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合成氨項目用什麼容器材料
發布時間：2022-05-21 22:19:291. 合成氨是什麼時候實現工業化生產的呢
3.實現工業化生產
1908年，在巴登苯胺純鹼公司工作的博施，已從一個無名之輩，躋身於世界著名化學家行列。當時，他正從事氮固定法工業化的研究。當他得到哈柏氨合成成功的消息後，就在巴登苯胺純鹼公司的大力支持下，開始把哈柏氨合成法發展為工業規模生產的工作。
此時，擺在博施面前主要有兩項工作：一項是製造能經受住100至200個大氣壓和500℃左右高溫的反應容器；另一個問題是找到適於大量生產的催化劑，因為鋨和鈾是稀有金屬，尤其是它在500℃左右時變成氣體狀態，容器也許會爆炸，不適於工業化生產。
製造反應容器的工作是由博施本人承擔的，他領導的實驗室里有上千人的龐大科研隊伍，他原來又是一位金屬學專家，所以，他滿懷信心。尋找催化劑的任務是由米塔希承擔的，他是奧斯特瓦爾德的得意學生，加上BASF公司具有在工業上利用催化劑的豐富經驗，早年從萘製造合成染料靛藍的原料時，曾使用過水銀催化劑。另外，該公司高純度的硫酸也是用鉑催化劑製造的。由於有這樣一些優勢，在博施和米塔希的面前，合成氨的工業化變得十分可能了。
這時，博施遇到的困難是製造耐高壓反應塔的進展緩慢，若是實驗室用的小型的反應器還比較容易，一旦製成工業用的大型反應塔，鋼壁雖然厚達3厘米，但也僅僅使用3天就破裂了。
博施查看了破片後大為吃驚，他發現：由於在100~200個大氣壓下，氫氣滲進鋼里同其中的碳化物反應，生成了甲烷氣而減弱了鋼的內部組織，因而發生了破裂。博施現在更加驚嘆高壓的可怕了。
為了防止這一現象，就應改良反應塔內壁的結構，使高壓氫氣在那裡緩和下來，找出使它不能滲入鋼內部結構的辦法。首先，博施在內壁襯上銅、青銅、純銀等各種金屬進行試驗，但立即就變成破破爛爛了，他提議用「熟鐵」襯在裡面再進行實驗，也沒有獲得成功。研製工作陷入了僵局。
1911年2月的某一個晚上，博施在俱樂部里一邊喝酒一邊思考著解決的辦法。因為熟鐵是軟的，由於高壓的作用而使它緊貼在內壁上，就像通過口罩的氫氣仍會使反應塔的強度削弱，怎樣解決這個問題呢?在去往工廠的路上，他突然領悟到一個好的辦法：在反應塔的壁上鑽出許多小孔，讓透過熟鐵而進來的氫氣跑掉。為此，反應塔製成雙層結構就可以了。
熟鐵襯里和在鋼壁上開許多小孔，這是個很好的主意，這樣，從前人們難以處理的耐高溫、高壓的反應塔——雙層反應塔終於誕生了。這個反應塔，用雙壁管代替了哈柏的單壁反應器，就是一個管子套在另一個管子裡面，外管用普通鋼製成，內管用合金鋼製成。博施通過用合金鋼代替碳鋼解決了高溫、高壓下鋼材脆裂的問題，也解決了反應室不能經受這么高的壓力的難題，避免了爆炸事故的發生。
「氨合成的整個發展，很大程度上是依靠這個簡單的解決辦法。」這是博施在20年後獲得諾貝爾化學獎的受獎演說中所說的。至此，實現工業化的障礙已經全部排除了。
接著，博施又進行了大量的實驗，尋找適合既經濟又不對氣體雜質的作用過於敏感的催化劑。此時，他的助手米塔希已進行了大量試驗。米塔希認為工業用的催化劑就是鐵，為此，他試驗了各個地方的鐵。他用比銀的價錢還要貴的純鐵，搞成各種各樣的混合物，一個一個地試驗下去。人們有時看到，在他的實驗室里，排列著25~30個可以自由取出和裝進催化劑的高約503厘米的實驗用高壓釜。在不到半年的時間里，即到1910年1月初，米塔希和博施發現，在天然磁鐵礦中摻入少量鹼金屬和其他金屬就能得到優良的催化劑。後來，他們又發現了氧化鐵與少量的氧化鋁混合物更為優良。1913年，經過2萬次的反復實驗，博施和米塔希終於成功地改進了哈柏的高壓合成氨的裝置和催化方法。為此，他們對2500種樣品進行了6500次試驗。
