合成氨工艺总结范文1
近年来，随着我国经济社会的快速发展，城镇规模的日益扩大，各地区污水排放量都在不断的增加，水资源的污染也日趋严重，且《长江中下游流域水污染防治规划（2011-2015年）》明确要求到2015年底所有城镇污水处理厂应达到《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B以上排放标准。然而现有的城镇污水处理厂因工艺技术和过程控制等方面不足，存在尾水氮超标的问题，这就迫使城市污水处理厂在去除有机物的同时，也要对脱氮，特别是总氮的去除应有所加强，因此，对于污水处理中总氮去除的工作受到了广大水务工作者的关注和重视。本文对城镇污水处理厂中现有的总氮去除工艺进行了综述，为新污水处理厂的建设及旧污水处理厂的升级改造提供相关的文献支持。
1、总氮去除的原理
总氮是指可溶性及悬浮物颗粒中的含氮量，包括NO3-，NO2-和NH4+等无机氮和氨基酸、蛋白质和有机胺等有机氮。总氮去除的基本过程主要包括氨化反应，硝化反应和反硝化反应三个阶段。在氨化菌的作用下，有机氮被分解转化为氨态氮，这一过程称为氨化过程，氨化过程很容易进行，在一般污水处理设施中均能完成，故城镇污水处理厂总氮去除关键在于硝化和反硝化。
硝化反应即氨氮氧化成硝酸盐的反应是由来两组自养型好氧微生物，通过两个过程来完成的。第一步先由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐（NO2-），第二步再由硝酸菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐（NO3-）。亚硝酸菌和硝酸菌统称硝化菌，硝化菌属专性好氧菌，亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属，亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属；硝酸菌有硝酸杆菌，螺菌属和球菌属等。
反硝化反应是将硝化反应过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程。参与反硝化反应的微生物是反硝化菌，反硝化细菌是由大量存在于污水处理系统的异养型兼性细菌，如变形杆菌，假单胞菌和芽孢杆菌等。
2、总氮去除的主要工艺
2.1 A2/O工艺
A2/O工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧-好氧磷工艺（A/O）的基础上开发出来的。该工艺在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的。无锡芦村污水处理厂通过对多年进出水水质数据的统计分析，结合其污水处理工艺流程的单元构成和实际运行控制参数选择多模式运行的A2/O工艺，对其出水水质达到一级A标准提供了工艺支持。清潭污水处理厂利用型改良A2/O工艺对自身原有工艺进行改造，调试结果表明，对于回流污泥内源反硝化强化环沟型改良A2/O工艺，在进水COD/TN为3.3的条件下，工艺系统TN去除量高达35mg/L，脱氮效果良好，出水水质稳定达到了一级A排放标准。
2.2 氧化沟工艺
氧化沟也称氧化渠或循环曝气池，是于20世纪50年代由荷兰的巴斯韦尔（Pasveer）所开发的一种污水生物处理技术，属活性污泥法的一种变法。它把连续式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应器中的混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。
