批获得全国AAA级信用企业资格的工程公司。
作为化学工业诸多领域的领跑者，中国五环在煤化工、碳一化工、化肥、磷化工和新型合成材料等工程科技领域始终占据行业发展战略制高点，处于市场主导和技术领先地位，建设了一大批具有重大产业示范意义的高端项目，树立了国内知名的一流品牌。
5、中国石化集团宁波工程有限公司，宁波（原化工部第五设计院）
中石化宁波工程有限公司是2003年10月29日经中国石化集团公司批准，由中国石化集团兰州设计院（简称兰州设计院）和中国石化集团第三建设公司（简称三建公司）重组设立的。
公司以技术为先导，设计为基础，工程项目承包和工程项目管理为主体，集科研开发、工程设计、设备制造、装置施工和检维修服务于一体，拥有专利、专有技术，面向国内、国际两个市场，在能源、环保、石油化工和热能工程等领域提供咨询、设计、工程总承包、制造及专业施工总承包工程服务和管理服务的全能型工程公司。
6、华陆工程科技有限责任公司， 西安（化工部第六设计院）
华陆工程科技有限责任公司，是国务院国资委下属的中国化学工程股份有限公司的全资子公司，创立于1965年，前身是化工部第六设计院。华陆一直专注服务于石油和天然气化工、煤化工、精细化工、材料能源、基础设施等业务领域。通过整合全球资源，先后完成了包括40多项总承包在内的1200余项大中型建设项目，设计产品200多种，新工艺、新技术开发100多项，拥有专有技术和专利技术80多项，先后获得国家和省部级奖励300余项。
7、中石化南京工程有限公司，南京（化工部第七设计院）
中石化南京工程有限公司（简称SNEI）是中石化炼化工程（集团）股份有限公司直属企业。是以设计为先导，专利、专有技术、工艺包开发为核心，工程总承包和项目管理、专业施工为主体、面向国内外市场提供技术和管理服务的综合性、一体化的国际工程公司。
南京工程公司专业门类齐全，技术力量雄厚，设置有工艺系统、管道工程、环境工程、设备机械、电气自控、热能工程、粉体工程等25个设计专业，基本包括了所有的工科门类。专业领域涉及现代煤化工、天然气化工、煤电一体化、碳一化工及延伸产品、石油化工、环境工程、清洁能源、硫磷和催化剂等无机化工、工业民用建筑等。
8、中国成达工程有限公司，成都（化工部第八设计院）
中国成达工程有限公司座落在我国西南文化名城──成都，前身为化工部第八设计院。公司始建于五十年代，经过几十年的努力奋斗，现已成为以设计为主体实行工程总承包的国际型工程公司。
目前是全国首批试行以设计为主体的工程总承包单位。先后承担过国内纯碱、氯碱、合成氨、尿素、炭黑、甲醇、聚苯乙烯、丁苯胶乳等项目的工程总承包，并向巴基斯坦、印尼、乌兹别克斯坦、苏丹、越南、香港等国家和地区出口成套设备以及承担工程设计、设备材料采购、施工管理和试车指导。
9、中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院， 吉林（原化工部第九设计院）
中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院，前身为化工部第九设计院。始建于五八年，经过五十多年的奋斗，逐步从单一的工程设计向工程总承包模式过度，现已成为以设计为主体实行工程总承包的大型工程公司。该院以雄厚的技术力量和精良的装备，为我国的石油化工、天然气化工、煤化工、精细化工、医药、电力、建筑、市政、环境等领域的基本建设事业做出了重大贡献。

