煤合成氨的工艺条件 碳酸丙烯酯生产工艺流程
网上有很多关于煤合成氨的工艺条件的问题,也有很多人解答有关碳酸丙烯酯生产工艺流程的知识,今天艾巴小编为大家整理了关于这方面的知识,让我们一起来看下吧!
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二、R碳酸丙烯酯和普通的碳酸丙烯酯什么区别?谁知道啊??跪求。。。
一、煤合成氨的工艺条件
合成氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除了液氨可以直接用作肥料外,农业上使用的氮肥,如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一。世界360问答圈合成氨年产量已达1亿吨以上,其中80%左右的氨用于生产化肥,20%停用于其他化工产品。
1909年,德国化学家哈伯提出了工业氨合成法,即“循环法”,是目前工业上广泛使用的直接合成法。为解决反应过程中氢气和氮气转化率低的问题,合成反应结束后,从长气中分离出氨产品,未反应的气体与新鲜氢气和氮气混合,再次参与合成反应。合成氨的反应式如下:N2 3H22NH3合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了大量独特的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程和氨合成过程。1.合成氨工艺流程(1)原料气的制备将煤、天然气等原料制成含氢、氮的粗原料气。
对于固体原煤和焦炭,通常通过气化制备合成气;渣油非催化部分氧化可以得到合成气;对于气态烃和石脑油,工业上采用两段蒸汽转化法生产合成气。(2)净化:粗原料气通过垂直交换处理进行净化,除去除氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换工序、脱硫脱碳工序和气体精制工序。一氧化碳变换过程
合成氨生产中逐步汽提气体改变最终刑界限罪中,各种方法制备的原料气中含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨所需的两种成分是H2和N2。因此,除检查外,有必要用水除去合成气中的CO。变换反应如下:coh2oh 2co2=-41.2kJ/mol 0298H 由于co的变换过程是一个强放热过程,必须分阶段进行,以回收反应热,变换段的研究工具出口处的残余CO含量应加以控制。
第一步是高温变换,将大部分CO转化为CO2和H2。第二步是低温变换,将CO含量降低到0.3%左右。因此,CO变换反应不仅是原料气制造的延续,也是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。脱硫脱碳工艺
由各种原料制成的粗原料气含有一些硫和碳的氧化物,为了防止氨生产过程中催化剂中毒,必须在氨合成过程之前除去这些氧化物。以天然气为原料的蒸汽转化方法的第一步是脱硫以保护转化催化剂。以重油和煤为原料的部分氧化法根据是否使用耐硫催化剂进行一氧化碳转化来确定脱硫位置。
工业脱硫方法有很多种,通常是物理或化学吸收法,如低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等。CO变换后,变换气中不仅含有H2,还含有CO2、CO和CH4,其中CO2最多。CO2不仅是氨合成催化剂的毒物,也是制造尿素、碳酸氢铵和其他氮肥的重要原料。因此,从变换气中去除CO2必须考虑这两个要求。
通常,CO2通过溶液吸收来去除。根据吸收剂性质的不同,可分为两大类。一种是物理吸收法,如低温甲醇洗、赛莱索和碳酸丙烯酯。一类是化学吸收法,如热钾碱法、低热耗苯菲尔法、活化MDEA法、MEA法等。4原料气在气体精制过程中经过CO转化和CO2脱除后,仍含有少量残留的CO和CO2。
为防止氨合成催化剂中毒,规定CO和CO2的总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此,原料气在进入合成工序之前,必须经过最后的净化,即精制。目前,在工业生产中,最终的提纯方法分为深冷分离法和甲烷化法。
深冷分离法主要是液氮洗法,在深冻(-100)条件下,用液氮吸收分离出少量的CO,还能除去甲烷和大部分的氩气,从而得到仅含100cm3/m3以下惰性气体的氢氮混合物。深冷提纯法通常与空气分离和低温甲醇洗相结合。甲烷化是少量的CO和CO2在催化剂的存在下与H2反应生成CH4和H2O的净化过程。要求进料气中的碳氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。
甲烷化法可以将气体中的一氧化碳(CO CO2)含量脱除到10cm3/m3以下,但需要消耗有效组分H2,并增加惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下:co3h 2CH4 H2O=-206.2 kj/mol 0298hCO2 4h 2CH42h2o=-165.1 kj/mol 0298h(3)合成氨氢气和氮气的纯混合物在催化剂的作用下被压缩到高压合成氨。合成氨是提供液氨产品的过程,是整个合成氨生产过程的核心部分。
氨合成反应在高压和催化剂的存在下进行。由于反应后气体中的氨含量不高,一般只有10%~20%,未反应的氢气和氮气循环使用。氨合成的反应式如下:N2 3H22NH3(g)=-92.4kJ/mol2。氨合成催化机理的热力学计算表明,低温高压有利于氨合成,但没有催化剂,反应活化能很高,反应几乎不发生。