平顶山污水处理一期工程采用了传统的Carrousel型氧化沟法处理工艺，运行中由于采用了完全混合式，缺氧段很难形成，造成TN去除率偏低。针对一期工程的问题，采取了改造管网、限制排污等一系列源头控制策略，改善了污水处理厂进水的可生化性。平顶山污水处理一期工程改造后，进水水质发生了明显变化，C/N约为3.85，BOD/COD约为0.4，出水水质中TN为16.75mg/L，出水TN达到了一级B标准的要求。
2.3 SBR工艺
SBR是序列间歇式活性污泥法的简称。SBR的运行有别于传统活性污泥法，一般采用多个SBR反应器并联间歇运行的方式。SBR工艺的主要特征是采用有序和间歇操作的运行方式。对于单一SBR 反应器，每个运行周期包括5个阶段：进水期，反应期，沉淀期，排水排泥期，闲置期。
晋中市第一污水处理厂原采用SBR工艺，存在TN达标的问题，中试实验阶段探索采用补充外加碳源的方式，实现了出水TN稳定达到一级A标准。结果表明，外加碳源葡萄糖的最优投加量为125mg/L，在该投量下，TN的去除率为76.1-83.8%，出水TN稳定为11-12mg/L，达到一级A标准。
3、结语
合成氨工艺总结范文2
[关键词]酸性水提；单塔固定氨；问题；对策
中图分类号：X740.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0365-01
0 引言
目前炼油厂酸性水常用的处理方法有双塔汽提工艺及单塔汽提侧线抽出工艺，双塔汽提工艺操作稳定但能耗较大，一般情况下单耗 为300～ 400kg蒸汽/t水带侧线抽出的，单塔加压汽提工艺处理炼油厂酸性水，流程较简单 且能耗较低，约为130 180kg蒸汽/t水；该工艺还具有处理高浓度污水的能力，且能保证产品液氨和净化水的质量随着能耗问题日益突出，单塔汽提侧线抽出技术受到越来越多的关注，许多炼油厂采用该工艺处理酸性水，取得了明显的效果但同时也出现了一些问题，如操作负荷低于设计值；净化水中氨硫化物含量过高；侧线产品氨中的硫化氢含量及塔顶酸性气中的氨含量也较高；侧线难以得到氨产品等问题本文就常见问题进行了分析，提出了相应对策。
1 单塔汽提侧线抽出工艺操作原理
1.1 不同副产品的单塔汽提侧线抽出工艺过程
单塔运行简述如下；预热的原料污水从塔的上段入塔；塔顶排除硫化氢；高浓度氨蒸汽从塔中部侧线抽出，去分凝和氨精制系统；塔底出净化水，作为汽提蒸汽（也可通入直接蒸汽）将一定量 （约占原料水总量的20% ～ 30% ）的冷原料污水直接打入汽提塔作冷却吸收水在汽提塔中， 由于塔上部硫化氢精馏段冷却吸收和塔下部氨（侧线抽出口）集聚，形成一个氨的高浓区，可将此富氨气从侧线抽出，侧线抽出富氨气中氨浓 度一般为15% ～ 200；从侧线抽出的富氨气经 三级分凝后可得到纯度达99%以上的气氨，但该气氨中仍存在微量的硫化氢等杂质，经过结 晶罐结晶、吸附塔吸附后，气氨中的硫化氢含量 小于10ppm此后的气氨再经过沉降罐除去机 械杂质后由氨压缩机加压液化即得到产品液氨。
三级分凝器的操作条件不同。一级分凝器 操作温度为125～ 130C，压力为0.3～ 0. 35 M Pa，该条件比较重要，此时氨在水中溶解 度为临界溶解度，是最低的。一级分凝器可分出 约70%的水，而富氨气中氨浓度可提浓到40% 以上二级分凝器的操作条件较灵活，只起过渡 作用，进一步提高气相中氨的浓度，同时又分出 部分水，一般操作温度为80～ 110°C，压力为 0. 2～ 0. 25MPa，分凝后气相氨浓度可达7嫩 ～ 80%以上三级分凝器的操作温度低于 40°C，压力为0. 12～ 0. 15MPa，由于三级分凝 器中的氨的气相浓度较高，而在低温条件下，硫 化氢的溶解度也相应增高，液相中氨与硫化氢 发生化学反应，生成硫氢化铵，随着反应的进 行，气相中的硫化氢不断溶解在水中，达到了脱 除硫化氢并使气相氨浓度达到99%以上的目的。如果副产品为氨水，可将三级分凝后的气氨 直接配制成氨水（见图）
2 含硫污水单塔汽提侧线抽出装置存在问题 分析及措施
2. 1 酸性水中固定氨含量增加引起净化水氨氮超标
