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第一章 概述1

第一节 氮肥工业发展概况1

一、氮肥在国民经济中的地位和作用1

二、合成氨工业发展概况1

三、合成氨的主要生产过程2

四、氨的性质3

(一)物理性质3

(二)化学性质3

第二节 氮肥一般生产方法4

一、合成氨生产流程4

(一)以无烟煤(或焦炭)为原料的合成氨工艺流程4

(二)以重油为原料的合成氨工艺流程5

(三)以天然气为原料的合成氨工艺流程6

(一)大型化、单系列7

三、现代大型合成氨厂的一般特点7

二、合成氨原料的选择7

(二)热能利用充分合理8

(三)自动化水平高，对技术参数及人员素质要求严格8

(四)应用新设备、新材料8

第三节 氮肥厂安全技术9

一、毒物和中毒10

一、氨生产中的毒物10

(一)一氧化碳10

(二)硫化氢10

(三)二氧化碳10

(四)氨气10

(五)砷10

四、防爆炸11

(三)采取必要的措施11

(一)防漏11

三、防止中毒的一般措施11

(二)通风11

五、防火12

六、防触电12

七、防烧伤13

八、防机械伤害13

思考题13

参考文献13

第二章 合成氨原料气的制取14

第一节 以煤为原料制取合成氨原料气14

一、制取半水煤气的基本原理14

(一)煤气化原理14

(二)对制气用煤的质量要求15

(一)工艺流程16

二、间歇法制取半水煤气生产过程16

(二)生产工艺条件18

三、煤气炉20

(一)煤气炉的类型及结构20

(二)煤气炉的主要零部件24

(三)自动控制机29

四、燃烧室与废热锅炉31

(一)燃烧室31

(二)废热锅炉31

五、气柜32

第二节 以重油为原料制取合成氨原料气34

一、重油部分氧化法制气原理34

(一)燃烧反应过程34

(二)重油的性质35

(一)重油组成35

二、重油组成性质35

(二)转换反应35

三、重油部分氧化制气生产过程36

(一)生产工艺流程36

(二)生产工艺条件38

四、重油气化炉39

(一)气化炉的结构型式39

(二)气化炉的结构特点40

(三)气化炉喷嘴41

(四)急冷室44

(五)废热锅炉44

第三节 合成氨原料气的净化47

一、原料气粉尘脱除47

(一)粉尘的初步脱除47

(二)精细除尘方法及设备48

二、原料气脱硫51

(一)氨水中和法脱硫机理及工艺流程52

(二)氨水液相催化法脱硫机理与工艺流程53

(三)蒽醌二磺酸钠法脱硫机理与工艺流程55

(四)脱硫与再生设备57

三、一氧化碳变换59

(一)一氧化碳变换原理及使用的催化剂59

(二)工艺流程63

(三)操作工艺条件的选择64

(四)主要设备65

四、二氧化碳脱除68

(一)加压水洗法脱除二氧化碳68

(二)有机胺催化热钾碱法脱除二氧化碳70

五、少量一氧化碳的清除74

(一)铜洗法脱除少量一氧化碳75

(二)甲烷化法脱除少量一氧化碳80

思考题82

参考文献83

第三章 氨的合成84

第一节 氨合成工艺及特点84

一、氨合成的方法84

(一)高压法84

(二)低压法84

(三)中压法84

二、氨合成反应的平衡和速度84

(一)反应平衡84

(二)反应速度86

三、工艺条件的选择87

(一)进口混合气的组成87

(二)空间速度88

(三)压力89

(四)温度89

四、氨合成用的催化剂90

(一)催化剂的成分和促进剂的作用90

(二)催化剂的还原91

(三)催化剂的中毒和衰老91

五、氨合成生产工艺流程及分析92

(一)氨合成系统工艺流程92

(二)新鲜气的补入93

(三)循环压缩机的位置93

第二节 气体的压缩93

一、氨合成系统压缩机的类型93

(一)活塞式压缩机93

(二)离心式压缩机94

(二)气体循环时的流程95

二、压缩系统工艺流程95

(一)正常生产的流程95

三、压缩系统的主要设备97

