Tổng hợp NH3 từ khí tự nhiên

TỔNG HỢP NH3 TỪ KHÍ TỰ NHIÊNGVHD : Lê Thị Kim HuyềnSVTH : 1.Nguyễn Thị Thanh Trúc 2.Nguyễn Văn Thuế 3.Ngô Hoàng Nam 4.Nguyễn Thị DiệpCHƯƠNG 1: MỞ ĐẦUAmoniac là sản phẩm của ngành công nghệ hoá học.Sản phẩm amoniac đã có mặt trên thế giới rất sớm.Trong những năm qua ở Việt nam đã sử dụng sản phẩm NH3 với một lượng không nhỏ .Nguồn nguyên liệu ở Việt Nam hiện nay với trữ lượng khí lớn, nó là nguồn nguyên liệu cho tổng hợp amoniac quan trọng nhất.Một số công nghệ amoniac.CHƯƠNG 2 :GIỚI THIỆU CHUNG VỀ AMONIAC. 2.1. Lịch sử phát triển công nghệ sản xuất amoniac.Sản phẩm amoniac đã xuất hiện rất sớm từ đầu thế kỷ 18.Vào năm 1860, bằng phương pháp Hồ quang người ta tổng hợp được amoniac từ Nitơ và Hydro nhưng hiệu quả không cao. Năm 1961 tổng hợp amoniac với xúc tác sắt nhiệt độ cao, với hiệu quả 0,1%.Vào năm 1988, công ty ICI của Anh đã có một bước đột phá mới trong công nghệ tổng hợp NH3 ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp hơn.Năm 2004 với dự án nhà máy khí Điện Đạm Phú Mỹ đã đi vào hoạt động với công suất 1200 tấn/ngày.2.2. Một số tính chất và công dụng của amoniac. 2.2.1. Tính chất vật lý Ở nhiệt độ thường NH3 là khí không màu, có mùi đặc trưng,dễ phân hủy ở t0 cao. 2.2.2.Tính chất hoá họcNH3 tham gia phản ứng cộng với H2O: NH3 + H2O  NH4+ + OH-NH4 tác dụng với dung dịch HCl tạo thành nước amoni clorua: NH3 + HCl  NH4Cl2.2.3: Công dụng amoniac.Amoniac là một hợp chất rất quan trọng trong công nghiệp và nông nghiệp: dùng làm phân bón, chất tải nhiệtCHƯƠNG 3: TỔNG HỢP AMONIAC.3.1: Thành phần xúc tác cho quá trình.Thành phần xúc tác cho quá trình tổng hơp amoniac rất đa dạng.Tốt và hiệu quả kinh tế nhất hiện nay là xúc tác có sắt ở dạng oxit. Trong đó dạng Fe3O4 có hoạt tính cao nhất.Ngoài ra còn có các phụ gia tăng độ bền nhiệt và tăng độ ổn định cấu trúc như Al2O3, TiO2 Mức độ ổn định cấu trúc của chúng được sắp xếp theo thứ tự sau: Al2O3 > TiO2 > Cr2O3 > MgO = CaO > SiO2 > BeO 3.2: Qúa trình tổng hợp amoniac đi từ khí thiên nhiên. Qúa trình tổng hơp amoniac đi từ khí tự nhiên bao gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Từ khí tự nhiên sản xuất khí nguyên:Giai đoạn này gồm các bước sau:+ Từ khí tự nhiên đưa tới tháp tách S: theo phương pháp khô Khử hợp chất lưu huỳnh bằng phương pháp khô:Dùng chất hấp phụ rắn như than hoạt tính, ZnO, Fe(OH)3 RSH + H2 = RH + H2S (với xúc tác CoMo). Sau đó H2S được khử bởi chất hấp phụ rắn như ZnO. + Chuyển hoá metan trong khí tự nhiên thành H2 và CO.Chuyển hoá metan bằng hơi nước:Quá trình chuyển hoá diễn ra như sau:Với metan: CH4+ H2O  CO + 3H2 – 206,8 kj/mol (1). Phản ứng xảy ra thuận nghịch, thu nhiệt.Ngoài ra còn xảy ra phản ứng sau: CO + H2O  CO2 + H2 (2).Nếu tiếp tục dư H2O thì phản ứng tổng hợp (1) và (2) là: CH4 + 2H2O  CO2 + 4H2 – 166,3 kj/kmol.