汽提净化水中氨氮超标除汽提效率下降 （如由塔体设计不当等因素引起的）及操作不当外，主要原因是酸性水中固定氨的含量增加。所谓固定氨是指以强酸铵盐形式存在的氨，如硫酸铵、氯化铵等固定氨靠简单的加热无法分 解，难以从水中去除。随着原油加工种类及加工 工艺的改变，炼油厂酸性水中的氨含量及固定 氨含量都大幅度增加，由于净化水中的固定氨 的存在，它的含量一般约占总氨含量的30% ～ 90^，影响了氨的汽提深度，使净化水中总氨含 量无法降低到预期的水平，也加重了后续氨处 理的负抵随着废水排放标准的日益严格，汽提 净化水总氨含量尤其是固定氨含量越来越受到 重视部分炼油厂酸性水汽提净化水中氨含量及 固定氨含量列于表1
采用加碱汽提工艺可去除75% ～ 90%的 固定铵，使汽提净化水中的总氨含量降低到最 低限度，减轻甚至省略氨的后续处理
2. 2 流程不合理造成汽提效率下降
侧线抽出富氨气直接进入浓氨水塔，利用富 氨气汽提浓氨水，主要目的是进一步脱除浓氨 水中的硫化氢，将硫化氢汽提到富氨气中，然后 富氨气依次进入一级冷凝器、一级分凝器二级 冷凝器、二级分凝器，二级分凝器出来的气氨在 氨水配制罐中配置成浓氨水，浓氨水经浓氨水 汽提塔汽提后做为精制液进入液化气精制系 统，精制后的废液返回到原水罐中。
运行统计结果表明：当原水中硫化氢含量为 10000 ～ 15000m g/L，氨含量为 20000 ～ 25000mg /L时，处理后，汽提净化水中的硫化氢含量及氨含量分别高达300mg/L及 1700mg/L以上，侧线抽出汽中硫化氢含量也较高，由于气相中硫化氢和氨可直接生 成硫氢化氨结晶，常常发生管路堵塞现象
2. 3 酸性水水质的变化引起运行状况的变化
2. 3. 1 高硫低氨使侧线抽出浓度降低
单塔汽提侧线抽出工艺首先应保证侧线抽 出的是富氨气，一般浓度达10%以上由于加 工的油品种类不同，某些炼厂的酸性水出现高 硫低氨现象，不得不考虑侧线氨的抽出浓度及 三级分凝能否分离出氨等问题
侧线抽出富氨气中氨浓度越高，经三级分 凝后所得的氨产品量越高相反，侧线抽出富氨 气中的氨含量如果较低，则所得的氨产品量也低。
对于低氨高硫的酸性水，应首先计算出原 水最低允许氨浓度，如达不到此浓度，应在开工初期投入一定量的氨，并使这部分氨在系统内 循环由于装置运行过程中均存在氨损失，为保 证三级分凝系统的操作正常，从这个角度来说， 对于达不到最低允许氨浓度的酸性水，是否采用三级分凝的办法，应进行技术经济分析。
2. 3. 2 酸性水水质的变化使汽提塔的塔板数发生变化
酸性水中的硫化氢及氨的浓度的提高，尤其是氨浓度的提高，会使汽提塔中氨气提段所 需塔板数增加，导致现有塔板数不够，并且侧线 抽出的位置发生变化，并引起汽提净化水中氨 浓度超标及侧线抽出富氨气中硫化氢含量升高目前单塔一般为40块浮阀塔板，侧线抽出 位于1> 19块塔板处。如果酸性水中硫化氢和 氨的范围变化幅度较大，则这种设计存在着明显的不足。
随着原水中氨及 硫化氢浓度提高，各段所需塔板数也随之增加因此，处理不同浓度的酸性水所需的塔板数不 同。目前有的炼厂己出现由于原水浓度提高致使汽提净化水及侧线产品氨不合格的情况，如何对老塔提出改造己成为越来越迫切的问题。
3 结论
如出现装置内氨不平衡系统内操作不稳定等问题，应及时调整
对于低氨高硫的酸性水，注意侧线抽出 富氨气浓度原水中过低的氨浓度使侧线抽出 富氨气中的氨浓度降低，影响三级分凝系统的 操作，严重时无氨气分出。解决的方法是计算出 最低允许氨浓度，如原水中氨浓度达不到最低 值，应有部分氨循环，以使三级分凝系统操作正 常。
酸性水中的氨及硫化氢浓度的提高，所 需塔板数也随之增加，因此，在新塔设计中应留出改造余地。
参考文献
[1]涂联，陈新殿，等.酸性水汽提装置的技术改造[].山东化工， 2011，40（4）68 ― 69.
[2]金尚君.酸性水汽提装置新技术工业应用[].石化技术与应 用，2007，25（6）527 ― 530.