❻ 我国合成氨发展状况

我国的合成氨工业起步于20世纪30年代。一个是由著名爱国实业家范旭东先生创办的南京永利化学工业公司铔厂—— 永利宁厂，现南京化学工业公司的前身；另一个是日本占领东北后在大连开办的满洲化学工业株式会社。其最高年产量不过50KT。另外，上海吴蕴初的天原还有一套电解水制氢生产合成氨、硝酸的小型车间(32年吴蕴初访问Du pont购买的一套日产4t液氨的合成氨中试装置)。整个合成氨生产从业人员约3400人，技术人员150人。
新中国成立以后，经过数十年的努力，己形成了遍及全国的、完整的合成氨工业布局。我国拥有多种原料、不同流程的大、中、小型合成氨厂1000多个。1999年我国合成氨产量为34.5Mt，列世界第一。
解放后，我国化学工业的发展是从建设中型氮肥厂开始的。经历了以下几个阶段：
①
恢复老厂，建设新厂 (新中国成立—— 1956年)
建国之初，在恢复与扩建老厂的同时，从前苏联引进了三套以煤为原料、年产5万吨合成氨配9万吨硝铵装置，创建了吉化、兰州、太原三大化工基地。
②
自力更生发展中型氮肥厂
(1956年—— 1965年)
56年自行设计、制造了7.5万吨合成氨系统，以川化的创建为标志。到65年中氮投产了15家。20世纪60年代随着石油、天然气资源的开采，64年又从英国引进了一套以天然气为原料的10万吨合成氨装置(即泸天化)。
③
小氮肥的迅猛发展
(1965年—— 1975年)
为了适应农业发展的迫切需要，58年由著名化工专家侯德榜提出了碳化法合成氨制取碳酸氢铵的新工艺。在经历了技术关、经济关后，从20世纪60年代开始在全国各地(除西藏外)建设了一大批小型氨厂，鼎盛的1979年时最多达1540座氨厂。
④
大型氮肥厂的引进和发展
(1975年——至今)
20世纪70年代是世界合成氨工业大发展时期。由于大型合成氨的优越性，1972年我国作出了引进大型合成氨装置的决定。73年开始，首批引进了13套年产30万吨大型合成氨成套装置(其中10套为天然气为原料，建在川化、泸天化、云南、贵州等地)。为了扩大原料范围，78年又第二批引进了4套年产30万吨合成氨装置。20世纪90年代，又先后引进了14套具有20世纪90年代先进水平的大型合成氨成套装置，从而掌握了世界上几乎所有的先进工艺和技术。
同时从20世纪70年代起，我国开始了大型合成氨成套装置的自行设计、自行制造工作，第一套年产30万吨的合成氨装置于80年在上海建成投产。特别是于90年代初在川化建成投产的年产20万吨合成氨装置达到了当时的国际先进水平。

❼ 广州市黄埔区石油化工厂

广州石油化工厂（后改名广州石油化工总厂）。 由广东省石油化工设计院负责工厂总设计，石油化学工业部第四化工设计院、炼油设计研究院分别负责化肥和炼油装置及其配套工程设计，参加配套工程设计的还有广东省建筑设计院、广州市设计院等15个设计单位。炼油系统由250万吨／年常减压蒸馏装置（后称常减压蒸馏（一）装置）和120万吨／年催化裂化装置及其配套工程组成，化肥由30万吨／年合成氨装置和52万吨／年尿素装置及其配套工程组成。其中，炼油系统装置为国产，化肥系统的合成氨、尿素装置，由中国技术进出口公司从法国赫尔蒂公司（HEURTEY INDUSTRIES）引进。广州石油化工厂建厂工作，由中共广东省委员会直接领导，成立了由刘田夫任组长，杨震、范华、马晨光、马伦、何世庸、李辉、王达、曹云屏为组员的建厂领导小组和广州石油化工厂建设工地委员会。 中国石化集团公司广州石油化工总厂 地址：中国广州黄埔 电话：（020）82123888 传真：（020）82278045 邮编：510726 就这一家了 参考文献： 广州市志

