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第一章 绪论1

1.1 氨的发现与制取1

1.1.1 氰化法制氨1

1.1.2 直接合成法1

1.2 合成氨生产技术发展3

1.2.1 原料构成变化3

1.2.2 生产规模大型化4

1.2.3.1 理论能耗5

1.2.3 低能耗新工艺5

1.2.3.2 节约能源的进展6

1.2.4 生产自动化6

1.3 中国合成氨工业发展概况7

1.3.1 恢复老厂和新建中型氨厂7

1.3.2 小型氨厂的发展7

1.3.3 大型氨厂的崛起7

1.4 合成氨生产的典型流程8

1.5 氨的性质和用途9

1.4.3 以重油为原料的流程9

1.5.1 物理性质9

1.4.2 以天然气为原料的流程9

1.4.1 以焦炭（无烟煤）为原料的流程9

1.5.2 化学性质10

1.5.3 氨的用途10

参考文献11

第二章 粗原料气制取12

2.1 气态烃蒸汽转化法12

2.1.1 气态烃蒸汽转化的化学反应12

2.1.2 甲烷蒸汽转化反应原理13

2.1.2.1 甲烷蒸汽转化反应热力学14

2.1.2.2 甲烷蒸汽转化反应动力学16

2.1.2.3 烃类蒸汽转化过程的析炭21

2.1.2.4 二段转化反应25

2.1.3 转化催化剂26

2.1.3.1 活性组分和助催化剂26

2.1.3.2 载体27

2.1.3.3 物理结构、外形及尺寸27

2.1.3.4 主要型号的性能和选用30

2.1.3.5 催化剂的装填32

2.1.3.6 催化剂还原32

2.1.3.7 镍催化剂的中毒和寿命33

2.1.4 工业生产方法35

2.1.4.1 工艺条件35

2.1.4.2 工艺流程39

2.1.5 主要设备40

2.1.5.1 一段转化炉40

2.1.5.2 二段转化炉43

参考文献44

2.2 固体燃料气化法45

2.2.1 概述45

2.2.2 煤气化过程的基本原理46

2.2.2.1 煤的干燥46

2.2.2.2 煤加热分解46

2.2.2.3 气化反应的化学平衡47

2.2.2.4 煤气化反应速度49

2.2.3 煤气化的工业方法51

2.2.3.1 气化炉的床层类型52

2.2.3.2 气化炉主要类型及其特征52

2.2.3.3 半水煤气的制取57

2.2.3.4 间歇式制半水煤气的工作循环59

2.2.3.5 制半水煤气的工艺条件60

2.2.3.6 气化炉的原料煤消耗及热能回收62

2.2.4.1 典型工艺流程66

2.2.4.2 热能回收新流程66

2.2.4 间歇式煤气化工艺流程66

2.2.5 煤、氧、蒸汽连续气化法的典型工艺流程68

2.2.5.1 加压鲁奇炉连续制气流程68

2.2.5.2 德士古气化流程及其关键技术69

2.2.6 谢尔粉煤气化技术72

2.2.6.1 工艺特点72

2.2.6.2 工艺流程73

2.2.6.3 主要设备73

参考文献74

2.3 重油部分氧化法74

2.3.1.1 气化反应75

2.3.1 重油气化的基本原理75

2.3.1.2 气化反应的化学平衡76

2.3.1.3 炭黑生成的热力学76

2.3.1.4 重油气化反应速率77

2.3.2 重油部分氧化的工艺条件77

2.3.2.1 温度77

2.3.2.2 压力78

2.3.2.3 氧油化79

2.3.2.4 蒸汽/油比79

2.3.2.5 原料油中杂质的影响80

2.3.3 工艺流程80

2.3.3.2 谢尔废热锅炉流程81

2.3.3.1 德士古激冷流程81

2.3.3.3 炭黑回收流程83

2.3.4 主要设备84

2.3.4.1 气化炉84

2.3.4.2 喷嘴85

参考文献87

2.4 一氧化碳变换87

2.4.1 变换反应热力学87

2.4.1.1 热效应87

2.4.1.2 变换反应的化学平衡88

2.4.2.1 高变催化剂89

2.4.2 变换催化剂89

2.4.2.2 低变催化剂94

2.4.2.3 耐硫变换催化剂96

2.4.3 反应速率及动力学方程式98

2.4.3.1 动力学方程式类型98

2.4.3.2 扩散过程的影响100

2.4.4 工艺条件100

2.4.4.1 压力100

2.4.4.2 温度101

2.4.5.1 中（高）变-低变串联流程103

2.4.5 工艺流程103

2.4.4.3 汽气比103

2.4.5.2 多段变换流程104

2.4.5.3 全低变流程105

参考文献106

第三章 粗原料气的净化107

3.1 硫化物的脱除107

3.1.1 概述107

3.1.1.1 硫化物的形态107

3.1.1.2 几种主要硫化物的性质108

3.1.1.3 脱硫方法的分类108

3.1.2.2 湿法氧化还原脱硫的基本原理110