合成氨工艺总结范文3
关键词：传统工艺 直喷法工艺 主要设备 效率 经济成本
中图分类号：X701.7文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0000-00
降低NOx排放主要有2种措施：一是使用低氮燃烧器（LNB）来控制燃烧过程中NOx的产生；二是对生成的NOx采取的烟气脱硝技术，主要方法有选择性非催化还原（SNCR）和选择性催化还原（SCR）。为了应对日益严格的国家排放标准，循环流化床锅炉（CFB）主要采取SNCR和SCR工艺。
本文对传统SNCR工艺和一种特殊SNCR工艺进行对比分析，选取氨水作为还原剂。
1 脱硝工艺
1.1 脱硝工艺反应机理
4NO+4NH3+O24N2+6H2O；6NO2+8NH37N2+12H2O；NO+NO2+2NH32N2+3H2O
1.2 传统SNCR工艺
传统工艺中通常将氨水制备成氨气作为还原剂。在脱硝工艺流程中，还原剂氨水由槽车运输到现场，用卸氨泵卸载到储存罐，通过蒸发器蒸发得到纯净的氨气，经过氨/空气稀释系统，再通过喷氨系统喷入到烟气中，烟气中的NOx与NH3发生反应，生成产物N2和H2O。
1.3 直喷法SNCR工艺
直喷法是将氨水直接作为还原剂。直喷法SNCR工艺流程中，还原剂氨水由槽车运到现场，用卸氨泵卸载到储存罐中，通过计量泵输送入喷射系统，经喷射系统喷入烟气中发生反应，生成产物N2和H2O。
2 两种工艺的对比分析
1.4 工艺对比分析的工程背景
工艺对比分析的工程背景为扬州某有限公司2×75t/h循环硫化床锅炉脱硝改造工程。烟气脱硝装置采用SNCR工艺，保证出口浓度达到GB13223-2011标准要求。
本工程锅炉型号为：HG-75/5.3-L.YM100；锅炉额定蒸发量为75t/h；锅炉最大连续蒸发量为100t/h。锅炉允许有短时的超负荷10%的能力。
1.5 两种工艺的主要设备的对比分析
1.5.1 主要设备功能介绍
基于工程背景，两种工艺需配置如下主要工艺设备：
卸氨泵：卸氨泵的作用是把氨水从运输的槽车中转移到氨水储罐中，一运一备；氨水储罐：氨水储罐用来储存氨水槽车运来的氨水，一用一备，也可根据业主要求在符合相关标准的基础上进行适当的调整；氨水输送泵：将氨水储罐里的氨水输送到下一级系统，一运一备；氨蒸发槽：将输送过来的氨水加热蒸发成氨气和水蒸气，输送到氨气/空气混合器；风机：向氨蒸发槽鼓入热烟气，经过混合氨水蒸发成氨气和水蒸气；氨气/空气混合器：蒸发完的稀释气体经过氨气/空气混合器进一步混合成一定浓度的均匀稀释气体；喷氨系统：将送来的还原剂经过计量分配，喷入烟气中发生反应。
1.5.2 传统工艺和直喷法工艺的主要设备对比
传统工艺与直喷法工艺主要设备对比表（表1）
工艺名称
传统工艺
直喷法工艺
序号
设备名称
1
卸氨泵
√
√
2
氨水储罐
√
√
3
氨水输送泵
√
√
4
氨蒸发槽
√
5
风机
√
6
氨气/空气混合器
√
7
喷氨系统
√
√
注：表中√表示工艺中有这项设备。
1.6 两种工艺的效率分析
传统工艺从锅炉烟气中抽出部分热烟气，通过风机鼓入氨蒸发槽，蒸发氨水成氨气和水蒸气的混合物，然后通过喷氨格栅送入锅炉烟气中发生反应；直喷法工艺将氨水直接通过喷枪喷入锅炉烟气中气化蒸发，发生反应脱除NOx。两种工艺都是将0.1m3/h的氨水通过100000Nm3/h的烟气加热蒸发，通过烟气加热的氨水量无变化，区别在于加热阶段不同。
故分析两种工艺对锅炉效率的影响相同。
1.7 两种工艺的定性经济成本分析
工程成本分析主要分为两类：初期投资成本和运行成本。初期投资成本为建设期固定资产投资成本和试运行成本；运行成本为运营期工程运行成本。
（1） 初期投资成本
建设期固定资产投资成本对比：可从表1中看出传统工艺在这一项中比直喷法工艺投资成本高。
试运行成本：可作为一规费，具体可参照各企业的企业规定。传统工艺比直喷法工艺复杂，试运行成本相对略高。
（2） 运行成本分析
运行成本主要为设备损耗和能源消耗。由于传统工艺主要设备比直喷法工艺主要设备多，设备损耗相对较多，运行中维护费用相对增高。
SNCR项目中能源消耗主要为氨水、水、电能等。氨水耗量：经过计算，两种工艺中氨水消耗量为0.1m3/h；水耗量：传统工艺中用水源为风机冷却水、事故水、冲洗水等；直喷法工艺中用水源为事故水、冲洗水。故传统工艺中用水量比直喷法工艺用水量大约0.5m3/h；电能耗量：传统工艺比直喷法工艺多了风机这一动设备，电能消耗相应较大。
3 结语
经过上述两种工艺的对比分析，直喷法工艺相对于传统工艺来说，有以下优点：
（1）有效减少供货范围： 蒸发槽，热烟气风机，氨气/空气混合器，热烟气管道，AIG管道等。
（2）初期投资成本明显减少。
（3）由于减少热烟气风机而减少SCR系统的电消耗量，水消耗量同时减少，故总体运行成本降低。
（4）喷氨格栅容易积灰堵塞，运行维修成本相对较大；喷枪设计易于抽出检修，运行检修成本减少。
面对目前日益严峻的环境问题，各种脱硝技术迅猛发展，我国循环流化床锅炉SNCR脱硝改造过程中，在既希望脱硝效率满足要求，又兼顾经济成本的情况下，直喷法工艺更能满足企业的需求。
参考文献：
[1]断传和，夏怀祥.燃煤电站SCR烟气脱硝工程技术[M].北京：中国电力出版社，2009.
