山西省内化工生产中氨气的原料氢气氨气是如何制作的

你这个问题太大了。

氨的合成，首先必须制备合格的氢、氮原料气。氮气可直接取自空气或将空气液化分离而得；或使空气通过燃料层燃烧，将生成的CO和CO2除去而制得。氢气一般常用含有烃类的各种燃料，如焦炭、无烟煤、天然气、重油等为原料与水蒸气作用的方法来制取。

合成氨的生成过程基本上可分为 3 个步骤：原料气的制备；原料气的净化；氨的合成。

利用固体燃料(焦炭或煤)的燃烧将水蒸气分解，将空气中的氧与焦炭或煤反应而制得氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳等的气体混合物。

气化过程中的主要反应有：

C + H2O(g) = CO +H2 ΔH = 131.39 kJ/mol

C + 2H2O(g) = CO2 +2H2 ΔH = 90.20 kJ/mol

将净化后的氢、氮混合气经压缩后，在铁催化剂与高温条件下合成氨，反应式为

3H2 + 2N 2 = NH3

尿素合成过程包括：在过量氨存在下，用氨和二氧化碳作初始原料合成尿素；由此生成的尿素合成液，在高压下，使用二氧化碳或氨作汽提剂，进行汽提，并且在比上述高压低的压力下，使得到的尿素合成液至少经一步分解和分离未转化物的操作，目的是为了分离过量氨和由氨基甲酸铵分解产生的氨和二氧化碳，该氨基甲酸铵没有从合成液中转化成尿素；以上生成的氨和二氧化碳气体混合物用溶剂吸水或冷凝；然后将所得到的溶液或冷凝液再循环用于尿素合成工序，

合成氨工艺，其工艺流程为：无烟煤或焦碳破碎筛分→煤气化 →煤气预处理→煤气变换→脱除残硫或脱除CO↓〔2〕→甲烷化→合成气压缩→氨合成，其特征在于脱除残硫或脱除CO ↓〔2〕采用低温甲醇洗技术，煤气预处理后，大部分进入氨合成工艺，小部分作为燃气透平的燃料，带动煤气压缩机，外来脱盐水经煤气变换工序末端冷却器预热后进入脱氧槽脱氧，脱氧水大部分泵往煤气化工序和氨合成工序的锅炉给水预热器和废热锅炉，产生压力为2．5MPa－6．5MPa的饱和蒸汽，经过热，导入蒸汽透平，膨胀作功，背压蒸汽小部分导入脱氧槽，大部分经燃气透平的排烟道加热后导往煤气化工序，余热回收工序和煤气变换工序的装置间设有循环热水管道。

无烟煤或焦碳破碎筛分→煤气化（C+H2O=CO+H2） →煤气预处理→煤气变换（CO+H2O=CO2+H2）→脱除残硫或脱除CO↓〔2〕→甲烷化→合成气压缩→氨合成(N2+3H2=2NH3)，

以煤为原料，产出的就是一氧化碳和氢气、氮气，其中的一氧化碳需要经过变换，变成氢气和二氧化碳

以天然气为原料，天然气的主要成分是甲烷，需要经过转化炉，转化成一氧化碳和氢气。

总而言之就是气体的成分不同，工艺也就不尽相同了。

合成氨是重要的化学肥料，在化学工业中占有重要的地位。

煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料，常用的制气方法以下两种：

1、固定床气化法。目前，国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料，制造合成氨原料气。要求作为原料煤的固定碳>80%，灰分<25%，硫分<=2%，要求粒度要均匀，应为25-75mm或19-50mm或13-25mm,机械强度>65%，热稳定性S+13>60%，灰熔点>1250oC，挥发分不高于9%，化学反应性越强越好。

2、沸腾层气化法。

对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于60%，不黏结或弱黏结，灰分<25%，硫分<2%，水分<10%，灰熔点>1200oC，粒度<10mm，主要使用褐煤、长焰煤和弱黏煤等。