3.1.2 湿法脱硫110

3.1.2.1 湿法脱硫选择原则110

3.1.2.3 两种典型湿法脱硫工艺112

3.1.2.4 中国近年开发的脱硫方法121

3.1.2.5 有机溶济法脱硫123

3.1.3 脱硫及再生设备125

3.1.3.1 脱硫塔125

3.1.3.2 再生设备126

3.1.4 干法脱硫127

3.1.4.1 活性炭法127

3.1.4.2 氧化铁法128

3.1.4.3 氧化锌法130

3.1.4.4 钴钼加氢脱硫法133

3.1.4.5 硫氧化碳水解催化法139

参考文献141

3.2 二氧化碳的脱除141

3.2.1 概述141

3.2.2 物理吸收与化学吸收的比较143

3.2.3 化学吸收法144

3.2.3.1 热碳酸钾法144

3.2.3.2 活化MDEA（a-MDEA）法157

3.2.4.1 低温甲醇洗涤法（简称甲醇洗）162

3.2.4 物理吸收法162

3.2.4.2 聚乙二醇二甲醚（Selexol或NHD）法175

3.2.4.3 脱碳方法的选择178

参考文献180

3.3 原料气的最终净化180

3.3.1 概述180

3.3.2 铜氨液吸收法181

3.3.2.1 铜氨液的组成181

3.3.2.2 铜氨液吸收一氧化碳的基本原理183

3.3.2.3 铜氨液吸收二氧化碳、氧和硫化氢186

3.3.2.4 铜洗操作条件187

3.3.2.5 铜氨液的再生188

3.3.2.6 工艺流程190

3.3.3 甲烷化法191

3.3.3.1 基本原理191

3.3.3.2 甲烷化催化剂196

3.3.3.3 工艺条件和流程197

3.3.4 深冷分离法198

3.3.4.1 基本原理198

3.3.4.2 液氮洗涤一氧化碳199

参考文献204

3.3.4.3 深冷脱除过量氮204

第四章 氨合成205

4.1 氨的合成205

4.1.1 热力学基础205

4.1.1.1 氨合成反应的化学平衡205

4.1.1.2 氨合成反应的热效应207

4.1.2 氨合成催化剂208

4.1.2.1 化学组成和结构208

4.1.2.2 催化剂的还原和使用211

4.1.3 氨合成反应动力学212

4.1.3.1 反应机理和动力学方程式212

4.1.3.2 内扩散对氨合成速率的影响215

4.1.4.1 温度216

4.1.4 工艺参数的选择216

4.1.4.2 压力218

4.1.4.3 空间速度219

4.1.4.4 合成塔进口气体组成220

4.1.5 工艺流程220

4.1.5.1 氨的分离方法220

4.1.5.2 氨合成回路流程221

4.1.5.3 弛放气回收223

4.1.6.1 结构特点及基本要求226

4.1.6 氨合成塔226

4.1.6.2 冷管式氨合成塔227

4.1.6.3 冷激式氨合成塔229

4.1.7 反应热的回收利用231

参考文献232

第七章 合成氨生产综述233

5.1 生产总流程233

5.1.1 三种原料制氨物料流程233

5.1.2 大型氨厂的消耗233

5.2.2 大型氨厂的节能措施237

5.2.2.1 转化系统237

5.2.1 吨氨理论能耗237

5.2 合成氨的能耗与节能237

5.2.2.2 降低气体压缩的动力消耗238

5.2.2.3 脱碳系统238

5.2.2.4 合成系统239

5.2.2.5 蒸汽动力系统239

5.3 节能型合成氨工艺239

5.3.1 凯洛格工艺进展239

5.3.1.1 低能耗工艺239

5.3.1.2 KRES和KAAP技术240

5.3.3 ICI AM-V工艺241

5.3.2 布朗深冷净化工艺241

5.3.4 LCA工艺243

5.3.5 KPK工艺244

5.4 对中国合成氨工业的展望245

5.4.1 生产规模245

5.4.2 原料结构246

参考文献246

第一章 绪论247

1.1 尿素的性质247

1.2 尿素生产技术发展249

1.3 尿素生产原则流程250

2.1.1 化学平衡253

2.1 尿素的合成253

第二章 尿素生产方法原理253

2.1.2 相平衡260

2.1.3 合成工艺条件的确定262

2.1.4 尿素合成塔结构的研讨267

2.2 合成液未反应物的分离和回收268

2.2.1 概述268

2.2.2 高压气提分离和高压圈循环269

2.2.3 中低压分离回收循环274

2.3 尿素溶液的蒸发278

2.4.2 尿素的造粒281

2.4 尿素的结晶和造粒281

2.4.1 尿素的结晶281

2.5 尿素生产过程中副反应的防止284

2.6 尿素生产过程中的三废处理285

2.6.1 废液的处理285

2.6.2 废气的处理287

2.6.3 尾气的处理287

2.7 尿素生产中的腐蚀与防腐291