当使用铁催化剂时,反应过程被改变,反应的活化能降低,因此反应以显著的速率进行。目前认为氨合成反应的一种可能机理是氮分子化学吸附在铁催化剂表面,削弱了氮原子间的化学键。然后化学吸附的氢原子继续与表面的氮分子相互作用,逐渐在催化剂表面生成-NH、--NH2和NH3。最后,氨分子在表面上解吸,产生气态氨。
上述反应途径可以简单表示为:xfen2 fexnfexn [h]吸收 fexnhfexnh [h]吸收 fexnh2fexnh2+[h]吸收。没有催化剂时,氨合成反应的活化能很高,约为335kJ/mol。加入铁催化剂后,反应分两步进行:氮化和氢化氮。第一阶段的活化能为126 kJ/mol ~ 167 kJ/mol,第二阶段的活化能为13kJ/mol。
由于反应路径的改变(不稳定的中间化合物),反应的活化能降低,所以反应速度加快。3.催化剂中毒催化剂的催化能力一般称为催化活性。有人认为,由于催化剂的化学性质和质量在反应前后是不变的,所以一旦制成一批催化剂,就可以永远使用。事实上,很多催化剂在使用过程中,其活性由小到大逐渐达到正常水平,这就是催化剂的成熟度。
然后,催化剂的活性保持稳定一段时间,然后下降,直到它变老,不能再次使用。活性保持稳定的时间就是催化剂的寿命,其长短随催化剂的制备方法和使用条件而变化。在活性稳定期,由于与少量杂质接触,催化剂的活性往往明显下降甚至被破坏,这种现象称为催化剂中毒。一般认为中毒是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起的。
中毒分为暂时性中毒和永久性中毒。例如,对于合成氨反应中的铁催化剂,O2、CO、CO2和蒸汽会使催化剂中毒。但当氢气和氮气的纯混合气体通过中毒的催化剂时,催化剂的活性可以恢复,所以这种中毒是暂时的。相反,含有磷、硫和砷的化合物会使铁催化剂永久中毒。
催化剂中毒后,往往会完全失去活性。此时,即使用纯氢氮混合气体处理,也很难恢复其活性。催化剂中毒会严重影响正常生产。工业上为了防止催化剂中毒,需要对反应物原料进行提纯去毒,这样会增加设备和成本。因此,开发抗毒性强的新型催化剂是一个重要的课题。4.中国合成氨工业的发展
解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂,解放后合成氨工业有了迅速发展。
1949年全国氮肥产量仅0.6万吨,而1982年达到1021.9万吨,成为世界上产量最高的国家之一。
近几年来,我国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。
我国自行设计和建造的上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。
这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料,生产中能量损耗低、产量高,技术和设备都很先进。
5.化学模拟生物固氮的研究
目前,化学模拟生物固氮的重要研究课题之一,是固氮酶活性中心结构的研究。
固氮酶由铁蛋白和钼铁蛋白这两种含过渡金属的蛋白质组合而成。
铁蛋白主要起着电子传递输送的作用,而含二个钼原子和二三十个铁和硫原子的钼铁蛋白是络合N2或其他反应物(底物)分子,并进行反应的活性中心所在之处。
关于活性中心的结构有多种看法,目前尚无定论。
从各种底物结合物活化和还原加氢试验来看,含双钼核的活性中心较为合理。
我国有两个研究组于1973—1974年间,不约而同地提出了含钼铁的三核、四核活性中心模型,能较好地解释固氮酶的一系列性能,但其结构细节还有待根据新的实验结果精确化。
国际上有关的研究成果认为,温和条件下的固氮作用一般包含以下三个环节:
络合过程。
它是用某些过渡金属的有机络合物去络合N2,使它的化学键削弱;还原过程。
它是用化学还原剂或其他还原方法输送电子给被络合的N2,来拆开N2中的N—N键;加氢过程。
它是提供H+来和负价的N结合,生成NH3。
目前,化学模拟生物固氮工作的一个主要困难是,N2络合了但基本上没有活化,或络合活化了,但活化得很不够。
所以,稳定的双氮基络合物一般在温和条件下通过化学还原剂的作用只能析出N2,从不稳定的双氮络合物还原制出的NH3的量相当微少。
因此迫切需要从理论上深入分析,以便找出突破的途径。
固氮酶的生物化学和化学模拟工作已取得一定的进展,这必将有力地推动络合催化的研究,特别是对寻找催化效率高的合成氨催化剂,将是一个有力的促进。
二、R碳酸丙烯酯和普通的碳酸丙烯酯什么区别?谁知道啊??跪求。。。
R-碳酸丙烯酯英文名称:R-propylenecarbonateCAS号:16606-55-6分子式:C4H6O3分子量:102.09纯度Purity:98%光学纯度(ee值):98%外观:无色无臭易燃液体沸点:238.4用途:合成抗艾滋病药物的中间体 碳酸丙烯酯(PC) 化学式:C4H6O3 无色透明液体,分子量为102.08.熔点为-48.8C。沸点为242C。折射率1.4189(20C)。溶于水和四氯化碳,与乙醚、丙酮、苯等混溶,是一种优良的极性溶剂。
本产品用于高分子、气体分离工艺及电化学。特别是用来吸收天然、石化厂合成氨原料,其中的二氧化碳,还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等。
以上就是关于煤合成氨的工艺条件的知识,后面我们会继续为大家整理关于碳酸丙烯酯生产工艺流程的知识,希望能够帮助到大家!
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