❽ 化工厂尿素车间和合成氨车间简介急求问

是要云天化的么？我也正在找，现在找到了。
1974年10月，在激流汹涌的金沙江畔的一个荒滩上，一个连地图上都没有标示的偏僻地方，诞生了一家名为云南天然气化工厂的化肥厂。后来人们习惯称它为云天化。
35年来，正是这个云天化，由一家偏居西南一隅的产品单一的化肥厂，发展成为在化肥、有机化工、玻纤新材料、盐及盐化工、磷矿采选和磷化工等多个行业全国领先的大型综合性产业集团。进入新世纪以来，当众多同类型、同规模的企业把百亿元销售收入列为近期或中期奋斗目标时，云天化却在2005年以来的几年间，销售收入连创新高，相继迈上100亿元、200亿元、300亿元的台阶，产业规模和行业地位迅速跨越提升，步入了迅猛发展的快车道。云天化高浓度磷复肥生产能力居亚洲第一、世界第二；玻纤新材料生产能力居全国第二、经济效益为全国第一；磷矿采选规模及磷化工产品生产能力居全国第一。云天化同时也昂首位居中国化肥企业百强排行榜第一名。
不可能变可能
1972年，“文革”浩劫使中国经济遭受重创。此时，党中央、国务院开始重点筹划国家经济发展问题，制定了新中国工业发展史上非常有名的“四三方案”。该方案计划用43亿美元集中进口一批成套设备和单机，这是新中国第一次打开从西方国家引进先进技术的大门。这其中就包括引进13套大化肥、4套大化纤装置。这些直接用于保障人民吃饭、穿衣的投资，占了当时总投资额的63.8%。云天化赖以起家的30万吨合成氨、48万吨尿素装置，就是这个“四三方案”计划引进的13套大化肥装置之一。
但是，这套大化肥装置得以在云南落户，还有一段曲折的经历。
据原云天化建设指挥部副指挥长、云天化第一任厂长陶遵繁回忆，当时，13套大化肥装置均以天然气和石脑油为原料，而且因引进设备的大件运输要求，需要所在地有通江达海的大型水运码头。由于云南既没有油气原料又没有大型水运码头，最初规划的13套大化肥装置没有一套是放在云南的。但云南是农业大省、烟草种植基地，当时急需一套大化肥。因此，云南省政府和省石化厅成立了以省委副书记郭超挂帅的项目指挥部，多方努力争取项目。
指挥部分析，要争取此项目首先要解决两个难题：第一必须靠近气源地找到厂址，第二必须解决大件运输问题。指挥部一方面组织人员在靠近四川的金沙江畔找厂址，另一方面积极跑项目，要求有关部门把原定建在四川的3套大化肥装置放一套在云南。
当时，陶遵繁带着省石化厅和四川第一化工设计院的工作人员，从宜宾沿金沙江西上踏勘厂址。他们跋山涉水，来回搜寻，但一路所看到的地形都是高山峡谷，作旅游景观尚可，要建大厂不行。后来，他们好不容易找到3处适合建厂的河滩地，一问，还是属于四川的地界。在多次踏勘未果的情况下，他们不得已向指挥部领导请示：能不能把云南的大化肥厂建在四川境内？有领导于是动起了脑筋：能不能与四川省商量，把这个地方划给云南？
要人家的装置，还要划走人家的地皮，这件事操作难度之大可想而知。但功夫不负有心人，这件事还硬是给办成了。不久，包括现在云天化水富基地地皮所在的3个乡从四川划给了云南，作为交换，攀枝花市对面原属云南的3个乡被划给了四川。
与此同时，指挥部派得力的人到北京跑项目。起初，他们得到的答复是：这13套大化肥装置建在哪个省，是毛主席亲自批的，要改就必须得到主席的批准。1973年9月，郭超见到了时任国家基本建设委员会主任谷牧。谷牧说：“四川的天然气很多，你们紧靠四川，能不能靠近四川找块地，向四川要点气？这样，在云南建一套大化肥装置就有条件了。”指挥部经多方努力，创造了所要求的条件，然后想尽一切办法把意见呈报给毛主席，终于得到了主席同意将装置改建云南的批示。
就这样，云天化终于有了投胎之地。云天化从最初孕育那刻起，就凝结着第一代云天化人的辛勤汗水。
1974年9月，云天化建设工程破土动工。从全省130多个单位抽调的一万多人参加了此次“会战”。在这一片乱石荒滩，建设者们住的是油毛毡棚，喝的是泥巴水。但就是在这样艰苦的条件下，他们攻克了建设任务重、施工难度大、运输战线长等重重困难，仅用了34个月26天的时间，高速度、高质量地把云天化建了起来。后来，该建设工程还获得了国家银质奖章。1977年8月18日零时，云天化尿素装置进行实物试车，实现了一次开车成功。
四动洋设备
创业难，守业更难。
