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1、化教论学生实验报告册合成氨实验一实验目的对实验原理的分析1、实验分析： 合成氨实验是模拟工业合成氨的方法，在实验室中进行实验，由于实验室条件有限，无 法完全按照工业要求，不过可以通过实验的设计，尽可能得使反应达到更好的效果2. 、实验思路： 分别通过不同的药品反应制取氮气和氢气，再使两种气体充分混合，进行反应如下： n2+3h2f 2nh3(g)3、实验条件的控制：nh3 的合成是一个放热的、气体总体积缩小、可逆反应。 在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，加入铁催化剂后，降低了反应的活化能可逆反应为使反应顺利发生，要尽量将氨 气在反应发生环境中排除，使反应正向进行，加压有利于反应发生，但是
2、实验室条件实现困难适宜反应的温度在 500 摄氏度左右三实验操作过程合成氨四实验相关思考提问 篇二：化工厂合成氨认识实习报告、，- 、前言自本世纪20年代起，合成尿素生产经历了60 多年的发展，我国 60 年代中期引进荷兰斯 塔米卡本公司的水溶液全循环法工艺。1986 年我国小型氮肥厂碳铵改产尿素的技术改造在山 东邹城等三个小型氮肥厂水溶液全循环工艺实验装置上相继获得成功。小型尿素装置的生产 呈现出产量增加，能耗降低，产品质量提高的可喜局面。目前我国大型厂多采用的是二氧化碳气提法和溶液全循环改良c法，小型厂绝大多数采 用水溶液全循环法。水溶液全循环制尿素是指将尿素合成反应后的物料分段减压；加热
3、使其 中未反应的甲铵分解和游离氨解析出来，并逐段将氨和二氧化碳冷凝成液氨和吸收成氨基甲 酸铵水溶液，用泵加压返回合成系统中去循环利用。水溶液全循环法制尿素一般可分为：原 料的压缩和净化、尿素合成、循环吸收、尾气吸收与解析、蒸发和造粒几个工序。本次认识 实习报告所分析的为年产大约在4 万吨左右的小型尿素生产厂的大体流程。由于水溶液全循 环法有大概三种形式，以下做出比较分析及选择。1、传统水溶液全循环法中，未反应物经三段分解、三段吸收，流程较长，分解消耗热能 较多；分解器冷凝温度低，在吸收冷凝循环中放出的热能都需要用冷却水带走，未能得到利 用，只有一段分解气的少量热量用于一段蒸发，能耗高。2、改良
4、 c 法采用较高的合成压力和温度，并取较高的氨碳比和较低的水碳比，转化率高， 降低了分解循环吸收的负荷。但热回收利用不高，总能量消耗低于传统水溶液全循环法。3、uti 热循环法采用等温合成塔，二氧化碳转化率高，减少了循环甲铵量和下游设备尺 寸。原料二氧化碳有 40%进入中压系统，节省压缩耗能。另外采用工艺物料之间互相换热，除第一分解器使用外供蒸汽外，其它不借助中间蒸汽，所以热能充分利用。所以本次认识实习主要分析uti热循环法制尿素的流程与主要设备分析。在此次研究与实习中能让我们对工厂的生产概况有初步的了解与认识，同时能培养我们 独立思考问题与解决问题的能力。这还使我们能对书本上的知识增加感官认
5、识，能将实际与 理论结合起来。由于查阅了大量的文献，在新式与老式生产流程中做了比较与分析，所以反反复复做了 大部分的修改，如有不妥之处望老师指正，敬请见谅。原料及产品的物化性质本实验报告主要分析uti热循环法制尿素。原料为二氧化碳和氨。二氧化碳为无色无味 气体其比重约为空气的1.53倍，临界温度为31.06C临界压力为7.35mpa它的化学性质不活 泼，但与强碱有剧烈反应，在一定催化剂及条件下还能参与多种化学反应。氨气通常情况下 是无色刺激性气味，极易溶于水，易液化，液氨可作致冷剂。尿素工业或农业品为白色略带 微红色固体颗机无臭无味。密度1. 335g/cm3。熔点132. 7C。溶于水、醇，