一般大型合成氨厂每吨氨的能耗约1.4t标准煤，中型合成氨厂约2.4t标准煤，小型合成氨厂约3t标准煤，而生产每吨合成氨的理论能合成氨生产用煤是化学工业用煤的主要用户，耗仅0.7t标准煤，因此合成氨生产有很大的节能潜力。为此，需不断改进合成氨生产的工艺流程，加强能源使用管理，提高气化效率，减少热量损失。

（东北亚煤炭交易中心）

合成氨生产用煤是原材料呀。没有煤怎么生产合成氨。但有些厂子可能分为造气厂、合成氨厂等。对于合成氨常来说，原材料就是半水煤气或者压缩氮、氢混合气。

另外，从合成氨的成分来看，H、N是其基本组成；而其中没有C。C只是作为中间物质，完成了制氢的过程，因此不算原材料，算消耗品。但如果是制造尿素、碳铵，哪煤必然是原材料。

1、以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:

造气 ->半水煤气脱硫 ->压缩机1，2工段 ->变换 ->变换气脱硫 ->压缩机3段 ->脱硫 ->压缩机4，5工段 ->铜洗 ->压缩机6段 ->氨合成 ->产品NH3

2. 技术指标:

(1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm

固定75%蒸汽: 压力0.4MPa, 1-3MPa

(2) 产品: 合成氨：氨含量（99.8%） 残留物含量（0.2%）

3. 消耗定额: ( 以4×104 吨/年计算)

(1) 无烟煤( 入炉) : 1,300kg

(2) 电: 1,000KWH( 碳化流程), 1,300KWH( 脱碳流程)

(3) 循环水: 100M3

(4) 占地: 29,000M2

4. 主要设备:

(1) 造气炉

(2) 压缩机

(3) 铜洗

(4) 合成塔

工业制备流程

工业制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。氮气主要来源于空气；氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气（纯氢也来源于水的电解）。由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物，它们对于合成氨的催化剂是有毒物质，在氨合成前要经过净化处理。

1、哈伯法制氨：

N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △rHθ=-92.4kJ/mol （反应条件为高温、高压、催化剂）

2、天然气制氨：天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%～0.3%（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。

3、重质油制氨：重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸汽转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮用于氨合成原料。

4、煤（焦炭）制氨 ：煤直接气化(见煤气化)有常压固定床间歇气化、加压氧－蒸汽连续气化等多种方法。例如早期的哈伯－博施法合成氨流程，以空气和蒸汽为气化剂，在常压、高温下与焦炭作用，制得含(CO+H2)/N2摩尔比为3.1～3.2的煤气，称为半水煤气。半水煤气经洗涤除尘后，去气柜，经过一氧化碳变换，并压缩到一定压力后，用加压水洗涤除去二氧化碳，再进一步用压缩机压缩后用铜氨液进行洗涤，以除去少量一氧化碳、二氧化碳，然后送去合成氨。

煤干馏产物中碳有：固体碳和焦炉尾气

1、焦炭和兰炭，以此可以通过固定床造气生产氢气和氮气，从而H/N=3/1在铁系催化剂高压反应合成氨。

2、焦炉气也含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和氮气等，通过净化后也可以合成氨。

气化工艺各有千秋

1.常压固定床间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术

目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一，其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气，要求原料为?准 25～75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重，属于将逐步淘汰的工艺。

2.常压固定床无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术

其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用?准 8～10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合用于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。

3.鲁奇固定床煤加压气化技术

主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气。其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右，甲烷含量约10%左右。焦油分离、含酚污水处理复杂，不推荐用以生产合成气。

4.灰熔聚煤气化技术

中国科学院山西煤炭化学研究所技术。其特点是煤种适应性宽，属流化床气化炉，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是操作压力偏低，对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待进一步解决。此技术适合于中小型氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。

5.恩德粉煤气化技术

属于改进后的温克勒沸腾床煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求原料煤不粘结或弱粘结性，灰分＜25%～30%，灰熔点高、低温化学活性好。在国内已建和在建的装置共有13套22台气化炉，已投产的有16台。属流化床气化炉，床层中部温度1000～1050℃。目前最大的气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。缺点是气化压力为常压，单炉气化能力低，产品气中CH4含量高达1.5%～2.0%，飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待解决。此技术适合于就近有褐煤的中小型氮肥厂改变原料路线。