建厂初期，由于处于四川天然气输气管道的末端，云天化的天然气供应经常压力不足。而厂里的进口装置采用的是国外上世纪60年代的技术，有的已经落后了，有的不符合中国国情。当时最令人头痛的，就是装置的各机泵动力采用蒸汽透平驱动，既不好控制，又耗费天然气。本来天然气作原料就不够，还要拿一部分作燃料气，这使得天然气供应更加捉襟见肘。为此，云天化人以敢为人先的气魄和胆识，大胆地对进口设备进行了改造。凉水塔循环水泵动力透平装置是耗气大户，他们就先拿它开刀，将该装置改造为电动机驱动，节省出大量的天然气用作原料，提高了化肥产量。就这样，云天化人先后进行了182项改造，将全厂的透平装置都改为了电动机驱动，节省出占全年供气量1/6的天然气用作原料气，保证了生产。1979年12月23日，云天化的合成氨装置首次达到年产30万吨，实现了装置的达标达产。1980年，云天化合成氨装置还率先创造了国内同类装置连续运行312天的最高纪录。1985年，云天化主要产品金沙江牌尿素夺得全国大化肥企业中第一块国家产品质量金牌。
此后，在企业的发展过程中，云天化又经历了3次大的技术改造。
1988年，云天化在全国大化肥企业中首家利用世界银行贷款，分别引进美国凯洛格公司的5项合成氨改造技术、意大利斯那姆公司的尿素水解装置、瑞士卡萨利公司的氨合成塔改造技术，进行了前所未有的大技改。这次技改非常成功，改造后一年就节约天然气3690万立方米，可增产合成氨2.69万吨，实现经济效益1058．76万元。在亲眼看到云天化仅用11天就完成了具有世界先进水平的氨合成塔改造后，瑞士卡萨利公司的专家拉姆贝激动地说：“你们改造的速度非常快，质量也非常好，是世界上最快、最好的！”
1994年，围绕节能降耗目标，云天化又启动了一次大的改造。尿素装置共引进国外设备5台（套），国内设备11台（套）。其中，由于凉水塔项目工程量大，云天化选择边生产边施工的办法进行，首创了国内大化肥凉水塔不停车更换木构件的先例。这次改造于1995年完成。考核结果表明，装置综合节能水平达到1.229吉焦／吨氨，全年节能折合天然气1246.86万立方米，新增经济效益2431.5万元。
2002年，云天化投资3.4亿元，对大氮肥装置进行了又一次大的改造。改造后装置生产能力大大提升，合成氨日产量由原来的1145吨增加到1500吨，尿素日产量由原来的1750吨增加到2300吨，公司实现年新增利润7495万元。而如果从国外引进同样产能和规模的生产设备，则至少需花费18亿元。
通过不断技改，云天化大氮肥装置的产能从最初设计的年产合成氨30万吨、尿素48万吨，增加到年产合成氨50万吨、尿素80万吨。在大大降低能耗的同时，企业实现了低成本、内涵式的良性发展，各项经济技术指标始终保持在全国大化肥生产企业的前列。
两创世界纪录
对大化肥生产企业来说，保证装置安全、稳定、长周期、满负荷运行，是实现优质高效生产的基础。以云天化为例，其合成氨、尿素装置每安全运行一天，就可为企业创造400多万元的产值；而每少停一次车，企业就可以增加近千万元的产值，同时还可避免近20万立方米的天然气直接排放到大气中。
早在云天化成立之初，作为提升大化肥装置管理水平的一项有效举措，“长周期”概念被引入公司。业内将装置安全连续运行100天命名为“百日红”。多年来，云天化把追求生产设备长周期运行“百日红”作为实现企业优质高效生产的核心目标。截至目前，云天化合成氨、尿素两大装置已顺利实现了67个“百日红”。
在争创“百日红”的基础上，2005年12月15日，云天化的合成氨、尿素装置双双实现了安全连续运行350天，不仅打破了自己首创的两套装置分别连续运行312天和314天的国内纪录，也超越了国际上合成氨、尿素同类装置同步连续运行345天的世界纪录。时隔3年，云天化再次超越了自己，续写了传奇。2008年9月23日，云天化又实现了合成氨装置连续运行400天、尿素装置连续运行400天，再次刷新其保持的世界纪录。
采访现任云天化集团董事长、党委书记董华时问道，云天化连续创造装置长周期运行的世界纪录的秘诀是什么？董华说，一是靠装备自身的先进性、可靠性和检修维护技术水平；二是靠生产操作人员的素质和技术能力，靠对职工队伍的培训和建设；三是要有一套行之有效的制度保证。长期以来，云天化坚持从严治厂，狠抓企业管理不放松，夯实管理基础，建立了企业标准化体系，使企业的管理日趋规范、日益强化。云天化先后获得30多项国家级荣誉称号和100多项省、部级荣誉称号，成为云南省工业企业的一面旗帜和全国同行业的先进企业。
2008年7月31日晚10时许，伴随着瓢泼大雨，一阵巨大的雷电从天而降，导致公司总电路跳闸。当晚正常运行的8套装置中除了合成氨、尿素两套装置（其动力为蒸汽透平，无需电力）外全部停车，全厂4台锅炉中也有两台停止了运行。合成氨、尿素装置蒸汽压力表的指针颤抖着从3.8兆帕掉到了3.5兆帕，一时间，生产线上的所有工作人员都屏住了呼吸。大家知道，一旦蒸汽压力跌至3.4兆帕，就必须将合成氨、尿素装置停车，造成全厂非正常停车的巨大损失。紧要关头，员工们纷纷自发地赶赴生产现场，凭着熟练、默契的配合和日常积累的丰富操作经验，全力恢复系统的正常运行。经过两个多小时的忙碌，蒸汽压力表指针终于慢慢升了上来，装置运行逐渐恢复了正常。在场所有人揪着的心都放了下来，笑容在脸上绽放，车间里爆发出经久不息的掌声和欢呼声。