6、不溶于乙醚、 氯仿。呈微碱性，可与酸作用生成盐，有水解作用。在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、 缩三脲和三聚氰酸。加热至160C分解，产生氨气同时变为氰酸。因为在人尿中含有这种物 质，所以取名尿素。尿素含氮n）46%，是固体氮肥中含氮量最高的。尿素的用途很广泛，主 要用于肥料，饲料和工业原料。下面介绍尿素的物料流程和主要的工艺流程及特点。小型尿素装置的生产工艺流程尿素的生产方程式：2nh3+co2=（nh3）2co+h2o+q一 原料的压缩和净化原料二氧化碳有60%进入合成塔，其余40%进入中压系统，起提气剂作用，最后以甲铵液 形式送入合成塔。原料液氨在泵出口加入少量钝化空气，经预热后有 7
7、0%自合成塔顶进入盘 管，其余 30%则从合成塔底引入，保持全塔平衡。二 尿素的合成合成塔出料减压至2.6mpa （绝对压力），进入液体分布器6，进行闪蒸，将合成出料先行 气液分离，液体则减压到2. 3mpa （绝对压力），进入第一分解器7，第一加热器8和第一分解 器9,气液再次分离。第一分离器采用co2气提。出第一分离器的液体减压到0.2mpa，进入 第二解析器10和第二分离器11.此处得到已相当纯净的70%尿液，再进入尿液浓缩器12，被 蒸发浓缩到 86%88%。从分离器即可得到液体尿素产品。三 循环回收从第二分离器出来的气体进入第二冷凝器，将不冷凝气体中微量氨回收后，惰性气体排 入大气。
8、出第二冷凝器的液体是稀甲铵液，经回流冷却器5 放出一部分热量，再至第一分解 器壳侧，与第一分离器来的气体混合。这些气液混合物经第一分解器7、第二分解器10、尿 素浓缩器12、甲铵加热器14、氨回热器15，最后在第一冷凝器16中用冷却水冷凝为浓甲铵 液，由高压甲铵泵18加压，再经甲铵加热器14返回合成塔。四 尾气吸收与解吸从第一冷凝器分出的气体包括惰性气体及与他平衡的氨气，在惰性气体洗涤器17中被冷 凝吸收。冷凝吸收的氨水返回第一冷凝器，回收气体中微量的氨后排放入空气中。收集在冷 凝液收集槽中的冷凝液送水解解析系统回收其中的nh3和co2,废液达到排放标准后排放。五 蒸发造粒 从分离器送来的熔融
9、尿素由熔融泵送往造粒塔顶部的旋转喷头进行造粒。造粒塔底部得到的成品颗粒尿素由皮带机送包装楼称量包装。水溶液全循环法制尿素工艺流程简图1-co2 压缩机；2- 空气压缩机；3- 高压氨泵；4- 合成塔；5-回流冷却器；6-流体分离器；7-第一分解器；8-第一加热器；9-第一分布器；10-第二分解器；11-第二分离器；12-尿液浓缩机；13-浓缩分离器；14-甲铵加热器；15-氨回热器；16- 第一冷凝器；17-惰性气体洗涤器；18-高压甲铵泵；19-低压甲铵泵；20-第二冷凝器；21-尿素产品泵塔设备的分析塔设备的作用是实现气（汽）液相或液液相之间的充分接触，从而达到相际间的传 质与传热的目的。
10、目前工业上应用最广泛的塔设备为：填料塔、板式塔。尿素合成塔是生产尿素的关键设备。由于尿素生产系统中大部分都是尿液或 nh3-co2-h2o 三元溶液，它们熔点都比较高，如果使用板式塔极易反应结晶堵塞，会使生产 无法正常进行。因此，为了稳妥起见，在尿素生产中的塔设备常采用填料塔。填料塔具有如 下优点：生产能力大，分离效率高，压力降小，持液量小，操作弹性大等。在本流程中尿素合成塔的，尿素合成塔的操作条件是压力20mpa，温度190C，氨碳比 44.2，水碳比 0.86，二氧化碳转化率可达74%。该合成塔是一个内部换热室的等温反应器。 它是由壳体、热管和隔板组成的。热管作为主要的传热元件，是一种具有
11、高导热性能的传热 装置。其工作原理为：二氧化碳、预热了的液氨（含有钝化作用空气）和返回的甲铵液一起 自塔顶进入设备塔内的盘管中，进行合成甲铵反应，并放出热量传到盘管以外。盘管的下端 形成开口的罩式分布器，反应液自此流出，又与一部分液氨混合，在从下而上流动，此时进 行甲铵脱水的吸热反应。这样盘管内外热量匹配，最后达到塔顶。此种管壳式换热塔设备在设计与使用的过程中要注意流体流径的选择，要注意管程和壳 程各走哪种流体。它的主要优点是传热面积大，传热系数高，流体流动较快，物料停留时间 短，耐高温，高压，结构简单。这种塔在工业上应用较为广泛，一般在制糖工业，合成氨工 业上也有应用。此塔在uti热循环法制
