1、2023-1-22项目7合成氨生产项目项目7合成氨生产合成氨生产项目7合成氨生产总教学目标总教学目标知识目标知识目标能力目标能力目标素质目标素质目标 项目7合成氨生产知识目标熟悉合成氨的工艺流程；熟悉合成氨的工艺流程；熟悉合成氨生产设备知识；熟悉合成氨生产设备知识；熟悉合成氨的生产岗位技能要求熟悉合成氨的生产岗位技能要求掌握影合成氨生产的工艺条件及影响因素；掌握影合成氨生产的工艺条件及影响因素；了解合成氨的理化性质、用途及生产方法。了解合成氨的理化性质、用途及生产方法。项目7合成氨生产能力目标能力目标能够熟练利能够熟练利用工具书、用工具书、网络资源等；网络资源等；能够对能够对合成氨生合成氨生产
2、设备进产设备进行选择；行选择；能够对收集能够对收集信息进行筛信息进行筛选；选；能够读懂生能够读懂生产工艺流程产工艺流程图；图；编制操作规程编制操作规程的初步能力；的初步能力；项目7合成氨生产对工作严格要求，对工作严格要求，一丝不苟，实事求是一丝不苟，实事求是，不弄虚作假，严格，不弄虚作假，严格交接班制度；交接班制度；严格遵守装置的操作规严格遵守装置的操作规程和操作方法，养成遵程和操作方法，养成遵章守纪的良好习惯；章守纪的良好习惯；培养安全生产、清洁培养安全生产、清洁生产的意识生产的意识具有团结协作的精神，具有团结协作的精神，遇事不推逶、不扯皮，遇事不推逶、不扯皮，努力作好本职工作。努力作好本职
3、工作。素质目标素质目标项目7合成氨生产主要内容主要内容任务一任务一 合成氨工业概貌检索合成氨工业概貌检索Task 1 Synthetic ammonia industrial general retrieval任务二任务二 合成氨生产工艺路线分析与选择合成氨生产工艺路线分析与选择Task 2 Synthetic ammonia production process route analysis and choice任务三任务三 合成氨生产工艺参数确定合成氨生产工艺参数确定Task 3 Synthetic ammonia production process parameters are det
4、ermined任务四任务四 典型设备选择典型设备选择Task 4 Typical equipment selection任务五任务五 合成氨生产工艺流程的组织合成氨生产工艺流程的组织Task 5 Synthetic ammonia production process of the organization任务六任务六 合成氨生产异常现象及故障排除合成氨生产异常现象及故障排除Task 6 Ammonia production anomalies and troubleshooting项目7合成氨生产任务一任务一 合成氨工业概貌检索合成氨工业概貌检索 Task 1 Synthetic ammon
5、ia industrial general retrievalTask 1 Synthetic ammonia industrial general retrieval项目7合成氨生产应用知识应用知识 1 1合成氨的理化性质、用途；合成氨的理化性质、用途；2 2合成氨工业的基本情况；合成氨工业的基本情况；3 3合成氨工业的发展趋势。合成氨工业的发展趋势。技能目标技能目标 1 1能够熟练运用资源进行检索；能够熟练运用资源进行检索；2 2能够对检索得到的信息和知识进行筛选。能够对检索得到的信息和知识进行筛选。项目7合成氨生产主要内容主要内容一、合成氨的性质与用途一、合成氨的性质与用途The nat
6、ure of the synthetic ammonia and use二、世界合成氨工业现状及发展趋势二、世界合成氨工业现状及发展趋势The present situation and development trend of the ammonia industry项目7合成氨生产一、合成氨的性质与用途一、合成氨的性质与用途The nature of the synthetic ammonia and use黄河水利职业技术学院项目7合成氨生产哪些物理、化学哪些物理、化学性质性质？一、一、氨的性质与用途氨的性质与用途干什么用？干什么用？对人体是否有害？对人体是否有害？项目7合成氨生产一、一
