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目 录1

第一章 绪论1

一、合成氨工业在国民经济中的意义1

二、合成氨工业发展概况1

三、合成氨生产过程1

四、氨的性质2

复习题3

第一节 概述4

第二章 固体燃料气化制取合成氨原料气4

第二节 固定层间歇气化法对固体燃料的要求5

第三节 固定层间歇法制半水煤气的基本原理7

一、燃料层的分区7

二、固体燃料气化原理8

三、半水煤气的制造12

四、间歇法制半水煤气的工作循环13

第四节 间歇法制半水煤气的工艺条件14

一、气化效率14

二、工艺条件15

一、工艺流程17

第五节 间歇法制半水煤气的工艺流程和主要设备17

二、主要设备20

第六节 间歇法制半水煤气的操作要点32

一、原始开车32

二、正常操作管理33

第七节 煤球及气化特性37

一、对煤球质量的基本要求37

三、石灰碳化煤球及气化特性38

二、煤球的种类38

第八节 间歇法制半水煤气的工艺计算39

一、气化指标的计算39

二、简单的物料衡算43

第九节 固定层加压连续气化法46

一、基本原理46

二、工艺条件47

三、工艺流程48

四、鲁奇炉50

一、基本原理52

第十节 沸腾层气化法52

二、工艺操作条件53

三、工艺流程和主要设备55

复习题58

第三章 气态烃及轻油转化制取合成氨原料气60

第一节 概述60

第二节 甲烷蒸汽转化反应的基本原理61

二、转化反应的化学平衡和反应速度62

一、转化反应的特点62

三、转化过程的分段和二段转化炉内的反应65

四、转化过程的析碳和除碳66

第三节 烃类蒸汽转化催化剂66

一、催化剂的组成66

二、催化剂的还原与钝化67

三、催化剂的中毒67

第四节 气态烃蒸汽转化工艺条件68

一、压力68

四、空间速度69

三、水碳比69

二、温度69

第五节 气态烃蒸汽转化工艺流程和主要设备70

一、工艺流程70

二、主要设备71

第六节 气态烃蒸汽转化操作要点74

一、原始开车74

二、正常操作要点76

第七节 气态烃蒸汽转化生产控制指标的计算77

一、空间速度77

三、常见事故及处理77

二、水气比及水碳比78

三、转化率79

第八节 轻油蒸汽转化法80

一、轻油转化法与气态烃转化法的区别80

二、轻油转化反应过程80

三、轻油析碳的原因及防止的方法81

四、消耗定额82

第九节 气态烃间歇催化转化法82

一、基本原理82

二、工艺操作条件83

三、工艺流程84

四、主要设备85

五、消耗定额86

复习题87

第四章 重油气化制取合成氨原料气88

第一节 重油的组成和性质88

一、重油的组成88

二、重油的性质88

第二节 重油部分氧化法的基本原理90

第三节 重油部分氧化法的工艺条件91

一、温度92

二、压力92

三、氧气用量93

四、蒸汽用量93

五、原料的预热93

一、急冷流程94

第四节 重油部分氧化法的工艺流程94

六、气体的停留时间94

七、防止炭黑生成的措施94

二、废热锅炉流程96

第五节 重油部分氧化法的主要设备97

一、喷嘴97

二、气化炉99

三、急冷室101

一、煤气中炭黑的清除方法102

二、炭黑污水的处理方法102

第六节 重油部分氧化过程炭黑的处理方法102

第七节 重油部分氧化法操作要点104

一、原始开车104

二、正常操作要点106

第八节 重油部分氧化法的基本工艺计算107

一、计算依据及条件107

二、生产控制指标的计算108

三、气化炉的计算110

第九节 重油热裂解法制取合成氨原料气110

一、烃类热裂解反应原理110

三、重油非催化热裂解法的工艺流程111

二、影响热裂解反应的因素111

四、重油催化热裂解法工艺流程113

复习题115

第五章 空气的液化分离和惰性气体的制备116

第一节 空气的液化分离116

一、空气的温－熵图116

二、空气液化的基本原理117

三、液体空气的精馏120

五、空气液化分离工艺流程122

四、空气的净化122

六、空气液化分离操作要点124

第二节 惰性气体的制备131

一、惰性气体的用途131

二、惰性气体制备的原理131

三、工艺流程131

复习题132

第六章 原料气的脱硫134

第一节 概述134

一、基本原理135

第二节 氨水中和法135

二、工艺条件136

三、工艺流程137

第三节 氨水液相催化法137

一、基本原理137

二、工艺操作条件138

三、工艺流程139

第四节 葸醌二磺酸钠法141

一、反应原理141

二、工艺操作条件的选择142

三、工艺流程143

四、主要设备145

五、操作要点149

六、生产控制指标的计算150

第五节 氧化锌法151

一、基本原理151

二、脱硫剂152

三、工艺操作条件153

四、工艺流程和主要设备153

一、基本原理154

二、钴钼催化剂154

第六节 钴钼加氢转化法154

三、工艺操作条件155

四、工艺流程155