在博施和米塔希尋找催化劑的同時，1911年，巴登苯胺純鹼公司正式開始在路易港郊外奧帕烏建造世界上第一座合成氨工廠。到1913年9月，博施終於建成了整個工廠，包括從製造煤氣發生爐起直到從壓縮機出來的成品的裝運設備的連續裝置。曾在哈柏實驗室里看起來像玩具似的反應塔，此時已成為高達8米、甚至12米的雙層反應塔。
1913年9月9日，巴登苯胺純鹼公司建成的第一個合成氨工廠開始投入生產，實現了合成氨工業化的生產，獲得了年產3.6萬噸硫酸銨的成果。人工合成的硫酸銨被運往期待收獲的農村裡，從而促進了農業的發展。由於哈柏的合成氨理論，以及博施把哈柏氨合成法發展成工業化，因此，後來把該種氨生產法稱為「哈柏—博施」法。
2. 尿素生產中使用的壓力容器有什麼特點
這類綜述極少，為你找到點，應該比較全面地介紹了壓力容器的特點。
1、應用的廣泛性
壓力容器不僅被廣泛用於化學、石油化工、醫葯、冶金、機械、采礦、電力、航天航空、交通運輸等工業生產部門，在農業、民用和軍工部門也頗常見，其中尤以石油化學工業應用最為普遍，石油化工企業中的塔、釜、槽、罐無一不是貯器或作為設備的外殼，而且絕大多數是在壓力溫度下運行，如一個年產30萬噸的乙烯裝置，約有793台設備，其中壓力容器281台，佔了35.4%。蒸汽鍋爐也屬於壓力容器，但它是用直接火焰加熱的特種受壓容器，至於民用或工廠用的液化石油氣瓶，更是到處可見。
2、操作的復雜性
壓力容器的操作條件十分復雜，甚至近於苛刻。壓力從1～2×10－5Pa的真空到高壓、超高壓，如石油加氫為10.5～21.0MPa；高壓聚乙烯為100～200MPa；合成氨為10～100MPa；人造水晶高達140MPa；溫度從-196ºC低溫到超過一千攝氏度的高溫；而處理介質則包羅爆、燃、毒、輻(照)、腐(蝕)、磨(損)等數千個品種。操作條件的復雜性使壓力容器從設計、製造、安裝到使用、維護都不同於一般機械設備，而成為一類特殊設備。
3、安全的高要求
壓力容器因其承受各種靜、動載荷或交變載荷，還有附加的機械或溫度載荷；其次，大多數容器容納壓縮氣體或飽和液體，若容器破裂，導致介質突然卸壓膨脹，瞬間釋放出來的破壞能量極大，加上壓力容器極大多數系焊接製造，容易產生各種焊接缺陷，一旦檢驗、操作失誤容易發生爆炸破裂，器內易爆、易燃、有毒的介質將向外泄漏，勢必造成極具災難性的後果。因此，對壓力容器要求很高的安全可靠性。
4、量大面廣
1996年12月的統計資料表明，國內在用固定式壓力容器多達122.22萬台，移動式壓力容器中罐車16910輛，在用氣瓶5498.7571萬只；鍋爐總台數也高達51.57萬台。此外全國持有壓力容器製造許可證的企業合計2432個，設計單位1380個。如此龐大且潛在隱患容器的存在，以及地域廣泛的製造設計部門，自然成為國內外政府部門特別重視其安全管理和監察檢查的原因。
5、事故率高
2015年，全國共發生特種設備事故和相關事故257起，死亡278人，受傷320人，與2014年相比，事故起數減少26起，同比下降9.19%；死亡人數減少4人，同比下降1.42%；受傷人數減少10人，同比下降3.03%，全國未發生特種設備重特大事故。2015年特種設備萬台設備死亡率為0.36，較2014年下降7.69%，較好的實現了國務院安委會下達的萬台設備死亡人數不超過0.38的控制目標。
截至2015年底，全國特種設備總量達1100.13萬台，比2014年底上升6.14%。其中：鍋爐57.92萬台、壓力容器340.66萬台、電梯425.96萬台、起重機械210.44萬台、客運索道985條、大型游樂設施2.04萬台、場（廠）內機動車輛63.02萬台。另有：氣瓶13698萬只、壓力管道43.63萬公里。