合成氨工艺总结范文4
本文介绍了合成氨生产的用途、工艺流程、工艺合成的方法及计算，并进行热量衡算和系统的物料衡算，对合成氨的强化措施以及设备的工艺计算。
【关键字】合成氨；系统工艺；设计方法；计算
一、合成氨的性质及用途
1、合成氨的性质
合成氨指由氮气和氢气在高压催化剂存在下直接合成的氨，别名：氨气。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大多数是合成的氨。合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
合成氨的主要元素是氮。氮是自然界里分布较广的一种元素。它是蛋白质的主要组成部分按重量计约占蛋白质的六分之一。可见氮元素对生命的重要性。空气中含氮含量很多，约79﹪（体积）。
以氮为原料合成氨是目前世界上用途最为广泛，也是最经济的一种方法。氨的用途很广。以氨为原料可以制造各种氮肥，氮肥施用量在化学肥量中占首位。氮本身就是一种高效肥料。合成氨工业是氮肥的基础，对农业增产起着十分重要的作用，而用化学肥料是农业增产的有效途径。
二、合成氨的工艺流程
（一）合成氨的工艺流程
1-氨合成塔；2-水冷器；3-氨分离器；4-循环压缩机；5-滤抽器；6-冷凝塔；7-氨冷器。
（二）氨的合成工艺说明
氨的合成是合成氨生产的最后一道工序，其任务是将经过精制的氢氮混合气合成为氨。工业上合成氨的各种工艺流程一般以压力的高低来分类。
1、分类
（1）高压法：操作压力70—100MPa，温度为550—650度。优点是氨合成效率高，混合气中的氨易被分离。
（2）低压法：操作压力10MPa左右，温度为400—450度。优点是操作压力和温度都比较低，故对设备要求低，容易管理，且催化剂活性较高。
（3）中压法：操作压力20—60MPa，温度为450—550度。其优缺点介于高压法与低压法之间，目前此法技术比较成熟，经济性比较好。
2、原料气制备
制备氢氮比为3：1的半水煤气。即造气，将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化后生成氢氮比为3：1的半水煤气。固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成，为了调节氢氮比，在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气，这个过程通常称为吹风回收。
以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程，然后重新转入吹风阶段，进入下一个循环。
3、净化
对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，只要包括变换过程，脱硫脱碳过程以及气体精致过程。
（1）一氧化碳变换
各种方法制取的原料气都含有CO其体积分数一般为12﹪—40﹪，先利用CO变换反应，在不同温度下分为高温变换以及低温变换。将一氧化碳含量降到0.25﹪左右。因此，一氧化碳变换式原料的制造的继续，又是净化过程。
（2）脱硫脱碳过程
各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱碳，以天然气为原料的蒸气转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂。一种有机煤为原料的部分转化，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂脱硫的位置。
（3）气体CO2精制过程
经CO变换和CO2脱出后原料中长尚含有少量的CO和CO2为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3分数。因此原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，既精制过程。
三、工艺计算
