绪论 1
一、氨的性质与用途 1
二、合成氨工业的发展概况 2
三、合成氨生产的基本过程 3
四、本课程的学习方法 4
复习思考题 4
第一章 固体燃料气化 5
第一节 概述 5
一、固体燃料气化过程概述 5
二、固体燃料气化技术简介 6
第二节 固体燃料气化原理 7
一、气化反应的化学平衡 7
二、气化反应的反应速率 9
三、半水煤气的制造 10
第三节 固定层间歇式气化 11
一、固定层煤气发生炉中燃料层的分区 11
二、工作循环与气化效率 11
三、工艺条件的选择 13
四、工艺流程及主要设备 16
五、生产操作技术及控制要点 18
第四节 固定层加压连续气化 22
一、气化原理 23
二、工艺条件的选择 23
三、工艺流程 24
四、主要设备 25
五、生产操作技术及控制要点 26
第五节 粉煤气流层气化 27
一、常压气化的基本原理及工艺特点 27
二、K-T气化法 28
三、加压粉煤气化法——Shell煤气化 29
四、粉煤气化新方法简介 30
第六节 水煤浆加压气化 31
一、气化原理 31
二、影响水煤浆加压气化的主要因素及工艺条件的选择 32
三、工艺流程 35
四、主要生产设备 38
第七节 水煤浆加压气化生产操作技术及控制要点 40
一、气化炉的原始开车 40
二、气化炉的停车操作 42
三、正常操作要点及不正常现象的处理 42
本章小结 44
阅读材料 煤气化技术的优点 44
复习思考题 45
第二章 烃类制气 46
第一节 概述 46
一、烃类气化的原料 46
二、烃类气化的生产方法 46
第二节 烃类蒸汽转化的基本原理 47
一、气态烃蒸汽转化的化学反应 47
二、甲烷蒸汽转化反应的基本原理 47
第三节 烃类蒸汽转化催化剂 51
一、催化剂的组成 52
二、催化剂的还原与钝化 53
三、催化剂的中毒与再生 53
第四节 气态烃蒸汽转化的工艺条件 54
一、压力 54
二、温度 54
三、水碳比 54
四、空间速度 55
第五节 气态烃蒸汽转化的工艺流程 55
第六节 气态烃蒸汽转化的主要设备 56
一、一段转化炉 56
二、二段转化炉 57
三、换热式转化炉 59
第七节 气态烃蒸汽转化的生产操作技术及控制要点 60
一、开停车操作 60
二、正常操作 62
三、不正常现象及其处理 63
本章小结 64
阅读材料 以煤和天然气为原料的C1化学 65
复习思考题 66
第三章 空气的液化分离与惰性气体的制备 67
第一节 概述 67
第二节 空气的液化分离 69
一、空气液化的基本原理 69
二、液体空气精馏 72
三、空气分离的基本流程 73
四、空气分离装置的生产操作技术 75
第三节 惰性气体的制备 77
一、惰性气体的用途 77
二、惰性气体的制备原理 77
三、工艺流程 77
本章小结 78
阅读材料 氧的发现 78
复习思考题 79
第四章 原料气的脱硫 80
第一节 概述 80
一、硫化物的形态 80
二、脱硫方法的分类 80
第二节 湿式氧化法脱硫 81
一、蒽醌二磺酸钠法 81
二、栲胶法 84
三、其他湿式脱硫方法简介 86
四、湿式氧化法脱硫的主要设备 87
第三节 湿式氧化法脱硫的生产操作技术及控制要点 90
一、系统开停车 90
二、正常操作要点 91
三、异常现象及其处理 91
第四节 干法脱硫 91
一、氧化锌法 92
二、钴钼加氢脱硫法 95
三、活性炭法 96
第五节 克劳斯法回收硫黄 98
一、基本原理 98
二、克劳斯催化剂 98
三、工艺流程 99
本章小结 100
阅读材料 几种柴油非催化加氢脱硫新技术 100
复习思考题 101
第五章 一氧化碳的变换 102
第一节 一氧化碳变换的基本原理 102
一、变换反应的特点 102
二、变换反应的化学平衡 102
三、变换反应速率 103
第二节 一氧化碳变换催化剂 104
一、中温变换催化剂 104
二、低温变换催化剂 106
三、耐硫变换催化剂 107
第三节 一氧化碳变换工艺条件的选择 109
一、中温变换工艺条件 109
二、低温变换工艺条件 110
三、耐硫低温变换工艺条件 111
第四节 工艺流程及主要设备 111
一、工艺流程 111
二、主要设备 115
第五节 一氧化碳变换生产操作技术及控制要点 117
一、中温变换生产操作 117