正是由于长期的职工队伍建设，使这样的一次次突发意外化险为夷，保证了装置安全、长周期运行，创造了一项项世界纪录。
一连串“第一”
在云天化的发展史上，有两个具有象征性意义的重大事件值得关注：一是1997年，作为全省第一家建立现代企业制度和获得国有资产授权经营的双试点企业，云天化完成公司化改造，成为云南省政府授权经营的云天化集团有限责任公司；二是2000年，云天化从地处川滇交界的企业发源地水富县城出发，把集团总部搬迁到了中心城市昆明。
1997年3月28日，云南省政府在昆明市国贸中心举行云天化集团有限责任公司成立庆祝大会。至此，云天化集团公司成为云南省第一家既是现代企业制度试点，又是国有资产授权经营试点的企业。之后，由集团公司独家发起，以合成氨、尿素等生产经营性资产作为投入，云南云天化股份有限公司以社会募集的方式成立。同年7月，1亿股云天化股票成功向社会公众公开发行，云天化股份共募集资金6.07亿元。
与此同时，云天化进行了组织结构和管理方式的重大调整，云天化集团公司与云天化股份有限公司的管理职能分离，管理机构分设。集团公司成为投资决策中心、资本运营中心、监督控制中心；股份有限公司负责承担生产经营任务，成为利润中心。云天化逐步完善了企业法人治理结构。
1997年通过整体改制获得市场主体资格后，云天化的资本运作进入了发展快车道。通过内引外联、资产重组、参股控股等形式，云天化大规模地进行资本运作，实现了低成本产业扩张。继水富的有机化工基地建成后，1999年云天化首次跨地区收购重庆国际复合材料公司70%的股份；2000年云天化收购云南省红河州磷肥厂；2001年，云南省化工研究院整体并入云天化集团；2002年，云天化投资组建了云南江川天湖化工有限公司和云南天创科技有限公司。这一系列的大手笔，为后来云天化打造有机化工、玻纤新材料、高浓度磷复肥、精细磷化工四个产业平台奠定了坚实基础。
2000年总部搬迁时，云天化在昆明这个区域性中心城市建立了永久的指挥中枢和产业发展基地，这使得云天化集团在资源、信息、资金、技术、人才、市场等诸多方面获得了更大的空间。
2002年起，云南省启动了两轮深化国企改革和行业整合的进程。当年底，云天化集团按照“氮磷结合、以磷带氮、以氮促磷、互动整合、双向发展”的思路，一方面通过投资建设天安化工50万吨/年合成氨项目，使之与云南磷复肥基地紧密结合；另一方面利用行业整合的机会控股富瑞化工，加快“836”国家示范项目的建设，使云天化集团高浓度磷复肥产能跃居全国第一。
2003年，通过股权划转，云南盐化股份有限公司和云南博源实业有限公司进入云天化；同年，云天化托管云南红云氯碱有限公司，对该公司资产和业务进行重组。云天化把红云氯碱的主要生产装置并入云南盐化，初步搭建了盐和盐化工产业平台。当年，云天化还收购了云南磷化集团有限公司42.34%的股权。
2005年，通过股权收购，云南马龙产业集团股份有限公司进入云天化，公司进一步搭建了磷化工业务平台。同年，云南省政府实施新一轮整合重组，云南云峰化学工业有限公司、中轻依兰（集团）有限公司、云南化学工业建设公司、云南三环股份有限公司以及云南磷化集团有限公司的剩余股权进入云天化。
2006年9月，按照云南省委、省政府加速培育一批国内一流大型企业集团的总体要求，同时也为了满足集团主动应对市场竞争和自身发展的需要，云天化将下属的三环化工、富瑞化工、天湖化工、红磷化工、云峰化工5家磷复肥企业整合为一家，组建了云天化国际化工股份有限公司。国际化工公司成立后，迅速搭建了公司组织机构，内部管理秩序逐步走上正轨，整合重组后的协同效应初步显现。2007年，5家企业从三盈两亏变为全面盈利，企业市场话语权迅速提升，市场竞争力明显增强。整合重组后的云天化国际公司，拥有420万吨的高浓度磷复肥年生产能力，产能居亚洲第一，世界第二。
短短几年时间，凭借历史性机遇赋予的良好政策环境，以及多年发展的坚实基础和清晰准确的战略定位，云天化通过规模扩张、上下游延伸、结构调整、市场及资源整合、资本运作、新项目建设等方式，不断做大做强化肥，快速发展玻纤、磷矿采选，稳步发展有机、氯碱，积极发展磷化工，大胆涉足煤化工，进一步夯实了化肥、有机化工、玻纤新材料、盐及盐化工、磷矿采选和磷化工六大产业平台，大大提升了产品品牌价值。
目前，云天化的主要产品超过30种，其中有5个产品获“中国名牌”称号。该公司高浓度磷复肥产能规模位列全国第一、亚洲第一、世界第二；磷矿石开采规模居全国第一；黄磷产能居世界第一；三聚磷酸钠产能居世界第三；高浓度氮肥单套生产装置产能居全国第一；玻纤产能居全国第一；单位产品效益居全国第一。这些“第一”，为云天化跻身世界级化工企业奠定了坚实的基础。

