第一章 概述 1
第一节 氮肥工业发展概况 1
一、氮肥在国民经济中的地位和作用 1
二、合成氨工业发展概况 1
三、合成氨的主要生产过程 2
四、氨的性质 3
(一)物理性质 3
(二)化学性质 3
第二节 氮肥一般生产方法 4
一、合成氨生产流程 4
(一)以无烟煤(或焦炭)为原料的合成氨工艺流程 4
(二)以重油为原料的合成氨工艺流程 5
(三)以天然气为原料的合成氨工艺流程 6
(一)大型化、单系列 7
三、现代大型合成氨厂的一般特点 7
二、合成氨原料的选择 7
(二)热能利用充分合理 8
(三)自动化水平高，对技术参数及人员素质要求严格 8
(四)应用新设备、新材料 8
第三节 氮肥厂安全技术 9
一、毒物和中毒 10
一、氨生产中的毒物 10
(一)一氧化碳 10
(二)硫化氢 10
(三)二氧化碳 10
(四)氨气 10
(五)砷 10
四、防爆炸 11
(三)采取必要的措施 11
(一)防漏 11
三、防止中毒的一般措施 11
(二)通风 11
五、防火 12
六、防触电 12
七、防烧伤 13
八、防机械伤害 13
思考题 13
参考文献 13
第二章 合成氨原料气的制取 14
第一节 以煤为原料制取合成氨原料气 14
一、制取半水煤气的基本原理 14
(一)煤气化原理 14
(二)对制气用煤的质量要求 15
(一)工艺流程 16
二、间歇法制取半水煤气生产过程 16
(二)生产工艺条件 18
三、煤气炉 20
(一)煤气炉的类型及结构 20
(二)煤气炉的主要零部件 24
(三)自动控制机 29
四、燃烧室与废热锅炉 31
(一)燃烧室 31
(二)废热锅炉 31
五、气柜 32
第二节 以重油为原料制取合成氨原料气 34
一、重油部分氧化法制气原理 34
(一)燃烧反应过程 34
(二)重油的性质 35
(一)重油组成 35
二、重油组成性质 35
(二)转换反应 35
三、重油部分氧化制气生产过程 36
(一)生产工艺流程 36
(二)生产工艺条件 38
四、重油气化炉 39
(一)气化炉的结构型式 39
(二)气化炉的结构特点 40
(三)气化炉喷嘴 41
(四)急冷室 44
(五)废热锅炉 44
第三节 合成氨原料气的净化 47
一、原料气粉尘脱除 47
(一)粉尘的初步脱除 47
(二)精细除尘方法及设备 48
二、原料气脱硫 51
(一)氨水中和法脱硫机理及工艺流程 52
(二)氨水液相催化法脱硫机理与工艺流程 53
(三)蒽醌二磺酸钠法脱硫机理与工艺流程 55
(四)脱硫与再生设备 57
三、一氧化碳变换 59
(一)一氧化碳变换原理及使用的催化剂 59
(二)工艺流程 63
(三)操作工艺条件的选择 64
(四)主要设备 65
四、二氧化碳脱除 68
(一)加压水洗法脱除二氧化碳 68
(二)有机胺催化热钾碱法脱除二氧化碳 70
五、少量一氧化碳的清除 74
(一)铜洗法脱除少量一氧化碳 75
(二)甲烷化法脱除少量一氧化碳 80
思考题 82
参考文献 83
第三章 氨的合成 84
第一节 氨合成工艺及特点 84
一、氨合成的方法 84
(一)高压法 84
(二)低压法 84
(三)中压法 84
二、氨合成反应的平衡和速度 84
(一)反应平衡 84
(二)反应速度 86
三、工艺条件的选择 87
(一)进口混合气的组成 87
(二)空间速度 88
(三)压力 89
(四)温度 89
四、氨合成用的催化剂 90
(一)催化剂的成分和促进剂的作用 90
(二)催化剂的还原 91
(三)催化剂的中毒和衰老 91
五、氨合成生产工艺流程及分析 92
(一)氨合成系统工艺流程 92
(二)新鲜气的补入 93
(三)循环压缩机的位置 93
第二节 气体的压缩 93
一、氨合成系统压缩机的类型 93
(一)活塞式压缩机 93
(二)离心式压缩机 94
(二)气体循环时的流程 95
二、压缩系统工艺流程 95
(一)正常生产的流程 95
三、压缩系统的主要设备 97
(一)氮氢气压缩机 97
(二)压缩机的主要零部件 99