第七节 活性炭法155

一、基本原理156

二、工艺流程157

第八节 克劳斯硫磺回收法158

一、基本原理158

三、工艺流程159

二、克劳斯催化剂159

复习题160

第七章 一氧化碳的变换161

第一节 一氧化碳变换的基本原理161

一、变换反应的热效应161

二、变换反应的化学平衡162

三、变换反应机理164

第二节 一氧化碳变换催化剂164

一、中温变换催化剂164

二、低温变换催化剂168

第三节 一氧化碳变换工艺条件的选择170

一、中温变换工艺条件170

二、低温变换工艺条件172

第四节 一氧化碳变换的工艺流程和主要设备172

一、工艺流程172

二、主要设备175

第五节 操作要点177

一、中温变换系统操作要点177

二、低温变换系统操作要点179

第六节 生产控制指标的计算180

复习题182

第八章 原料气中二氧化碳的脱除184

第一节 加压水洗法脱除二氧化碳184

一、吸收原理184

二、水洗操作条件的选择185

三、洗涤水的再生和气体的回收188

四、工艺流程和主要设备189

五、操作管理要点190

一、基本原理191

第二节 低温甲醇法脱除二氧化碳191

二、工艺流程195

第三节 有机胺催化热钾碱法脱除二氧化碳198

一、基本原理198

二、操作条件的选择201

三、工艺流程和主要设备202

四、操作要点205

第四节 浓氨水脱除二氧化碳208

一、基本原理208

二、工艺操作条件的选择217

三、工艺流程和主要设备219

四、操作管理要点223

复习题226

第九章 原料气中少量一氧化碳和二氧化碳的清除228

第一节 铜氨液洗涤法228

一、铜氨液的组成和性质228

二、铜氨液吸收原理229

三、铜洗操作条件的选择231

四、铜氨液的再生233

五、铜洗与再生的工艺流程和主要设备235

六、铜氨液的制备240

七、铜洗及再生过程操作要点241

第二节 甲烷化法245

一、基本原理245

二、甲烷化催化剂247

三、工艺操作条件的选择249

四、工艺流程和主要设备249

五、操作要点250

一、基本原理251

第三节 液氮洗涤法251

二、操作条件253

三、工艺流程253

四、操作要点255

第四节 原料气中少量二氧化碳的脱除255

一、氢氧化钠溶液吸收法255

二、氨水吸收法257

复习题257

一、基本原理259

第一节 往复式压缩机259

第十章 气体的压缩259

二、压缩机的型号及性能267

三、压缩系统工艺流程268

四、往复式压缩机的结构269

五、操作要点272

第二节 离心式压缩机274

一、工作原理274

二、压缩系统的工艺流程276

三、离心式压缩机的结构279

四、操作要点280

复习题282

第十一章 氨的合成284

第一节 氨合成的基本理论284

一、氨合成反应的特点284

二、氨合成反应的化学平衡284

三、氨合成动力学286

第二节 氨合成催化剂288

一、催化剂在还原前的化学组成及其作用288

二、催化剂的主要性能289

三、催化剂的还原290

四、催化剂的钝化291

五、催化剂的中毒与衰老291

第三节 氨合成操作条件的选择292

一、压力292

二、温度293

三、空间速度294

四、合成塔进口气体组成294

一、氨合成的基本工艺步骤295

第四节 氨合成的工艺流程295

二、氨合成工艺流程298

第五节 氨合成系统设备302

一、氨合成塔302

二、水冷器307

三、氨分离器308

四、氨冷器308

五、冷凝塔309

第六节 氨合成系统操作要点310

一、原始开车310

六、高压管道310

二、催化剂的升温还原操作313

三、正常操作控制要点316

第七节 氨合成系统的工艺计算319

一、生产控制指标的计算319

二、物料衡算和热量衡算323

第八节 冷冻及液氨的贮存326

一、冷冻326

二、液氨的贮存331

复习题332

第十二章 合成氨生产综述334

第一节 合成氨生产总流程334

一、以煤为原料生产合成氨工艺流程334

二、以重油为原料生产合成氨工艺流程337

三、以天然气为原料生产合成氨工艺流程337

第二节 现代大型合成氨厂特点340

第三节 中小型合成氨厂节能及技术改造措施342

第四节 合成氨厂水处理344

一、水中杂质及危害性345

二、水中杂质的清除方法346

三、大型合成氨厂水处理351

第五节 合成氨厂安全技术355

一、防毒355

二、防烧伤358

三、防爆358

四、防火359

五、防触电361

复习题362

主要参考资料362

六、防机械伤害362

附录364

1．液体合成氨国家标准：GB536—65364

2．国产重油标准364

3．石油化学工业部颁布的化肥催化剂分类和命名365

4．氨的饱和蒸气压及有关性质366

5．氢、氮、氩、甲烷在液氨中的溶解度367

6．混合气体的比热367

7．中华人民共和国法定计量单位368

8．书中使用的法定单位及法定单位与现行其它单位换算关系表370