氨合成反應為放熱,體積縮小的可逆反應,溫度壓力及氣體組成對反應進行的程度及過程進行的速度有一定的影響。
在工業(yè)生產中,氨合成反應進行程度直接取決于各個工藝條件,而氨合成工藝參數的選擇要綜合考慮到氨凈值、反應速度、催化劑使用性能條件、原料及能量消耗等因素,為此,工藝條件的選擇具有很強的技術經濟性。
1.壓力:壓力是決定合成回路構成的重要因素
從化學平衡角度考慮,提高壓力有利于提高平衡氨含量,并能加快反應速度,增加裝置的生產能力;另外,提高壓力有利于氨分離,并減少冷凍功耗。但壓力的提高對設備的材質,加工制造的要求提高,原料氣壓縮功耗也增加,所以工廠對壓力的選擇要綜合考慮技術經濟效果。取決于動力消耗,基建投資喝工廠成本幾個發(fā)面。目前,國內合成壓力在15.0—32.0MPaG之間,本工段在13.8MPaG下操作。
2.溫度:
氨合成反應是放熱反應,所以降低反應溫度有利于平衡向生成氨的方向進行。但反應速度則隨溫度降低而減慢。同時氨合成反應使用活性催化劑,所以反應溫度的選擇要首先考慮到適合催化劑的活性溫度范圍,一般在380—525℃之間。另外,對于可逆反應,對于一定的反應物系組成具有最大總反應速度的溫度稱之為對應于該組成的最適宜溫度,因此對應整個合成塔的反應過程存在著一條最適溫度,因此對應整個合成塔的反應過程存在著一條最適溫度線。最適溫度隨著反應的進行而不斷降低。為此,對氨合成這一放熱反應,在反應同事采取不同手段及時移走反應熱,使反....