溶解在液氨中及漏损的气量约为新鲜气量的3%取94标米3，则消耗定额为：3265.99+91≈4370（标米3/吨氨）
合成氨工艺总结范文5
[关键词]氨曲南中间体 合成工艺 运用
中图分类号：T446 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0344-01
氨曲南中间体有很多，其中比较关键的是氨曲南主环，本文对氨曲南中间体合成工艺的运用进行了介绍。氨曲南属于抗生素，其可以抑制细菌细胞壁的合成，从而达到杀死细菌的目的，这种药物在临床中应用比较多，可以治疗细菌引发的多项感染疾病，比如肺炎、尿路感染等等。氨曲南的稳定性比较高，在与头孢菌素混合使用时不会产生交叉过敏反应，也不会引起中毒等现象，所以，属于比较安全的一类抗生素，在临床应用的过程中，疗效也比较显著。氨曲南主环的合成是制药一大难点，需要运用到的主要工艺有：三氧化硫磺化合工艺、氨基硫酸工艺以及七步合成法等等。在合成的过程中，为了提高收率，需要加入一定催化剂，为了降低合成的成本，需要选择性能佳、成本低的原材料以及催化剂，这样才能大规模生产。
氨曲南主环合成一般需要采用L-苏氨酸作为原料，该原料经过酯化、氨解、氨基保护等合成工艺加工后，可以提高产率。在七步合成法中，将酯化、氨解以及氨基保护统称为第一步，在制备N-Cbz-L-苏氨酰胺时，采用了一锅法，甲基磺酰氯遇水后会发生分解反应，但是对N-Cbz-L-苏氨酰胺进行除水处理有较大难度，在干燥后会形成甲磺酰化的N-Cbz-L-苏氨酰胺，由于这种合成工艺难度大、成本高，所以应用比较少。三乙胺有着较强的亲核性，其发生甲磺酰化反应时，会出现副反应，所以，必须加入适合的催化剂，还要对合成工艺进行优化与改进，在本组实验中，采用了DMAP-吡啶复合催化剂，而且受到了良好的反应效果，提高了收率以及纯度，这种新的合成工艺适合大规模生产，值得大力推广。
一、仪器与方法
1、试剂与仪器
L-苏氨酸（分析纯，冀州市华阳化工有限责任公司）；氯化亚砜（分析纯，上海启迪化工有限公司）；氯甲酸苄酯（分析纯，济南晶海化工有限公司）；无水硫酸镁（分析纯，武汉星化化工有限公司）；甲基磺酰氯（分析纯，上海睿腾化工有限公司）；吡啶（分析纯，常州瑞丽化工有限公司）。安捷伦1100高效液相色谱仪（安捷伦公司）；YRT-3熔点仪（天津市瑞莱特仪器有限公司）。
2、方法
在合成的过程中，需要加入一定量的L-苏氨酸以及甲醇，两种试剂分别取23.8g、240mL，在均匀搅拌后，将试剂在-5℃的条件下进行冷却，然后在加入45mL的氯化亚砜进行加热回流，时间为6h，在对该溶液进行冷却处理，冷却温度为40℃左右，在这一系列反应后可得到无色、粘稠状溶液；在该溶液中加入甲醇300mL，然后对其进行降温处理，在通入34g氨气，在室内的环境下搅拌72h。实验人员采用HPLC技术对反应的完全程度进行检测，在保证反应完全后，在蒸出甲醇中加入200mL水，将其温度降至5℃，搅拌均匀后同时加入37.5g氯甲酸苄酯以及氢氧化钠溶液，使混合后的溶液pH值达到8.0-8.5；对混合后的溶液进行HPLC检测，反应完全后加入50mL乙酸乙酯进行萃取、分液，再进行干燥处理，对滤液进降温处理，使其保持在5℃，然后加入20.6g甲基磺酰氯，0.2gDMAP，温度不变，再滴入18.5g吡啶，进行升温、降压蒸馏，得到微黄色固定物质，水洗、过滤处理后，得到白色粉末状物体，经过称量，该物体的质量为56.1g，收率达到了85%，纯度达到了98%，本次合成反应受到了良好的效果，改进工艺值得大力推广。
二、结果
1、甲基磺酰氯的量对磺酰化反应的影响
甲基磺酰氯与L-苏氨酸的物质的量比对反应收率的影响较大，实验结果见表1。
当甲基磺酰氯与L一苏氨酸的物质的量比为0.80：1时一反应收率低，原因是反应体系中的微量水分消耗了部分甲基磺酰氯造成反应不完全，因此反应体系中水分含量是影响反应收率的关键因素。DMAP加入后在反应动力学上改善了酰化反应的环境，促进了酰化反应的进行。当甲基磺酰氯的比例提高至0.90时，在DMAP的催化下，酰化反应进行趋十完全，继续提高比例效果不明显。