7、、氨的性质与用途氨的性质与用途v 1 1、性质、性质 v 物理性质物理性质 ：无色，有刺激性气味，比空气轻，纯状无腐蚀，易溶 于水，水溶液中易挥发，且对银、锌腐蚀 严重。v 化学性质：化学性质：可分解、可燃、与许多物质能发生化学反应。v 2 2、用途、用途 v 农业：化学肥料如碳铵、硫铵、磷铵、硝铵、尿素等；v 工业：炸药、纤维、塑料、制冷剂、药等。项目7合成氨生产3、氨中毒及处理、氨中毒及处理1 1）中毒机理）中毒机理 氨对粘膜和皮肤有碱性刺激及腐蚀作用，进入人体后会阻碍氨对粘膜和皮肤有碱性刺激及腐蚀作用，进入人体后会阻碍三羧酸循环，降低细胞色素氧化酶的作用。致使脑氨增加三羧酸循环，降低细胞
8、色素氧化酶的作用。致使脑氨增加，可产生神经毒作用。高浓度氨可引起组织溶解坏死作用，可产生神经毒作用。高浓度氨可引起组织溶解坏死作用，可引起反射性呼吸停止和心脏停搏。，可引起反射性呼吸停止和心脏停搏。人接触人接触553mg/m553mg/m3 3可发生强烈的刺激症状，可耐受可发生强烈的刺激症状，可耐受1.251.25分钟；分钟；350035007000mg/m7000mg/m3 3浓度下可立即死亡。浓度下可立即死亡。2 2）接触途径及中毒症状）接触途径及中毒症状 （）吸入（）吸入 吸入是接触的主要途径。氨的刺激性是可靠的有害浓度报吸入是接触的主要途径。氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号。但由于嗅
9、觉疲劳，长期接触后对低浓度的氨会难警信号。但由于嗅觉疲劳，长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。以察觉。轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。等。急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而
10、轻重不同。轻重不同。车间空气卫生标准车间空气卫生标准：中国中国MAC（30 mg/m3）项目7合成氨生产 严重吸入中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘严重吸入中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，可造成气管阻塞，引起窒息。吸入高浓度可直膜脱落，可造成气管阻塞，引起窒息。吸入高浓度可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。（）（）皮肤和眼睛接触皮肤和眼睛接触 低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤
11、。烧伤。皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤，并能发生咖啡样着皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤，并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。高浓度蒸气对眼睛有强刺激性，可引起疼痛和烧伤，导高浓度蒸气对眼睛有强刺激性，可引起疼痛和烧伤，导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严重病例可能会浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严重病例可能会长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑
12、和眼球粘连及失明等并发症。多睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。多次或持续接触氨会导致结膜炎。次或持续接触氨会导致结膜炎。项目7合成氨生产3 3）急救措施急救措施 （1 1）清除污染）清除污染 如果患者只是单纯接触氨气，并且没有皮如果患者只是单纯接触氨气，并且没有皮肤和眼的刺激症状，则不需要清除污染。假如接肤和眼的刺激症状，则不需要清除污染。假如接触的是液氨，并且衣服已被污染，应将衣服脱下触的是液氨，并且衣服已被污染，应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。并放入双层塑料袋内。如果眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量如果眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量清水或生理盐水冲洗清水或生理盐水冲洗2020
13、分钟以上。如在冲洗时发分钟以上。如在冲洗时发生眼睑痉挛，应慢慢滴入生眼睑痉挛，应慢慢滴入1 12 2滴滴0.4%0.4%奥布卡因，奥布卡因，继续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又容易取继续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又容易取下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗1515分钟以上。冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。分钟以上。冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。项目7合成氨生产（2 2）病人复苏）病人复苏 应立即将患者转移出污染区，对病人进行复苏三步法（应立即将患者转移出污染区，对病人进行复苏三
14、步法（气道、呼吸、循环）：气道、呼吸、循环）：气道：保证气道不被舌头或异物阻塞。气道：保证气道不被舌头或异物阻塞。呼吸：检查病人是否呼吸，如无呼吸可用袖珍面罩等提呼吸：检查病人是否呼吸，如无呼吸可用袖珍面罩等提供通气。供通气。循环：检查脉搏，如没有脉搏应施行心肺复苏。循环：检查脉搏，如没有脉搏应施行心肺复苏。（3 3）初步治疗）初步治疗 氨中毒无特效解毒药，应采用支持治疗。氨中毒无特效解毒药，应采用支持治疗。如果接触浓度如果接触浓度500ppm500ppm，并出现眼刺激、肺水肿的症状，并出现眼刺激、肺水肿的症状，则推荐采取以下措施：先喷，则推荐采取以下措施：先喷5 5次地塞米松（用定量吸次地塞
15、米松（用定量吸入器），然后每入器），然后每5 5分钟喷两次，直至到达医院急症室为分钟喷两次，直至到达医院急症室为止。止。如果接触浓度如果接触浓度1500ppm1500ppm，应建立静脉通路，并静脉注，应建立静脉通路，并静脉注射射1.0g1.0g甲基泼尼松龙（甲基泼尼松龙（methylprednisolonemethylprednisolone）或等量类）或等量类固醇。固醇。项目7合成氨生产 对氨吸入者，应给湿化空气或氧气。如有缺氧症状对氨吸入者，应给湿化空气或氧气。如有缺氧症状，应给湿化氧气。，应给湿化氧气。如果呼吸窘迫，应考虑进行气管插管。当病人的如果呼吸窘迫，应考虑进行气管插管。当病人的情
16、况不能进行气管插管时，如条件许可，应施行环甲状情况不能进行气管插管时，如条件许可，应施行环甲状软骨切开术。对有支气管痉挛的病人，可给支气管扩张软骨切开术。对有支气管痉挛的病人，可给支气管扩张剂喷雾，如叔丁喘宁。剂喷雾，如叔丁喘宁。如皮肤接触氨，会引起化学烧伤，需立即脱去污染如皮肤接触氨，会引起化学烧伤，需立即脱去污染的衣着，用流动清水冲洗至少的衣着，用流动清水冲洗至少3030分钟同时可按热烧伤处分钟同时可按热烧伤处理：适当补液，给止痛剂，维持体温，用消毒垫或清洁理：适当补液，给止痛剂，维持体温，用消毒垫或清洁床单覆盖伤面。如果皮肤接触高压液氨，要注意冻伤。床单覆盖伤面。如果皮肤接触高压液氨，要
17、注意冻伤。误服氨水可致消化道灼伤误服氨水可致消化道灼伤,有口腔、胸、腹部疼有口腔、胸、腹部疼痛痛,呕血、虚脱呕血、虚脱,可发生食道、胃穿孔。同时可能发生呼可发生食道、胃穿孔。同时可能发生呼吸道刺激症状。误服者给饮牛奶或吃鸡蛋，可吸附毒物吸道刺激症状。误服者给饮牛奶或吃鸡蛋，可吸附毒物；若有腐蚀症状时忌洗胃。；若有腐蚀症状时忌洗胃。项目7合成氨生产二、世界合成氨工业现状及发展趋势二、世界合成氨工业现状及发展趋势Synthetic ammonia production process route analysis and choice黄河水利职业技术学院项目7合成氨生产任务二、合成氨生产工艺路线分