❾ 请问毕业设计的开题报告和设计说明书该怎么写

我给你一个提纲

西安交通大学

工程硕士学位论文选题报告书

论文选题名称:

姓 名：

研 究 方 向：

指 导 教 师：

入 学 时 间： 2003年9月

选题报告时间： 2006年5月

一、本研究课题的科学依据和意义(包括科学意义，国内外研究概况，水平和发展趋势，学术思想，理论根据。)。
一、立项理由、目的、意义
我国合成氨装置很多，但合成氨装置的控制水平都比较低，大部分厂家还停留在半自动化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的问题是：能耗大、成本高、流程长，自动控制水平低。这种生产状况下生产的产品成本高，市场竞争力差，因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。为了改变这种状态，除了改变比较落后的工艺流程外，实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。
合成氨生产装置是我国化肥生产的基础，提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平，对目前我国化肥行业状况，只有进一步稳定生产降低能耗，才能降低成本，增加效益。而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。
合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平，在现有工艺条件下，发挥优化控制的优势，使整个生产长期运行在最佳状态下，同时，优化系统的应用还能节约原材料消耗，降低能源消耗，提高产品的合格率，增强产品的市场竞争能力。
二、国内外概况及发展趋势
自动化技术包括生产过程控制自动化和事务经营管理自动化两个方面，属于当今世界迅速发展和日趋成熟的高新技术。自动化技术的不断发展也丰富了各种控制软件的发展，特别是优化控制从理论走向了实际。
随着微电子计算机、自动化理论和信息技术的日新月异，国外企业采用最新的PC技术发展的DCS系统已普遍应用到各行业生产装置上去，特别在应用DCS的同时，发展了许多实用的优化软件。
在国外，合成氨生产的发展大致可分为五个阶段：Ⅰ发明阶段；Ⅱ技术推广阶段；Ⅲ原料结构变迁阶段；Ⅳ单系列大型化阶段；Ⅴ节能降耗阶段。与工艺相适应的自动化技术也不断发展，特别是第Ⅲ阶段，不同的工艺出现对控制任务提出不同的要求，鉴于当时的仪表条件、控制理论发展情况，主要针对一些重要的工艺参数设置一些简单的控制回路，并逐步发展为一些串级、比值控制回路。如

作为先进的控制方案推广离不开计算机的发展，采用计算机控制系统后，随着计算机的发展，一方面一些控制系统得以有效实现，另一方面也为优化操作提供了硬件基础。针对合成氨厂的特点，一些非线性滤波采用了计算机辅助优化控制取得了成功，带来了合成氨生产的明显提高。目前，世界上许多氨厂都采用了计算机控制或DCS系统。合成氨厂的控制水平达到了一定高度，而且优化和计算机管理的研究和应用达到了一定程度，增加了产量，降低了成本，提高了效率。

二、 拟采取的研究方法和技术路线(包括研究工作的总体安
排和进度，计算、实验方法和步骤及其可行性论证，可能遇到的问题和解决办法。)