3. 合成氨固氮法是如何發明與應用的
地球上倍增的人口，要求人類生產出更多的糧食來支撐。但是，地球的空間是固定的，人均的土地不會增加。解決問題的辦法之一便是設法對糧食畝產量的提高。糧食作物的生長需要磷肥、鉀肥和氮肥，沒有這些肥料，就難有好收成。因此，各種肥料的重要性和氮肥在各種肥料中的關鍵作用逐漸被人們所認識。
過去，氮肥以硝酸鈉和硫酸銨的形式被大量使用。由於需要量的迅速增加，人們不禁開始擔心硝酸鈉會很快用光，硫酸銨也將出現短缺現象。因此，固氮問題引起了科學界的高度重視。氮氣約佔地球整個空氣的4/5。盡管空氣中有大量的游離氮，但氮的化學性質很不活潑，直接利用很困難。科學家發現，在自然界常溫狀態下，游離氮只能被一種在豆科植物上生成的細菌直接利用，這種細菌叫做根瘤菌。根瘤菌有一種絕妙的本領，那就是它具有固氮的功能，能夠在常溫下將空氣中的氮氣轉化成自身所需要的氮肥。
1902年，德國卡爾斯魯厄工程學院化學教授哈柏開始了固定氮為氮氧化物和氨（氮的最普通的化合物）的研究這一劃時代的科研工作。在化學平衡理論的指導下，他開始一點一點地、耐心地進行試驗。他曾把能夠經受數百個大氣壓的反應容器鑲嵌在槍彈殼里，利用阿馬埃爾社團的瓦斯燈公司提供的鉑、鎢、鈾等稀有金屬材料，冒著高溫、高壓的危險不斷實驗尋找著新的催化劑。
1907年，哈柏等人終於在約550℃和150至250個大氣壓的不尋常的高壓條件下，成功地得到了8.25%的氮的化合物——氨，並第一次成功地製得了0.1公斤的合成氨，從而使合成氨的研製工作有可能突破實驗室，開始進入實用領域轉變成工業化生產。
1909年，哈柏又提出「循環」的概念。所謂「循環」，就是讓沒有發生化學反應的氮氣和氫氣重新回到反應器中去，而把已反應的氨通過冷凝分離出來。這樣，周而復始，可以提高合成氨的獲得率，使流程實用化。這一概念的提出，可以說是合成氨研製技術邁向工業化進程中具有決定性意義的重大突破。
1919年，瑞典科學院考慮到哈柏發明的合成氨已在經濟生產中顯示出巨大的作用，便決定為哈柏頒發1918年度的世界科學最高榮譽——諾貝爾化學獎，以表彰他在合成氨研究方面的卓越貢獻。哈柏在領獎時發表的講話中，曾將合成氨發明的特點說成是「將石頭變成麵包」，不想竟引起了全世界科學界的一致暴怒。一些評論家甚至將哈柏的發明與德國發動第一次世界大戰聯系起來，認為他的發明也使得德國戰時炸葯的生產能力大為增強。
不管哈柏本人的比喻是否恰當，但是他的發明的確開辟了人類直接利用游離狀態氨的途徑，也開創了高壓合成氨的化學方法。它的意義不僅僅是使大氣中的氮氣變成了生產化肥「取之不盡、用之不竭」的廉價來源，而且使得農業生產發生了根本的變革。同時，這項發明也大大推動了與之有關的科學、技術的發展。如1923年，在100至200個大氣壓條件下甲醇的合成；1926年，在100個大氣壓條件下的人造石油；1937年，在1400個大氣壓條件下的高壓聚乙烯生產等，無不與合成氨理論的建立和發展有關。從這一點來說，哈柏開創了化學科研事業的新時代。
4. 對工業合成氨條件的探索一直是化學工業的重要課題，現有如下兩種合成氨的途徑：I．N2（g）+3H2（g）2NH3
（1）N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-90.0kJ/mol①
2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）△H=+1530.0kJ/mol②
①×
| 2 |
| 3 |
| 1 |
| 3 |
| 2 |
| 3 |
| 1 |
| 2 |
故答案為：H2（g）+
| 1 |
| 2 |
（2）①根據題意：甲容器N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），
