氨的合成生产

第一章 气体的压缩1

第一节 概述1

一、合成氨生产对压缩机的要求1

二、压缩机的种类1

三、气体压缩技术简介2

第二节 气体压缩的热力学基础知识3

一、理想气体状态方程式3

二、理想气体过程方程式及过程功5

三、实际气体的影响7

第三节 活塞式压缩机8

一、容积式压缩机型号8

二、活塞式压缩机的结构10

三、活塞式压缩机工作循环的基本原理12

四、压缩机的生产能力及影响因素19

五、压缩机各段出口温度的计算23

六、压缩机用水量的估算23

七、活塞式压缩机系统的工艺流程23

第四节 离心式压缩机27

一、离心式压缩机的结构和工作原理27

二、汽轮机的结构和工作原理31

三、离心式压缩机系统的工艺流程32

四、离心式压缩机的生产操作与技能训练33

第五节 活塞式压缩机的生产操作与技能训练35

一、活塞式压缩机的原始开车35

二、活塞式压缩机的停车38

三、压缩机的加减量操作38

四、压缩机操作的注意事项39

五、压缩机长周期运行的措施41

六、压缩机的维护41

七、活塞式压缩机正常运转中常见故障及处理43

思考题45

第二章 氨的合成47

第一节 氨合成反应的基本原理47

一、氨合成反应的特点47

二、氨合成反应的化学平衡49

三、氨合成反应的动力学54

第二节 氨的冷凝分离及惰性气体的排放60

一、氨的冷凝分离60

二、惰性气体的排放62

第三节 氨合成催化剂64

一、催化剂的主要性能64

二、催化剂的组成和作用64

三、催化剂的还原66

四、催化剂的钝化71

五、催化剂的中毒、衰老和保护72

六、催化剂的选用74

第四节 氨合成工艺条件的选择74

一、空间速率的选择74

二、反应温度的选择76

三、合成压力的选择77

四、气体成分的选择78

第五节 氨合成工艺流程79

一、从工艺上对流程安排的要求79

二、中小型氨厂氨合成工艺流程80

三、大型氨厂氨合成工艺流程86

四、放空气与弛放气的回收处理87

第六节 氨合成塔89

一、氨合成塔的特点及分类89

二、氨合成塔的基本要求91

三、中小型氨厂氨合成塔92

四、大型氨厂氨合成塔99

五、氨合成塔的使用和维护101

六、氨合成塔故障的判断与处理101

第七节 冷冻系统及液氨的贮存104

一、冷冻系统104

二、液氨的贮存109

第八节 氨合成的生产操作与技能训练110

一、氨合成系统的开停车操作110

二、工艺操作要点115

三、循环压缩机的开停车操作119

四、冷冻系统的开停车操作119

五、正常运转中常见故障及处理120

思考题122

第三章 合成氨厂的节能减排123

第一节 概述123

一、合成氨厂的现状123

二、科学规划推进氮肥行业节能减排124

三、科学管理落实氮肥行业节能减排125

四、科技进步保障氮肥行业节能减排126

第二节 合成氨生产的能耗127

一、合成氨生产的理论能耗127

二、合成氨生产的实际能耗128

第三节 合成氨原料气消耗量129

一、氨合成补充气量129

二、脱碳气量130

三、变换气量130

四、半水煤气量130

第四节 合成氨生产的节能降耗130

一、降低半水煤气单耗131

二、降低原料煤单耗132

三、降低燃料煤单耗133

四、降低电耗133

五、降低产品生产过程中的氨耗134

六、能量的综合利用138

第五节 小合成氨厂生产技术测试报告（案例）140

一、锅炉及蒸汽平衡生产技术测试结果140

二、造气工序生产技术测试结果141

三、变换工序生产技术测试结果145

四、压缩工序生产技术测试结果148

五、氨平衡生产技术测试结果149

六、供水系统生产技术测试结果150

七、生产技术测试结果汇总152

八、生产现场的主要问题及整改意见153

思考题155

第四章 合成氨厂的生产组织与管理156

第一节 全厂生产平衡156

一、气量平衡156

二、氨平衡156

三、蒸汽平衡158

四、水平衡160

第二节 生产组织161

一、对正常生产组织的要求161

二、抓好正常的生产平衡162

第三节 年度大修和技术改造166

一、大修准备166

二、大修组织实施167

三、大修的停车与开车167

四、技术改造和技术进步170

第四节 氮肥企业安全生产171

一、氮肥企业发生事故的主要原因171

二、事故及其预防172

三、习惯性不安全行为的种类和成因175

四、合成氨生产过程事故及原因分析176

思考题179

第五章 氮肥行业与清洁生产180

第一节 概述180

一、清洁生产的概念180

二、氮肥行业推行清洁生产的意义181

三、化学工业的节能途径184

第二节 典型工序污染源及清洁生产方案186

一、锅炉工序污染源及清洁生产方案187

二、造气工序污染源及清洁生产方案188

三、脱硫工序污染源及清洁生产方案190

四、变换工序污染源及清洁生产方案190

五、碳化工序污染源及清洁生产方案191

六、精炼工序污染源及清洁生产方案192

七、压缩工序污染源及清洁生产方案192

八、氨合成工序污染源及清洁生产方案193

第三节 氮肥行业的清洁生产途径193

一、资源的综合利用193

二、技术改造与高效节能设备使用194

三、加强操作与管理195

四、改变原料和产品196

五、采取必要的末端治理196

第四节 氮肥行业的三废治理196

一、污水治理197

二、废气治理199

三、废渣治理199

思考题201

参考文献202

《氨的合成生产》结合国内中小型合成氨企业的生产实际，介绍了气体的压缩、氨的合成、合成氨厂的节能减排、合成氨厂的生产组织与管理、氮肥行业与清洁生产等，着重阐述了气体压缩和氨合成过程的基本原理、工艺条件的选择及控制、典型工艺流程、主要设备构造及操作要点、生产操作与技能训练及生产事故的处理等。同时还重点介绍了生产上合成氨工艺节能减排的措施、生产技术测试报告及节能减排的分析、企业生产组织与管理工作及氮肥行业如何实现清洁生产的内容。
可供从事合成氨生产的工程技术人员及管理干部、化工类高职及中职学生使用，亦可作为合成氨企业职工和化工操作人员培训用书。