(三)附属装置和设备 105
(四)润滑系统 108
四、压缩岗位操作要点及常见故障处理 109
(一)压缩机正常操作中的注意事项 109
(二)防止压缩机气缸带液 110
(三)活塞式氮氢气压缩机的故障及处理方法 110
第三节 氨合成系统主要设备 112
一、氨合成塔 112
(一)氨合成塔的结构及工作原理 112
(二)几种常见的氨合成塔 114
(一)水冷凝器 118
二、冷却分离设备 118
(二)氨分离器 119
(三)滤油器 119
(四)冷交换器 119
(五)氨冷凝器 120
三、高压容器及密封 121
(一)高压容器简体的结构形式 122
(二)高压容器密封的结构形式 123
四、合成氨设备用钢 125
(一)氢腐蚀机理 125
(二)影响氢腐蚀的因素 126
(三)氮化的影响 126
(四)合成氨设备选材与设计 126
参考文献 127
思考题 127
第四章 尿素的生产 128
第一节 我国尿素生产概况 128
一、大型尿素厂的情况 128
二、中型尿素厂的情况 129
三、小型尿素厂的情况 130
第二节 尿素生产工艺及特点 130
一、概述 130
二、合成尿素的反应机理 132
(一)反应机理 132
(二)影响尿素合成塔CO2转化率的因素 133
三、未反应物的分离与回收 137
(一)分离回收的方法 137
(二)未反应物的分离 138
(三)未反应物的回收 144
四、尿素溶液的蒸发与造粒 147
(一)尿素熔融液的蒸发 148
(二)尿素熔融液的造粒 148
五、尿素生产中的副反应 149
(一)缩二脲生成反应 149
(二)尿素水溶液的分解反应 150
(三)尿素的分解反应 151
第三节 尿素生产的主要设备 151
一、尿素合成塔 151
(一)套筒式合成塔 151
(二)衬里式合成塔 151
(三)尿素合成塔的密封 153
三、尿素造粒塔 154
(一)造粒塔的结构型式 154
(四)合成塔的检漏 154
(二)造粒塔的粉尘 156
(三)造粒喷头 157
三、换热设备 159
(一)氨预热器 159
(二)氨冷凝器 159
(三)一、二段蒸发器 160
(四)惰性气体洗涤器 161
四、氨基甲酸铵柱塞泵 161
(一)工作原理及特性 162
(二)泵结构及主要零部件 163
五、尿素熔融泵 164
(一)均匀腐蚀与晶间腐蚀 165
(二)孔蚀、缝蚀与磨蚀 165
一、尿素腐蚀的主要类型 165
第四节 尿素生产中的腐蚀与防护 165
二、影响腐蚀的主要因素 166
(一)材料自身因素的影响 166
(二)材料外部因素的影响 166
三、主要设备的腐蚀与防护 167
(一)尿素合成塔 167
(二)氨冷凝器 167
(三)造粒塔 167
(四)往复式甲铵泵 167
思考题 168
参考文献 168
第二节 硝酸的生产 169
一、生产原理 169
第一节 硝酸铵的一般性质 169
第五章 硝酸铵的生产 169
二、生产流程 170
(一)常压法 170
(二)加压法 171
(三)综合法 171
第三节 硝铵的生产 172
一、硝铵生产流程简介 172
(一)单段蒸发生产工业用粒状硝铵流程 172
(二)两段蒸发生产粉状硝铵流程 172
(三)三段蒸发生产球状农用硝铵流程 174
二、硝铵溶液的制取与设备 174
(一)硝铵溶液的制取 174
(二)中和岗位的主要设备 176
(一)硝铵溶液的蒸发 180
三、硝铵溶液的蒸发与设备 180
(二)蒸发流程的选择 181
(三)主要设备 181
四、硝铵溶液的结晶与设备 186
(一)结晶过程原理 186
(二)造粒结晶设备 187
(三)粉末状硝铵的真空蒸发结晶设备 189
(三)对氨气的防护 190
(四)对硝铵粉尘的防护 190
(一)对硝酸的防护 190
(二)对氮氧化物的防护 190
五、硝铵生产中的毒物及防护 190
六、硝铵性能的改善 191
(一)吸湿性 191
(二)结块性 192
思考题 193
参考文献 193