初始物質的量：0.4mol 1.2mol 0
變化物質的量：0.2mol 0.6mol 0.4mol
平衡物質的量：0.2mol 0.6mol 0.4mol
體積為2L，則C（N2）=0.1mol/L，C（H2）=0.3mol/L，C（NH3）=0.2mol/L，平衡常數為K=
| C2(NH3) |
| C(N2)×C3(H2) |
| (0.2mol/L)2 |
| 0.1mol/L×(0.3mol/L)3 |
| 400 |
| 27 |
| 1.2 |
| 1.6 |
| 3 |
| 4 |
故答案為：
| 400 |
| 27 |
| 3 |
| 4 |
②化學平衡常數只與溫度有關，乙為恆溫恆壓，根據題意：乙容器2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g），
初始物質的量：1.6mol 6mol 0 0
變化物質的量：0.2mol 0.6mol 0.4mol0.3mol
平衡物質的量：1.4mol 5.4mol 0.4mol 0.3mol
體積為2L，則C（N2）=0.7mol/L，C（H2O）=2.7mol/L，C（NH3）=0.2mol/L，C（O2）=0.15mol/L，平衡常數為K=
| C3(O2)×C4(NH3) |
| C2(N2)×C6(H2O) |
| 5. 生產合成氨的原料是什麼
1.合成氨的工藝流程 (1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。對於固體原料煤和焦炭，通常採用氣化的方法製取合成氣；渣油可採用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態烴類和石腦油，工業中利用二段蒸汽轉化法製取合成氣。 (2)凈化 對粗原料氣進行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。 ① 一氧化碳變換過程 在合成氨生產中，各種方法製取的原料氣都含有CO，其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下： 由於CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利於回收反應熱，並控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉變為CO2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應既是原料氣製造的繼續，又是凈化的過程，為後續脫碳過程創造條件。 6. 介質為氫氣，工作溫度450攝氏度，壓力0.8Mpa，氫氣占混合氣體42.2%。請問容器材質選用碳鋼可以嗎 不行。此條件氫氣環境可用1 1/4Cr-0.5Mo，但混合氣體其他成分濃度需要知道，這很重要。 7. 合成氨生產工藝過程中的危險有害因素及重大危險源都有什麼，要詳細資料。。 1、高溫高壓的工作環境。 在400°C，壓強超過200MPa時，不使用催化劑，氨便可以順利合成。實際生產中，太大的壓強需要的動力就大，對材料要求也會增高，這就增加了生產成本，因此，受動力材料設備影響，我國合成氨廠一般採用20MPa~50MPa。實際生產中，一般選用500°C。 2、有毒性催化劑的使用。 採用鐵觸媒（以鐵為主，混合的催化劑），鐵觸媒在500°C時活性最大。對於合成氨反應中的鐵催化劑，氧氣，一氧化碳，二氧化碳和水蒸氣等都能使催化劑中毒。 3、有毒性的產物。 原料氣制備將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。一氧化碳變換過程在合成氨生產中，各種方法製取的原料氣都含有CO。