+ Chuyển hóa khí CO trong khí nguyên liệu thành CO2. CO + H2  CO2 + H2 + 9800 cal/mol Phản ứng xảy ra hai chiều, toả nhiều nhiệt, áp suất không ảnh hưởng tới quá trình, thể tích không thay đổi.+ Tách CO2 khỏi khí nguyên liệu: dùng nước và cacbonat để khử CO2.  Phương pháp dùng nước: thường được tiến hành trong tháp rửa: loại tháp đệm, nước và khí đi ngược chiều nhau.  Phương pháp dùng cacbonat: CO32- + CO2 + H2O → 2HCO3- Giai đoạn 2: Loại bỏ tạp chất tinh chế khí nguyên liệu: + Phương pháp Nitơ lỏng:Người ta sử dụng Nitơ lỏng tách CO.Nhiệt độ tháp -1900CÁp suất 8 MPa +Ngoài ra còn có phương pháp: metan hóa hoặc dùng d2 đồng.Giai đoạn 3: Tổng hợp NH3. H2 còn lại (sau các công đoạn chuyển hóa như trên) được trộn với dòng N2. Phản ứng tổng hợp: N2 + H2  NH3.Phản ứng tỏa nhiệt, do đó thuận lợi ở nhiệt độ thấp và áp suất cao.Nhiệt độ 480 – 5000C áp suất 150 -250 atm.Xúc tác : + Sắt : thành phần xúc tác chính ,chiếm > 90%. + Các chất xúc tiến : Al2O,K2O,CaO,SiO2,MgO. Một số sơ đồ tổng hơp NH3 ☼ Sơ đồ tổng hợp amoniac :SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN TỔNG HỢP AMONIACTách lưu huỳnhHơi nướcKhí tự nhiênKhông khíKhí thảiSản phẩm NH3Tổng hợp amoniacReformingMetan hoáChuyển hoá COTách CO2CO2CHƯƠNG 4: SẢN XUẤT CACBAMIT (URÊ)4.1: Tính chất và công dụng.  a. Tính chất. Urê có công thức cấu tạo hóa học.(NH2)2CO  Urê không bền ở nhiệt độ cao, có nhiệt độ sôi 800C . b:Công dụng.  Đây là một loại phân đạm rất có ý nghĩa trong nông nghiệp, và cây công nghiệp.Hình ảnh :Cà phê không được bón phânCà phê đã được bón phânUrê được sử dụng trong công nghiệp dệt,công nghiêp chế biến thực phẩm ,hay dùng để ướp cá làm tăng độ tươi của các: Nguồn nguyên liệu để sản xuất urê. • Urê được tổng hợp từ nguồn nguyên liệu là NH3 và CO2 (thu được từ các quá trình tổng hợp trên).d: Tổng hợp urê. • Urê (camid – (NH2)2CO) được tạo thành từ dehydrat hóa sản phẩm trung gian :☼ Phản ứng tổng hợp Urê : 2NH3 + CO2 → NH4COONH2 (cacbamat amôn)☼ Phản ứng phân hủy : NH4COONH2 → H2O + NH2CONH2 (Urê)• Điều kiện phản ứng :+ Phản ứng tổng hợp :nhiệt độ 170-2100C ; áp suất 150 atm+ Phản ứng phân hủy cacbamat :nhiệt độ 1500C;áp suất 10-20 atm.• Quy trình sản xuất : + Bước 1 : thu urê (40-60%kl),cacbamat amôn,NH3 và CO2 chưa chuyển hóa hết.+ Bước 2 : dehydrat hóa cacbamat amôn thu tiếp urê.• Các yếu tố ảnh hưởng : Ảnh hưởng của nhiệt độ.Khi tăng nhiệt độ hiệu xuất tổng hợp Urê tăng.  Ảnh hưởng của áp suất.Áp suất càng cao thì càng có lợi.  Ảnh hưởng của lượng NH3 dư .Để tăng hiệu suất tổng hợp thường cho dư một lượng NH3.Ảnh hưởng của lượng CO2 dư.Nếu %CO2 tăng thì %Urê tăng .Cảm ơn cô và các bạn đã quan tâm theo dõi !!!......