氨是由氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏合麓呋磻?yīng)合成的,因此合成氨首先必須制備合格的氫、氮原料氣。氫氣常用含有烴類的焦炭、無煙煤、天然氣、重油等各種燃料與水蒸氣作用的方法來制取。氮?dú)饪蓪⒖諝庖夯蛛x而得,或使空氣通過燃燒,除去氧及其燃燒生成物而制得。

合成氨的生產(chǎn)過程主要包括以下3個(gè)步驟:

（1)造氣:即制備含有氫、氮的原料氣;

（2)凈化:不論采用何種原料和何種方法造氣,原料氣中都含有對(duì)合成氨反應(yīng)過程有害的各種雜質(zhì),必須采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔミ@些雜質(zhì);

（3)壓縮和合成:將合格的氮、氫混合氣壓縮到高壓,在鐵催化劑的存在下合成氨。

以焦炭或煤為原料合成氨的原則流程如圖1.1所示。

圖1.1　以焦炭或煤為原料合成氨的原則流程

以天然氣為原料合成氨的原則流程如圖1.2所示。

圖1.2　以天然氣為原料合成氨的原則流程

以焦炭或煤為原料合成氨的流程是先將焦炭或煤直接氣化為水煤氣,再經(jīng)過脫硫、變換、壓縮、脫除一氧化碳和二氧化碳等凈化后,獲得合格的氮?dú)浠旌蠚?并在催化劑及適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力下合成氨。我國有豐富的煤炭資源,是合成氨的好原料。

以天然氣為原料的合成氨流程采用加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)以H2,N2,CO,CO2為主的半水煤氣,經(jīng)變換、脫除二氧化碳和甲烷化,以獲得合格的氮?dú)浠旌蠚?然后在催化劑及適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力下合成?這是我國目前大型合成氨廠普遍所用的流程。該流程熱利用率和自動(dòng)化程度高,生產(chǎn)成本較低。

除以上兩種典型流程外,還有焦?fàn)t氣深度冷凍法、以重油為原料加壓部分氧化法、以輕油為原料等制氨流程。

本章重點(diǎn)介紹在我國廣泛應(yīng)用的以天然氣及氣態(tài)烴為原料的合成氨流程。