二、低温变换生产操作 120
三、耐硫低温变换生产操作 121
本章小结 123
阅读材料 合成氨厂CO低温变换方法 124
复习思考题 124
第六章 原料气中二氧化碳的脱除 126
第一节 物理吸收法 127
一、聚乙二醇二甲醚法（NHD法） 127
二、低温甲醇法 130
三、其他物理吸收法 135
第二节 化学吸收法 136
一、本菲尔法 136
二、甲基二乙醇胺法（MDEA法） 143
第三节 本菲尔法脱碳生产操作技术及控制要点 146
一、系统开停车 146
二、正常操作控制要点 147
三、异常现象及其处理 148
第四节 变压吸附法 149
一、变压吸附基本原理 149
二、变压吸附工艺流程 150
本章小结 151
复习思考题 152
第七章 原料气的精制 153
第一节 概述 153
第二节 甲烷化法 154
一、基本原理 154
二、甲烷化催化剂 156
三、工艺操作条件的选择 157
四、工艺流程及主要设备 158
五、生产操作技术及控制要点 159
第三节 液氮洗涤法 161
一、基本原理 162
二、工艺条件 163
三、工艺流程 164
四、生产操作技术及控制要点 165
第四节 双甲精制工艺简介 166
一、甲醇化反应 166
二、甲醇催化剂的主要性能 167
本章小结 168
复习思考题 168
第八章 原料气的压缩 170
第一节 概述 170
一、气体压缩在合成氨生产中的意义 170
二、气体压缩技术简介 170
第二节 往复式压缩机 171
一、基本原理 171
二、压缩机的结构 173
三、压缩机的生产能力及影响因素 173
四、压缩系统的工艺流程 174
五、生产操作技术与控制要点 175
第三节 离心式压缩机 179
一、工作原理及结构 179
二、离心式压缩机的主要性能曲线 180
三、工艺流程 180
四、生产操作技术 181
本章小结 183
阅读材料 离心式压缩机的应用及发展趋势 183
复习思考题 184
第九章 原料气的合成 185
第一节 概述 185
一、氢氮气合成在合成氨生产中的意义 185
二、氢氮气合成技术简介 185
第二节 氨合成的基本理论 186
一、反应特点 186
二、反应的热效应 186
三、化学平衡 186
第三节 氨合成催化剂 188
一、催化剂的组成和作用 188
二、催化剂的还原和氧化 189
三、催化剂的中毒与衰老 191
第四节 氨合成工艺条件的选择 191
一、压力 191
二、温度 191
三、空间速度 192
四、进塔气组成 192
第五节 氨合成工艺流程 193
一、氨合成的基本工艺步骤 193
二、几种典型氨合成工艺流程 194
三、氨合成排放气的回收 199
第六节 氨合成系统的主要设备 201
一、氨合成塔 201
二、氨分离器 204
三、氨冷器 204
四、冷交换器 205
第七节 氨合成系统的生产操作技术及控制要点 206
一、开停车操作 206
二、正常操作 207
三、不正常现象及处理 209
第八节 冷冻系统和液氨的贮存 210
一、冷冻系统 210
二、液氨的贮存 214
本章小结 214
阅读材料 合成氨催化剂 215
复习思考题 215
第十章 合成氨生产综述 217
第一节 合成氨生产总流程及工艺特点 217
一、以煤为原料生产合成氨的工艺流程 217
二、以气态烃为原料生产合成氨的工艺流程 218
三、以液态烃为原料生产合成氨的工艺流程 220
第二节 现代合成氨厂的能量回收与节能 221
一、现代合成氨厂的能量回收 221
二、大型氨厂的节能措施 221
第三节 大型氨厂的水处理 222
一、水中所含杂质及其危害性 222
二、水中杂质的清除方法 223
三、大型合成氨厂的水处理 226
本章小结 229
阅读材料 合成氨新技术——超临界合成氨 229
复习思考题 229
附录 231
一、中华人民共和国法定计量单位 231
二、法定单位和其他单位的换算关系 232
三、氨的饱和蒸气压与有关性质 234
四、合成氨生产中常见有毒物质的理化特性 234
五、合成氨工业污染物排放限量 235
六、合成氨生产中常见有毒物质在车间空气中的最高允许浓度 236
七、合成氨生产中常见毒物对人体的危害及中毒症状 237
八、空气T-S图 238
参考文献 239