3.2 水溶液全循环法293

3.2.1 传统水溶液全循环法293

3.1 不循环法和部分循环法293

第三章 尿素生产技术293

3.2.2 改良C法295

3.2.3 热循环（HR）法297

3.3 气提法298

3.3.1 二氧化碳气提法298

3.3.2 氨气提法301

3.3.3 ACES法303

3.3.4 等压双气提法（IDR法）305

3.4 联尿法306

3.5 其它尿素生产技术310

3.6 尿素新品种和新技术的开发311

第四章 尿素的用途及产品规格312

4.1 尿素的用途312

4.2 尿素的产品规格312

参考文献313

第一章 稀硝酸的生产315

1.1 氨催化氧化315

1.1.1 氨氧化反应315

1.1.2 氨氧化用铂系催化剂316

1.1.2.1 化学组成316

1.1.2.2 物理性状316

1.1.2.3 铂网的活化、中毒及再生317

1.1.3 氨催化氧化的反应动力学318

1.1.2.4 铂网损失和回收318

1.1.4 氨氧化的物料和热量衡算319

1.1.4.1 物料平衡319

1.1.4.2 反应温升的计算321

1.1.4.3 工艺条件321

1.1.5 氨催化氧化的流程325

1.1.6 氨催化氧化的设备326

1.2 一氧化氮的氧化329

1.2.1 一氧化氮反应化学平衡329

1.2.2.1 反应机理330

1.2.2 一氧化氮氧化反应速度330

1.2.2.2 一氧化氮氧化时间的计算331

1.2.3 一氧化氮氧化所需氧化空间333

1.2.4 一氧化氮氧化的最适宜气体含量334

1.2.5 一氧化氮氧化的工艺过程335

1.3 氮氧化物的吸收336

1.3.1 吸收反应的化学平衡336

1.3.1.1 平衡常数336

1.3.1.2 二氧化氮吸收的平衡含量的计算338

1.3.2 氮氧化物的吸收速度340

1.3.3 氮氧化物吸收条件的选择341

1.3.4.2 加压吸收塔344

1.3.4 二氧化氮吸收的主要设备344

1.3.4.1 常压吸收塔344

1.4 硝酸尾气的处理346

1.4.1 碱液吸收法347

1.4.2 催化还原法350

1.5 稀硝酸生产综述352

1.5.1 生产方法及技术经济指标352

1.5.2 典型生产流程354

1.5.2.1 全压法流程354

1.5.2.2 双加压法流程354

1.5.2.3 巴马格（Bamag）兼产两种不同HNO3含量的稀硝酸流程357

1.5.3.1 腐蚀358

1.5.3 硝酸生产中的腐蚀与耐蚀材料358

1.5.3.2 耐蚀材料359

1.5.4 稀硝酸生产技术发展动向360

参考文献363

第二章 浓硝酸的制造365

2.1 加脱水剂法365

2.1.1 浓硫酸脱水法365

2.1.2 硝酸镁脱水法366

2.1.2.1 硝酸镁的性质366

2.1.2.2 基本原理367

2.1.2.3 工艺流程及主要设备368

2.2 直接合成浓硝酸371

2.2.1 直接法制硝酸工艺原理372

2.2.1.1 氧的催化氧化372

2.2.1.2 含氮氧化物气体冷却和过量水的分离372

2.2.1.3 NO的氧化372

2.2.1.4 液态四氧化二氮制造373

2.2.1.5 四氧化二氮合成硝酸375

2.2.2 工艺流程377

2.2.2.1 霍科法流程及主要设备377

2.2.2.2 蒙特爱迪生法工艺流程380

2.2.2.3 住友法工艺流程381

2.3 超共沸酸精馏法制取浓硝酸383

2.3.1 基本原理383

2.3.2 工艺流程383

2.4 几种浓硝酸生产方法的比较385

参考文献385

第一章 绪论387

1.1 硝铵的性质387

1.1.1 硝铵的晶型387

1.1.3 硝铵水溶液的沸点388

1.1.4 硝铵的吸湿性与结块性388

1.1.2 硝铵溶解度388

1.1.5 硝铵的热分解390

1.2 硝铵用途与质量要求390

第二章 硝铵的生产方法392

2.1 中和法制取硝铵392

2.1.1 基本原理392

2.1.2 利用反应热的中和器结构393

2.1.3 利用反应热的中和流程395

2.1.4 稀硝铵溶液的蒸发、结晶和干燥397

2.1.4.1 稀硝铵溶液的蒸发397

2.1.4.2 硝铵的结晶和干燥398

2.2 转化法制取硝铵400

2.3 多孔硝铵的制取401

2.3.1 生产方法402

2.3.1.1 流化床法402

2.3.1.2 综合法402

2.3.1.3 塔式法402

2.3.2 法国K-T法生产流程402

2.3.2.1 流程说明404

2.3.2.2 工艺条件404

2.3.2.3 产品性能404

2.3.2.4 主要消耗定额（60%HNO3时）/吨产品404

参考文献404