采用的研究方法为：先进行理论研究，从合成氨的工艺要求和生产设备具体提点入手，分析应该优化的装置和重点回路。从重点回路出发更具体的分析每一个优化参数所要关联的参数，了解和分析这个参数优化前的控制方法，在此基础上制定新的控制方法，并能用先进控制方法使其得到优化。写出控制方案，画出控制方框图。在此基础上编制控制程序。将控制程序输入到DCS系统，并进行离线调试和在线调试，并将优化程序投入运行。记录投入运行优化控制系统前的参数运行曲线和投入优化控制系统后的运行曲线。分析优化系统的运行情况，提出进一步的修改意见。重复上述过程，进行第二次实验。直到达到满意的效果。
工作计划：制定详细技术实施方案（1项目论证及前期调研、2方案设计和论证、3编制详细实施方案、4绘制有关设计图纸等）；编制软件；软件调试和投运；软件运行考核；操作培训和技术交流；项目鉴定及归档资料。完成以上工作大约需要1年时间。
可能遇到的困难和解决方法：可能遇到的实际困难是：不同的厂家的工艺差异性，使得优化系统不能通用，须针对具体情况和现场状况作进一步的修正和补充。由于工艺状况的复杂性，同一个被控参数，由于原料的变化、时间的推进、成分的变化等一些不可控因素的出现，使其不能达到优化的效果。尽可能将所有的影响参数引入优化系统。让不可控因素越少越好。

三、本项目的特色与创新之处。

从八十年代开始，计算机控制系统和DCS系统逐步引进到我国生产过程控制中来，特别是化肥行业，90%以上的大化肥企业都引进了国外的DCS系统，80%以上的中化肥企业也都应用了国外的DCS系统，30-40%的小化肥企业也在部分装置上引进了国内及国外的控制系统。从DCS系统的引进情况看，大部分企业只是用DCS系统代替了原有的仪表系统，有小部分企业在个别回路做了一定的开发工作，总体看来，DCS的应用远远没有发挥其强大的功能优势。对于合成氨装置，该装置的最大特点是工艺流程长，反应在高温、高压下进行，自动化设计比较简单，手动操作率高。为了更好控制整个合成氨装置的运行，使整个生产能够达到节能、降耗、稳定、高产的目的，必须在原有初步设计的基础上，根据工艺操作的需要，进一步开发和利用DCS系统强大的软件功能，把现代控制理论中一些比较先进的控制算法，应用到合成氨装置中去。

四、预期研究成果。

由于化肥生产装置是综合化、大型化、连续化的生产方式，流程结构复杂。我国合成氨厂的规模在不断扩大，对于这样装置能否实现最优设计、最优控制，对基本建设投资、安全生产、产品的成本等都将有很大的影响。合成氨装置中合成工段和变换工段以及造气工段的优化控制软件和硬件，其目的是利用计算机的手段对装置进行节能降耗，提高化肥厂的生存和竞争能力。
由于国内中小化肥装置均为非优化设计，各设备未经过正规的流程模拟，在加上装置改造一直在进行当中，操作条件（工艺参数）基本上都是根据经验确定，所以优化的难度比较大，同时优化的潜力也很大。
优化控制就是要在线优化操作参数，在现有工艺流程和设备的条件下，利用计算机对生产装置进行操作参数的优化，进行卡边操作，节能降耗，降低每吨氨的生产成本，实现装置的利润最大化。优化控制是企业挖潜增效的新的有效手段。采用数学模型的手段和多变量优化算法，通过建立造气、变换系统和合成系统的数学模型，实现了造气、变换岗位和合成岗位的在线优化控制。

五、已有的研究基础。

天华化工机械自动化研究设计院是长期从事化工自动化和仪表的专业性研究单位。从事化肥过程控制已有30多年的经验。有一支技术力量雄厚的专业研究队伍。从八十年代开始就着力于优化控制系统研制和应用，先后在刘家峡化肥厂、河北易县化肥厂、安阳化肥厂、柳州化肥厂、山东红日集团等几家合成氨装置中都设计并运用了比较DCS系统，取得了比较满意的效果。在DCS开发方面也积累了相当丰富的经验，先后开发和应用了横河公司的YEWPARK MARKⅡ、μXL、CENTUM-XL、CS-1000，美国Honey well公司的TDC-2000、TDC-3000、Micro-3000、GUS等系统；美国Rosement 公司的RS3，PROVAX；德国西门子的PLC、PCS等。
本人自毕业以来，一直从事化肥检测与控制的研究和应用工作。先后承担了安阳化肥厂、柳州化肥厂、山东红日集团、金昌化工集团等单位DCS系统的设计、组态、编程和应用工作。并且在部分控制回路中已成功地应用了比较先进的控制方法。取得了比较满意的效果。在系统集成、控制优化方面积累了一定的经验和方法。另外，有导师、同行们的支持和帮助，我相信，经过努力一定能把这个项目做好。