(7)合成氨項目用什麼容器材料擴展閱讀 1、合成氨的主要初始原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。如天然氣、石腦油、重質油和煤（或焦炭）等。 2、氨主要用於製造氮肥和復合肥料，氨作為工業原料和氨化飼料，用量約佔世界產量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作製冷劑。 8. 前輩，我剛畢業現在在合成氨的工廠里，請問有關於合成氨造氣車間的資料嗎，最好是設備分別圖 合成氨造氣車間的工藝流程及設備由造氣的原料的不同而不同，如用煤作原料，則主要設備為鼓風機、煤氣發生爐、余熱鍋爐、冷卻洗滌塔、氣櫃、脫硫塔等。煤在煤氣發生爐與空氣反應，放出大量熱量，生成二氧化碳與氮氣，回收其氮所作合成氨的原料，並通入蒸氣，生成氫氣與一氧化碳，在後工段把一氧化碳加蒸氣生成氫氣與二氧化碳，3個氫與1個氮氣合成為2個氨氣，因此造氣車間要把其嚴格把氮氣與氫氣的比例配成1比3的比例。如用天然氣、石油等作原料，雖然其目的一樣，其設備就不一樣，因此，你應另找資料學習，特別是合成氨生產工藝中節能技術改造措施的推廣應用，新工藝、新技術、新設備、新材料及計算機控制技術等的採用，生產操作條件發生了巨大的變化。特別是循環流化床鍋爐的實施、吹風氣回收技術、新型煤氣化技術的運用等在這里無法詳細說明。 9. 合成氨的原料組成 合成氨的主要初始原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。如天然氣、石腦油、重質油和煤（或焦炭）等。
10. 工業合成氨最適宜的條件是什麼 1、壓強 研究表明在400°C，壓強超過200MPa時，不使用催化劑，氨便可以順利合成，但實際生產中，太大的壓強需要的動力就大，對材料要求也會增高，這就增加了生產成本，因此，受動力材料設備影響，目前我國合成氨廠一般採用20MPa~50MPa. 2、溫度 從理想條件來看，氨的合成在較低溫度下進行有利，但溫度過低，反應速率會很小，並且在500°C時催化劑鐵觸媒的活性最大，故在實際生產中，一般選用500°C。 3、催化劑 採用鐵觸媒（以鐵為主，混合的催化劑），鐵觸媒在500°C時活性最大，這也是合成氨選在500°C的原因。最後，製得的氨量也不算多，還可以採取迅速冷卻，使氣態氨變為液態氨。也可原料重復利用。
(10)合成氨項目用什麼容器材料擴展閱讀： 催化劑 採用鐵觸媒（以鐵為主，混合的催化劑），鐵觸媒在500°C時活性最大，這也是合成氨選在500°C的原因。 最後，製得的氨量也不算多，還可以採取迅速冷卻，使氣態氨變為液態氨。也可原料重復利用。 但對於合成氨反應中的鐵催化劑，O2、CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時，催化劑的活性又能恢復，因此這種中毒是暫時性中毒。相反，含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。 催化劑中毒後，往往完全失去活性，這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理，活性也很難恢復。催化劑中毒會嚴重影響生產的正常進行。工業上為了防止催化劑中毒，要把反應物原料加以凈化，以除去毒物，這樣就要增加設備，提高成本。因此，研製具有較強抗毒能力的新型催化劑，是一個重要的課題。 與合成氨項目用什麼容器材料相關的資料
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