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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—65 364

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