18、析与选择任务二、合成氨生产工艺路线分析与选择 Synthetic ammonia production process route analysis and choiceSynthetic ammonia production process route analysis and choice黄河水利职业技术学院项目7合成氨生产1 1能进行生产路线的选择能进行生产路线的选择技能目标技能目标了解合成氨的工业生产方法及特点；了解合成氨的工业生产方法及特点；合成氨的生产原理。合成氨的生产原理。应用知识应用知识黄河水利职业技术学院项目7合成氨生产合成氨是如何生产的呢？采用什么设备？采用什么原料？项目7
19、合成氨生产1.1.原料气的制备原料气的制备（1 1）烃类蒸汽转化法）烃类蒸汽转化法（2 2）重油部分氧化法）重油部分氧化法（3 3）固体燃料气化法）固体燃料气化法2.2.原料气的净化原料气的净化 一、氨合成的过程（1 1）原料气的脱硫）原料气的脱硫（2 2）一氧化碳变换）一氧化碳变换（3 3）二氧化碳的脱除）二氧化碳的脱除（4 4）原料气的精制：铜氨液洗涤法；甲烷化法；液氮洗涤法）原料气的精制：铜氨液洗涤法；甲烷化法；液氮洗涤法3.3.氨的合成氨的合成项目7合成氨生产 二、合成氨的生产方法天然气蒸汽空气二氧化碳氨氨压缩脱硫一段转化压缩二段转化脱碳高级变换甲烷化压缩合成项目7合成氨生产 合成氨的
20、生产项目7合成氨生产合成氨的生产炭黑合成氧气氮洗炭黑清除氮气压缩耐硫交换部分氧化甲醇洗H2S、COSCO2氨蒸汽分离空气重油CO项目7合成氨生产合成氨的生产脱碳氮气合成CO变换炭黑清除氧气氨重油分离CO2氮洗去硫回收脱硫炭黑蒸汽空气COH2S压缩部分氧化项目7合成氨生产3.3.煤炭合成路线煤炭合成路线 以煤炭为原料合成氨有两种方法：间歇式半水煤气法和以煤炭为原料合成氨有两种方法：间歇式半水煤气法和加压连续气化法。加压连续气化法。流程图如下：流程图如下：合成氨的生产除尘造气氨碳（无烟煤）压缩脱CO2空气蒸汽脱硫变换脱CO合成项目7合成氨生产1.1.间歇法的缺点：间歇法的缺点：（1 1）对燃料的粒
21、度、热稳定性、尤其是熔点要求高。）对燃料的粒度、热稳定性、尤其是熔点要求高。（2 2）有效制气时间少而气化强度低。）有效制气时间少而气化强度低。2.2.加压连续气化法是以煤为原料的大型合成氨广泛采用加压连续气化法是以煤为原料的大型合成氨广泛采用的方法。的方法。优点：燃料适用范围广优点：燃料适用范围广,动能消耗低动能消耗低,单炉发气量大，单炉发气量大，便于大型化生产。便于大型化生产。缺点：煤气中缺点：煤气中CHCH4 4含量高约含量高约8%-10%8%-10%需进行甲烷化处理。需进行甲烷化处理。项目7合成氨生产三、原料气净化1.1.脱硫脱硫 合成气中硫化物主要有合成气中硫化物主要有H H2 2S
22、 S、CSCS2 2、硫氧化碳、硫醇、硫醚、硫氧化碳、硫醇、硫醚、和噻吩等有机硫。硫化物是各种催化剂的毒物，硫化氢、和噻吩等有机硫。硫化物是各种催化剂的毒物，硫化氢能腐蚀设备和管道。因此，应根据原料气中的含硫量和工能腐蚀设备和管道。因此，应根据原料气中的含硫量和工艺要求的净化程度来选择适当的脱硫方法。艺要求的净化程度来选择适当的脱硫方法。三种原料的脱硫方法比较：三种原料的脱硫方法比较：以天然气为原料，含硫量较低，因此常用活性炭、以天然气为原料，含硫量较低，因此常用活性炭、ZnOZnO、氨水催化法、聚乙二醇二甲醚法等；、氨水催化法、聚乙二醇二甲醚法等；以重油为原料，较天然气含硫量较高，因此常用低
23、温以重油为原料，较天然气含硫量较高，因此常用低温甲醇洗法、碳酸丙稀酯法等；甲醇洗法、碳酸丙稀酯法等；以煤炭为原料，含硫量最高，所以常用低温甲醇洗法以煤炭为原料，含硫量最高，所以常用低温甲醇洗法、碳酸丙稀酯法、环丁矾法等；、碳酸丙稀酯法、环丁矾法等；项目7合成氨生产2.CO2.CO变换变换 合成氨原料气中合成氨原料气中COCO一般分两次除去，大部分通过一般分两次除去，大部分通过COCO变换变换反应：反应：CO+HCO+H2 2O(g)COO(g)CO2 2+H+H2 2 该法既可以将一氧化碳转化成易除去的二氧化碳，又制该法既可以将一氧化碳转化成易除去的二氧化碳，又制得与一氧化碳等摩尔的氢，所消耗