2、缚酸剂对磺酰化反应的影响
在此步反应中同时一存在3个竟争反应：①甲基磺酰氯与轻基形成甲磺酸酯 ；②甲基磺酰氯与胺类缚酸剂反应生成铰盐；③胺类缚酸剂与己经生成的甲基磺酸酯发生取代反应。因此，缚酸剂的种类对反应的影响很大。选择低亲核性的有机碱如吡啶及三正丁胺等对反应更有利。
利用正交试验法，对影响N-Cbz-U一甲磺酰基一L一苏氨酰胺合成的3个主要因素（有机碱的种类、有机碱与甲基磺酰氯的物质的量比及反应温度）进行考察研究，每个因素取3个水平，因素水平见表2。
用L9 （33）正交设计实验表安排实验，以N-Cbz-O一甲磺酰基一L一苏氨酰胺产率为考察指标，实验数据见表3。将上述数据进行极差分析，结果见表4。
根据正交实验结果可知，各因素对收率的影响排序为A（有机碱的种类）>B（有机碱与甲基磺酰氯的物质的量比）>C（反应温度）。根据优化组合可知N-Cbz-O一甲磺酰基一L一苏氨酰胺合成实验的最优条件为：吡啶为缚酸剂。
吡啶做为缚酸剂，其物质的量应与反应产生的酸的量一致。由十1个分子的甲基磺酰氯分解会产生一分子甲基磺酸和一分子氯化氢，因此作为缚酸剂的吡啶的量应大十甲基磺酰氯的量，经过实验确定1：1.3是两者最佳的物质的量比。
三、讨论
1、 N -Cbz-O-甲磺酰基-L-苏氨酰胺的合成可由“一锅法”直接制备。
2、DMAP一毗陡复合催化剂的作用下，可减少副反应的发生，可使4步反应（酯化、氨解、Cbz保护和甲磺酰化）的总收率由80.4%提高到85.0% ；
3、实验改进后的土艺可避免Cbz化产物的干燥，降低生产难度，更适合进行大规模的土业化生产。
参考文献
[1] 程忠玲.（3S-反式）-3-氨基-4-甲基-2-氧代-1-氮杂环丁烷磺酸的合成[J].化学试剂. 2010（06）
[2] 张宏，邓启华，罗有福.氨曲南小单环的合成工艺研究[J].化学世界. 2009（09）
合成氨工艺总结范文6
关键词：高浓度 氨氮废水 物化 生化
中图分类号：R124 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0147-01
氮是造成水体富营养化和环境污染的重要污染物质，氨氮污染主要产生于化工废水、化肥废水、焦化废水、味精废水、垃圾渗滤液、养殖废水等。一般而言，对生活污水和食品加工厂废水等低浓度氨氮废水，主要采用生化法处理，对大多数中等浓度氨氮的工业废水，根据废水实际情况和处理要求，可选择物理方法或生物硝化法处理。
1 物理法
1.1 吹脱法
吹脱法是目前国内用于处理高浓度氨氮废水较多的方法，吹脱出的氨可以回收利用。吹脱法适合处理高浓度氨氮废水，主要缺点是温度影响比较大，在北方寒冷季节效率会大大降低。孙业涛[1]等采用自制吹脱装置，对炉粉煤制气工艺产生的1716.2 mg/L的高浓度氨氮废水进行了研究，考察了温度、pH值、曝气量和吹脱时间对试验的影响，在氨氮吹脱过程中，温度对吹脱效果的影响最大，确定了适宜条件为温度25 ℃、pH值为11、曝气量1 m3/h、吹脱时间150 min，该条件下出水的氨氮脱除率可达99.52%，氨氮浓度为8.28 mg/L，达到污水综合排放标准一级排放标准。但须注意国内对吹脱出的氨有效利用不高，仅仅是将氨从水体转移至空气中，氨的污染问题并未得到妥善解决。
1.2 沉淀法
化学沉淀法是通过向含氨氮废水中加入含Mg2+和PO43-离子的药剂，与废水中的NH4+反应生成MgNH4PO4·6H2O复合盐（俗称鸟粪石），从而将氨氮从废水中去除。该方法在去除废水中氨氮的同时，得到了一种许多农作物所需的复合肥料MgNH4PO4·6H2O，而且同时也可去除废水中的磷，是一种变废为宝、经济可行的高浓度氨氮废水处理技术。罗领先等[2]以浓度为1520 mg/L的模拟高浓度氨氮废水为实验用水，研究了温度对反应速率的影响，然后又结合动力学条件对该反应pH的影响进行了探讨。结果表明，温度对化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的影响并不显著，而pH值的影响却很明显，一般要求反应的pH值控制在8～10之间，氨氮去除率可达到93%以上。
