绪论 1
一、氨的发现与合成 2
二、合成氨生产的进展 3
三、我国合成氨工业的概况 10
四、氨的性质和用途 11
第一篇 原料气的制取 16
第一章 烃类蒸汽转化 16
第一节 气态烃蒸汽转化的化学反应 16
第二节 甲烷蒸汽转化反应理论基础 18
一、甲烷蒸汽转化反应热力学 18
二、甲烷蒸汽转化反应动力学 25
三、转化过程的析碳与除碳 30
第三节 烃类蒸汽转化催化剂 41
一、催化剂的活性组分和助催化剂 42
二、镍催化剂的载体 43
三、镍催化剂的制备和还原 44
四、镍催化剂的中毒和再生 47
第四节 工业生产方法 48
一、转化过程的分段 48
二、工艺条件 50
三、工艺流程 57
四、主要设备 59
第五节 石脑油蒸汽转化 66
一、石脑油的性质 67
二、反应过程 67
三、防止石脑油析碳的方法 68
参考文献 70
第二章 重油部分氧化 71
第一节 重油气化基本原理 71
一、重油气化反应 71
二、重油气化的化学平衡 73
四、重油气化反应速度 75
三、碳黑生成问题的热力学讨论 75
第二节 重油气化工艺条件分析 77
一、温度 77
二、压力 78
三、氧油比 81
四、蒸汽油比 82
五、原料油中杂质的影响 83
第三节 工艺流程 85
—、激冷流程 85
二、废热锅炉流程 85
三、大型氨厂的激冷流程 87
第四节 主要设备 88
一、喷嘴 89
二、气化炉 92
参考文献 95
第三章 固体燃料气化 96
第一节 固体燃料气化的基本原理 96
一、化学平衡 96
二、反应速度 101
第二节 制取半水煤气的工业方法 103
一、半水煤气生产的特点 103
二、间歇式制半水煤气的工作循环 105
三、间歇式制半水煤气的工艺条件 107
四、间歇式气化过程的原料煤消耗和热能回收 111
五、间歇式气化的工艺流程 113
第三节 氧(或富氧空气)-蒸汽连续气化法 115
一、常压连续气化法 115
二、加压连续气化法 116
第四节 劣质煤的气化力法 118
一、沸腾层气化法 119
二、气流层气化法 119
参考文献 122
第二篇 原料气的净化 123
第四章 原料气的脱硫 123
一、概述 124
第一节 干法脱硫 124
二、氧化锌法 125
第二节 湿法脱硫 130
一、概述 130
二、氧化法催化剂的选择 131
三、蒽醌二磺酸钠法 133
第三节 脱硫方法的选择 140
参考文献 141
第五章 一氧化碳变换 142
第一节 一氧化碳变换的基本原理 142
一、变换反应的化学平衡 142
二、变换反应的动力学 144
第二节 变换催化剂 148
一、中变催化剂 148
二、低变催化剂 154
第三节 工艺条件 157
一、压力 157
二、温度 159
三、水蒸汽比例 161
第四节 工艺流程 163
一、中变-低变串联流程 163
二、多段变换流程 164
一、变换过程的热能分析 166
第五节 变换系统的热能回收 166
二、热能回收及降低能耗的方法 168
参考文献 170
第六章 原料气中二氧化碳的脱除 171
第一节 物理吸收法脱除二氧化碳 172
一、物理吸收法的一般性问题 172
二、碳酸丙烯酯法 175
三、低温甲醇洗涤法 177
第二节 化学吸收法脱除二氧化碳 189
一、热碳酸钾法脱除二氧化碳的发展过程 189
二、热碳酸钾法脱除二氧化碳的基本原理 190
三、热碳酸钾法的流程和工艺条件 197
四、吸收塔和再生塔 205
第三节 脱碳方法的选择 208
参考文献 211
第七章 少量一氧化碳的脱除 212
第一节 铜氨液吸收法 213
一、铜液的组成 213
二、铜氨液吸收一氧化碳的基本原理 217
三、铜液吸收二氧化碳、氧和硫化氢 221
四、铜洗操作条件 222
五、铜液的再生 224
六、工艺流程 227
第二节 甲烷化法 230
一、基本原理 231
二、甲烷化催化剂 235
三、工艺条件和流程 238
第三节 液氮洗涤法 240
一、基本原理 240
二、工艺流程 244
参考文献 248
一、氨合成反应的化学平衡 249
第一节 热力学基础 249
第八章 氨的合成 249
第三篇 合成与综述 249
二、氨合成反应的热效应 253
第二节 氨合成反应动力学 255
一、反应的机理和动力学方程式 255
二、内扩散对氨合成速度的影响 260
第三节 氨合成催化剂 262
一、化学组成和结构 262
二、催化剂的还原和使用 265
第四节 工艺参数的选择 267
一、温度 268
二、压力 270
三、空间速度 272
四、合成塔进口气体组成 273
第五节 氨的分离及合成流程 275
一、氨分离的方法 275
二、氨合成流程 276
第六节 氨合成塔 281
一、结构特点及基本要求 281
二、冷管式氨合成塔 282
三、冷激式氨合成塔 285
第七节 氨合成过程的热能分析及回收 287
一、热能分析 287
二、热能回收的方法 291
参考文献 292
第九章 合成氨生产综述 293
第一节 生产总流程 294
一、不同原料制氨的技术经济比较 294
二、生产总流程 295
三、工艺参数的影响 302
第二节 热能消耗及回收 304
一、生产合成氨的理论能耗 304
二、生产合成氨的实际能耗 307
三、大型装置的热能利用 308
四、进一步降低能耗的途径 311
一、离心压缩机 314
第三节 离心压缩机和汽轮机在氨厂的应用 314
二、汽轮机 318
第四节 合成氨厂的水处理 320
一、合成氨生产对水质的要求 320
二、循环冷却水的处理 323
三、脱盐水的处理 323
参考文献 326
第四篇 工艺计算 327
第十章 物料及热量衡算 327
第一节 物料衡算 327
一、基本问题 327
二、合成氨消耗定额的计算 329
三、工艺过程的计算 331
第二节 热量衡算 335
一、基本问题 335
二、工艺过程的计算 342
第三节 大型合成氨装置的计算 344
一、合成回路的物料平衡 344
二、低压部分物料计算和能量计算 356
三、合成回路的能量平衡 364
参考文献 376
附录 本书所用单位制的说明 377