(一)氮氢气压缩机97

(二)压缩机的主要零部件99

(三)附属装置和设备105

(四)润滑系统108

四、压缩岗位操作要点及常见故障处理109

(一)压缩机正常操作中的注意事项109

(二)防止压缩机气缸带液110

(三)活塞式氮氢气压缩机的故障及处理方法110

第三节 氨合成系统主要设备112

一、氨合成塔112

(一)氨合成塔的结构及工作原理112

(二)几种常见的氨合成塔114

(一)水冷凝器118

二、冷却分离设备118

(二)氨分离器119

(三)滤油器119

(四)冷交换器119

(五)氨冷凝器120

三、高压容器及密封121

(一)高压容器简体的结构形式122

(二)高压容器密封的结构形式123

四、合成氨设备用钢125

(一)氢腐蚀机理125

(二)影响氢腐蚀的因素126

(三)氮化的影响126

(四)合成氨设备选材与设计126

参考文献127

思考题127

第四章 尿素的生产128

第一节 我国尿素生产概况128

一、大型尿素厂的情况128

二、中型尿素厂的情况129

三、小型尿素厂的情况130

第二节 尿素生产工艺及特点130

一、概述130

二、合成尿素的反应机理132

(一)反应机理132

(二)影响尿素合成塔CO2转化率的因素133

三、未反应物的分离与回收137

(一)分离回收的方法137

(二)未反应物的分离138

(三)未反应物的回收144

四、尿素溶液的蒸发与造粒147

(一)尿素熔融液的蒸发148

(二)尿素熔融液的造粒148

五、尿素生产中的副反应149

(一)缩二脲生成反应149

(二)尿素水溶液的分解反应150

(三)尿素的分解反应151

第三节 尿素生产的主要设备151

一、尿素合成塔151

(一)套筒式合成塔151

(二)衬里式合成塔151

(三)尿素合成塔的密封153

三、尿素造粒塔154

(一)造粒塔的结构型式154

(四)合成塔的检漏154

(二)造粒塔的粉尘156

(三)造粒喷头157

三、换热设备159

(一)氨预热器159

(二)氨冷凝器159

(三)一、二段蒸发器160

(四)惰性气体洗涤器161

四、氨基甲酸铵柱塞泵161

(一)工作原理及特性162

(二)泵结构及主要零部件163

五、尿素熔融泵164

(一)均匀腐蚀与晶间腐蚀165

(二)孔蚀、缝蚀与磨蚀165

一、尿素腐蚀的主要类型165

第四节 尿素生产中的腐蚀与防护165

二、影响腐蚀的主要因素166

(一)材料自身因素的影响166

(二)材料外部因素的影响166

三、主要设备的腐蚀与防护167

(一)尿素合成塔167

(二)氨冷凝器167

(三)造粒塔167

(四)往复式甲铵泵167

思考题168

参考文献168

第二节 硝酸的生产169

一、生产原理169

第一节 硝酸铵的一般性质169

第五章 硝酸铵的生产169

二、生产流程170

(一)常压法170

(二)加压法171

(三)综合法171

第三节 硝铵的生产172

一、硝铵生产流程简介172

(一)单段蒸发生产工业用粒状硝铵流程172

(二)两段蒸发生产粉状硝铵流程172

(三)三段蒸发生产球状农用硝铵流程174

二、硝铵溶液的制取与设备174

(一)硝铵溶液的制取174

(二)中和岗位的主要设备176

(一)硝铵溶液的蒸发180

三、硝铵溶液的蒸发与设备180

(二)蒸发流程的选择181

(三)主要设备181

四、硝铵溶液的结晶与设备186

(一)结晶过程原理186

(二)造粒结晶设备187

(三)粉末状硝铵的真空蒸发结晶设备189

(三)对氨气的防护190

(四)对硝铵粉尘的防护190

(一)对硝酸的防护190

(二)对氮氧化物的防护190

五、硝铵生产中的毒物及防护190

六、硝铵性能的改善191

(一)吸湿性191

(二)结块性192

思考题193

参考文献193