六、主要参考文献目录。

1 《小型合成氨厂生产操作问答》；杨春升，化学工业出版社
2 《小型合成氨厂生产工艺与操作》；王师祥、杨保和，化学工业出版社。
3 《 TDC-3000系统操作手册》 Honeywell公司。
4 《集散型控制系统的设计与应用》；王常力、廖道文，清华大学出版社。
5 《新型控制系统》；俞金寿， 化学工业出版社。
6 《现代控制理论基础》；王照林，国防工业出版社。
7 《化工仪表及自动化》论文集
8 《全国第五次化肥仪表自动化技术交流会以论文集》；化学工业部化肥司
9 《DCS、PLC及现场总线论文集》綦希林。

七、 副导师意见

副导师(签名) :

年 月 日

八、导师意见

导师(签名) :

年 月 日

❿ 实验室氨气的原理,装置,收集及检验

加热固体铵盐和碱的混合物

反应原理：2NH₄Cl+Ca(OH)₂=加热= CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

反应装置：固体+固体加热制气体装置。包括试管、酒精灯、铁架台（带铁夹）等。

净化装置（可省略）：用碱石灰干燥。

收集装置：向下排空气法，验满方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。

尾气装置：收集时，一般在管口塞一团棉花球，可减少NH₃与空气的对流速度，收集到纯净的NH₃。

注意事项：

不能用NH₄NO₃跟Ca(OH)₂反应制氨气。硝酸铵受撞击、加热易爆炸，且产物与温度有关，可能产生NH₃、N₂、N₂O、NO。

实验室制NH₃不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)₂。因为NaOH、KOH是强碱，具有吸湿性(潮解)易结块，不易与铵盐混合充分接触反应。又KOH、NaOH具有强腐蚀性在加热情况下，对玻璃仪器有腐蚀作用，所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH))₂制NH₃。

用试管收集氨气要堵棉花。因为NH₃分子微粒直径小，易与空气发生对流，堵棉花目的是防止NH₃与空气对流，确保收集纯净；减少NH₃对空气的污染。

实验室制NH₃除水蒸气用碱石灰，而不采用浓H₂SO₄和固体CaCl₂。因为浓H₂SO₄与NH₃反应生成(NH₄)₂SO₄。NH₃与CaCl₂反应能生成CaCl₂·8NH₃（八氨合氯化钙）。

(10)合成氨装置设计院扩展阅读：

氨气的工业制法：

空气中的氮气加氢

随着大型化的发展，氨合成圈已成为降低合成氨能耗的主要单元之一。近代大型氨合成装置的代表设计有三种：

1、布朗的三塔三废锅氨合成圈

布朗三塔三废锅氨合成圈由3个合成塔和3个废锅组成。塔内有催化剂筐，气体由外壳与筐体的间隙从底部向上流过，再由上向下轴向流过催化剂床。三塔催化剂装填量比二塔多，最终出口氨含量可以从16.5%提高到21%以上，减少了循环气量，节省了循环压缩功。

合成塔控制系统非常简单，各塔设有旁路用阀门调节气体入塔温度。由于氨合成反应平衡的限制，决定了催化剂温度，不需要调节催化剂床层反应温度。

2、伍德两塔三床两废锅氨合成圈

伍德两塔三床两废锅氨合成圈采用两个较小的合成塔，3个催化剂床，两塔塔后各连一个废锅。这种结构使反应温度分布十分接近最优的反应温度，气体的循环量和压降小，投资和能耗节省，副产高压蒸汽多。

3、托普索两塔三床两废锅氨合成圈

托普索S-250系统采用无下部换热的S-200合成塔和S-50合成塔组成。

还包括：

（1）废锅和锅炉给水换热器回收废热；

（2）合成塔进出气换热器，水冷器，氨冷器和冷交换器，氨分离器及新鲜气氨冷器等。合成塔为径向流动催化剂床，采用1.5mm～3mm小催化剂，压降为0.3MPa。由S-200型塔出来的合成气，经废热锅炉回收热量，并保证入S-50型塔的合适温度，以提高单程合成率。