24、的只是廉价的水蒸气。得与一氧化碳等摩尔的氢，所消耗的只是廉价的水蒸气。项目7合成氨生产3.3.二氧化碳脱除二氧化碳脱除 二氧化碳可使合成氨催化剂中毒，一般采用溶液吸收法将二氧化碳可使合成氨催化剂中毒，一般采用溶液吸收法将其除去。其除去。（1 1）物理法）物理法 利用二氧化碳可溶于水或有机溶剂。利用二氧化碳可溶于水或有机溶剂。（2 2）化学吸收法）化学吸收法 利用其弱酸性将其吸收。利用其弱酸性将其吸收。项目7合成氨生产4.4.少量少量COCO脱除脱除 （1 1）铜氨分离法）铜氨分离法（2 2）深冷分离法（）深冷分离法（液氮洗涤法液氮洗涤法）（3 3）甲烷化法）甲烷化法项目7合成氨生产四、资源分布
25、及费用比较1.1.资源储量及分布资源储量及分布项目7合成氨生产项目7合成氨生产项目7合成氨生产项目7合成氨生产N 几种流程装置相比，天然气装置的投资最省。几种流程装置相比，天然气装置的投资最省。N 天然气装置的投资远比煤装置低，如果天然气装置的投资远比煤装置低，如果1515万吨天然气为原万吨天然气为原料的合成氨装置固定投资为料的合成氨装置固定投资为2.812.81亿，同等规模的投资大致亿，同等规模的投资大致如下如下2.2.费用比较费用比较项目7合成氨生产五、原料的选用 1.1.结合我国资源特点，原料以煤为主。结合我国资源特点，原料以煤为主。合成氨原料结构占产能的比较（合成氨原料结构占产能的比较
26、（%）年份2000200620072008天然气1421.320.220.1煤炭6576.377.277.2石油212.02.02.1焦炉气0.40.60.6项目7合成氨生产2.2.政策导向政策导向 新世纪前新世纪前2020年的中国能源和石油天然气政策可年的中国能源和石油天然气政策可主要概括为：主要概括为：“节能优先、效率为本，煤为基础节能优先、效率为本，煤为基础、多元发展，优化结构、保护环境，立足国内、多元发展，优化结构、保护环境，立足国内、对外开放。对外开放。”依据以上分析并结合我国资源特点，合成氨原依据以上分析并结合我国资源特点，合成氨原料应选煤炭。料应选煤炭。项目7合成氨生产任务三任务
27、三 合成氨生产工艺参数确定合成氨生产工艺参数确定 Task three Phthalic acid ester two essien production process parameters are determined黄河水利职业技术学院项目7合成氨生产如何影响反应平衡？如何影响反应平衡？如何确定？如何确定？1 1、反应温度的确定反应温度的确定 任务三任务三 合成氨生产工艺参数确定合成氨生产工艺参数确定项目7合成氨生产黄河水利职业技术学院1 1、反应温度的确定反应温度的确定 酯化反应是吸热反应，温度升高，反应速率加快，酯化反应是吸热反应，温度升高，反应速率加快，对生产有利。对生产有利。酯化
28、反应温度酯化反应温度 为醇水共沸温度，共沸物气化可带走为醇水共沸温度，共沸物气化可带走热量，温度便于控制。热量，温度便于控制。任务三任务三 合成氨生产工艺参数确定合成氨生产工艺参数确定项目7合成氨生产2、原料组成的确定、原料组成的确定如何影响反应平衡？如何影响反应平衡？谁过量？谁过量？项目7合成氨生产任务四任务四 酯化反应装置选择酯化反应装置选择 Task four The esterification reaction device choiceTask four The esterification reaction device choice黄河水利职业技术学院项目7合成氨生产一、一、酯化反应器酯化反应器间歇反应间歇反应项目7合成氨生产二、二、酯化反应装置酯化反应装置项目7合成氨生产任务五任务五 合成氨生产工艺流程的组织合成氨生产工艺流程的组织Task five Phthalic acid ester two essien production process of the organization黄河水利职业技术学院项目7合成氨生产一、酸性催化剂间歇生成合成氨生产工艺一、酸性催化剂间歇生成合成氨生产工艺黄河水利职业技术学院2023-1-22项目7合成氨生产
