绪 论

1.1 合成氨简介以及在国民生产中的应用

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。

除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、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，世界每年合成氨产量已达到 1 亿吨

以上，其中约有 80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产

品的原料。

德国化学家哈伯从 1902 年开始研究由氮气和氢气直接合成

氨。于 1908 年申请专利，即“循环法”

，在此基础上，他继续研

究，于 1909 年改进了合成，氨的含量达到 6%以上。这是目前工业

普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化

率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应

气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。

设计采用的工艺流程简介：采用煤造气出来的半水煤气，通

入变换炉，采用煤气冷激及蒸汽换热的方式，使半水煤气在催化

剂的作用下大部分 CO 和水蒸气反应获得 H2，使 CO 降到合格水平。

本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋

势，介绍了合成氨的各个工序流程。工艺计算部进行了一氧化碳

变换工序的物料衡算、热量衡算。设备计算部分主要是高变炉催

化剂用量的具体计算，以及热水塔和换热器的计算。

本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良