12、尿素生产过程中节能减排的环节中起到了重要的作用。 此塔意结构识图见下页。篇三：合成氨仿真实习报告南京工业大学城建学院仿真实习报告书刘皓1905090228安全工程系化学化工实验教学中心2011年10月合成仿真实习报告30 万吨合成氨装置模型照片一、实习的目的合成仿真实习是理论联系实际，应用和所学专业知识的一项重要环节，是培养我们动手 能力和学习能力的一个重要手段。仿真实习是以仿真的实习模式，在既保证学生安全又能完 美提供实习机会的情况下，学校给予我们的一次专业实践的机会。是我们在学习专业知识后 进行实际运用的重要环节，它对培养我们的动手能力有很大的意义，同时也能使我们了解化 工工艺的重点要素，
13、仿真实习是我们走向工作岗位的必要前提。二、实习要求1实习装置为合成氨生产仿真装置。要求了解并熟悉生产过程及控制，包括：1）生产方法和原理，原料、催化剂及产品特性；2）生产工艺流程（流程中设备、主副管线，过程操作和控制）；3) 各工序工艺条件及控制：主要设备操作温度、压力和组成；4) 主要设备型式、结构；5) 主要设备及管线上的控制仪表及调节方法。2. 搜集信息途径1) 听讲座(拟安排工艺及设备、仿真装置及操作等讲座)；2) 现场实习：熟悉工艺流程、设备、及仿真软件操作，熟悉仿真模型；3) 阅读实习指导书、流程图、设备图及其它文献资料。三、实习内容 仿真实习的主要内容是：以河南化肥厂为原型的大型
14、合成氨全流程仿真模型和以宁夏化 工厂为原型的合成氨大工段des控制系统仿真软件。两者均以天然气为原料的合成氨工艺， 通过仿真实习了解合成氨工艺原理与流程，掌握合成氨生产中的主要参数和des控制系统的 操作。以下为东方仿真软件的合成氨工艺流程。(1) 合成氨装置转化工段1 概述转化工段包括下列主要部分: 原料气脱硫、原料气的一段蒸汽转化、转化气的二段转化、高变、低变、给水、炉水和 蒸汽系统。2 原料气脱硫 天然气中含有少量硫化物，这些硫化物可以使多种催化剂中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氢能腐蚀设备管道。因此，必须尽可能地除去原料气中的各种硫化物。加氢转化主要指在加入氢气的条件下使原料气中有机
15、硫转化为无机硫。加氢转化不能达 到直接脱硫的目的，但经转化后就大大的利于硫的脱除。在有机硫转化的同时，也能使烯烃 类加氢转化为烷氢类从而可减少下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。在采用钴钼催化剂的条件下，主要进行如下反应： r-sh+h2=rh+h2sr-s-r +2h2=rh+rh+h2s e4h4s+4h2=e4h10+h2sre=er +h2=reh2-eh2r 氧化锌是一种内表面积颇大，硫容较高的接触反应型脱硫剂。除噻吩及其衍生物外，脱 除硫化氢及各种有机硫化物的能力极高，可将出口气中硫含量降至O.lppm以下。氧化锌脱硫反应：zno+h2s=zns+h2o原料天然气在原料气预热器(141 e)中被低压蒸汽预热后，进入活性碳脱硫槽(101 da、102 da 用一备)，进行初脱硫后，经压缩机(102 j)加压。在一段炉对流段低温 段加热到230C左右与103-j段来的氢混合后进入como加氢和氧化锌脱硫槽(108 d)终 脱硫后，天然气中的总硫W0.1ppm。3 原料气的一段蒸汽转化经脱硫后的原料气的总硫含量降至0.1ppm以下，与水蒸汽混合后进行转化反应：eh4 + h2o = co + 3h2enh2n+2 + nh2o = neo +(2n+1) h2由于转化反应是吸热反应，在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。