1.3 吸附法
沸石是一类以硅酸盐为主，具有阳离子交换性和较大吸附能力的矿物，其结构中含有碱金属或碱土金属离子，如Na+、Ca2+、Mg2+等。这些离子极易与周围水溶液中的阳离子发生交换作用，交换后的沸石晶格骨架结构不被破坏，并可再生，从而使沸石具有离子交换树脂的特性。近年来，国内许多学者利用沸石处理废水中的氨氮，研究表明沸石对氨氮具有很强的选择性离子交换能力；沸石作为极性吸附剂也是一种理想的生物载体。当废水浓度为200 mg/L，对氨氮的对数吸附等温线符合Freundlich方程，直线的斜率在0.1～0.5之间，可以作为高浓度氨氮废水的吸附剂使用。
2 生物法
近年来出现的新型脱氮工艺都力求缩短生物脱氮中氮元素的转化途径，其共同点是在脱氮过程中仅先将氨氮氧化成亚硝酸氮，然后进行短程反硝化或同步反硝化，与传统工艺相比，短程硝化反硝化需氧量减少25%，碳源需求减少40%，污泥产量减少300%。这一过程大大节约了碳源、能耗以及基建和运行费用。
2.1 半程硝化法
半短程硝化就是在微氧环境下将进水氨氮的一半氧化为亚硝酸氮，使出水NO2-N/NH3-H（质量浓度之比）为1∶1。李小霞[3]以自配制的高氨氮废水为进水，以硝化反硝化污泥为种，在SBR反应器中采用消化污泥驯化启动自养半短程硝化系统，试验过程说明，硝酸细菌始终存在于反应器中，只要条件适宜，都有可能繁殖生长，所以要严格控制自养半短程硝化系统的条件，防止短程硝化系统的转变。
2.2 同步硝化反硝化
当硝化与反硝化反应在同一个反应器中同时进行时，称为同时硝化反硝化。目前，对同步硝化反硝化的机制研究主要集中在微生物学、生物化学和物理学等方面，且多是考察在低DO条件下全程硝化的SND现象，吕宏德等[4]以垃圾渗滤液的UASB处理出水为研究对象，考察了在较高DO条件下，氨氮废水短程硝化反应器中SND现象及各影响因素之间的相互关系。当DO为2～5 mg/L时，SND对TN的去除率为5%～30%，30%，去除的TN大致等于硝化过程中减少的TKN与产生的NOx-N的差值。C/N是影响SND去除总氮的决定性因素，随着C/N比的提高，对TN的去除率增加。
2.3 短程硝化反硝化
短程硝化反硝化的新型脱氮途径，具有节约能源、碳源，减少污泥产量和占地面积省等几个大优点，因此自开发以来成为国内外污水处理专家的重视，并成为污水生物脱氮研究领域的热点。王厦[5]等着重研究了短程硝化对于高浓度氨氮废水的去除，并对相关因素进行了动力学分析。研究结果表明，经过驯化培养的活性污泥对高浓度氨氮废水有很强的降解能力，进水氨氮容积负荷最高时达到3.2 g/（L·d），远高于普通硝化反应的负荷。不同的温度、溶解氧浓度对氨氮降解有显著影响，35 ℃是合适的反应温度，溶解氧浓度控制在1 mg/L。同时，废水中有少量的有机物有利于氨氮降解，但是大量的有机物浓度会抑制亚硝化反应。
2.4 改进SBR
IMO-SBR工艺是结合了固定化微生物技术与SBR工艺的一种全新污水处理工艺，充分利用了固定化微生物和SBR的优点，既保留了固定化微生物，又较好地利用了成熟的SBR工艺。在30 ℃下，氨氧化菌具有较快的生长速率，氨氧化速率较快。系统对有机物有较高的去除效率，有机物浓度较高时对氨氧化菌的生长有一定的影响。合适的有机物浓度能提高系统的脱氮能力。系统对pH的变化有较强的适应性，即使较高的游离氨浓度对系统的影响也较小，但合适的pH能提高系统的脱氮能力。
参考文献
[1] 孙业涛，郭瓦力，单译，等.吹脱法处理粉煤制气工艺高浓度氨氮废水[J].化学工业与工程，2010，27（6）：487-489.
[2] 罗领先，崔喜军.化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的动力学研究[J].广东农业科，2010，6：203-204.
[3] 李小霞，解庆林，游少鸿，等.高浓度氨氮废水自养半短程硝化试验[J].桂林工学院学报，2009，29（4）：543-547.
