合成氨优质课件PPT
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化工工艺学1章合成氨.ppt
质烃类转化。其中以天然气为原料的气态烃类转化过程 经济效益最高，因此本节重点介绍气态烃类蒸汽转化过 程。
• 天然气中主要成份为甲烷，还含有乙烷、丙烷及其他少
量烯烃等，其中也有极少量的S等对催化剂有害的元素。 一般以甲烷为代表来讨论气态烃类蒸汽转化的主要反应 及其控制条件。
工段一之化学原理
1 转化的化学原理 P3
一、 概述 Introduction
• 空气中含有大量的游离氮，但是只有极少数农作物才能
直接吸收空气中的氮。大多数作物只能吸收化合态氮来 供给生长所需主要养分。将空气中的氮转化为氮化合物 的过程称为固定氮，它是化学化工研究中既古老又前沿 的课题。
• 目前已投入工业生产的主要固定氮方法：
1.合成氨法 2. 氰氨法 3.电弧法
• 本门课学习方法
✓ 化学原理
✓ 生产方法
✓ 工艺条件（T、P、catalyst……)
✓ 工艺流程
✓ 关键设备
①用什么原料？②用什么方法？ ③具体如何实现？
（化学原理）
H2 NH3
N2 3H2+N2=2NH3
（生产方法） （工艺流程、工艺条件、关键设备）
H2如何得？ N2如何得？ 如何合成NH3？
+Q
CO(g) + H2(g) = C(s) + H2O(g) + Q
（4） （5） （6）
工段一之工艺条件
2 转化的工艺条件
2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析 P3
热力学解决的是：是否有推动力-△B，反应可 否进行的问题。（参见《物化上册》）
2.2 甲烷蒸汽转化反应的动力学分析 P5
动力学解决的是：如何提高反应速率，减少反应 阻力，缩短达到平衡的时间的问题。（参见 《物化下册》）
• 天然气中主要成份为甲烷，还含有乙烷、丙烷及其他少
量烯烃等，其中也有极少量的S等对催化剂有害的元素。 一般以甲烷为代表来讨论气态烃类蒸汽转化的主要反应 及其控制条件。
工段一之化学原理
1 转化的化学原理 P3
一、 概述 Introduction
• 空气中含有大量的游离氮，但是只有极少数农作物才能
直接吸收空气中的氮。大多数作物只能吸收化合态氮来 供给生长所需主要养分。将空气中的氮转化为氮化合物 的过程称为固定氮，它是化学化工研究中既古老又前沿 的课题。
• 目前已投入工业生产的主要固定氮方法：
1.合成氨法 2. 氰氨法 3.电弧法
• 本门课学习方法
✓ 化学原理
✓ 生产方法
✓ 工艺条件（T、P、catalyst……)
✓ 工艺流程
✓ 关键设备
①用什么原料？②用什么方法？ ③具体如何实现？
（化学原理）
H2 NH3
N2 3H2+N2=2NH3
（生产方法） （工艺流程、工艺条件、关键设备）
H2如何得？ N2如何得？ 如何合成NH3？
+Q
CO(g) + H2(g) = C(s) + H2O(g) + Q
（4） （5） （6）
工段一之工艺条件
2 转化的工艺条件
2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析 P3
热力学解决的是：是否有推动力-△B，反应可 否进行的问题。（参见《物化上册》）
2.2 甲烷蒸汽转化反应的动力学分析 P5
动力学解决的是：如何提高反应速率，减少反应 阻力，缩短达到平衡的时间的问题。（参见 《物化下册》）
化学工艺学课件合成氨工艺30页PPT
生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢你的阅读
化学工艺学课件合成氨工艺
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢你的阅读
化学工艺学课件合成氨工艺
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
《合成氨的概述》课件
合成氨的发现
总结词
合成氨的发现可以追溯到19世纪末期，当时科学家们开始探索氮和氢合成氨的可能性。
详细描述
1898年，德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和助手卡尔·博施（Carl Bosch）成功地开发出了一 种能够实现大规模合成氨的方法，这种方法被称为哈伯-博施法。这一发现为工业生产和农业提供了大 量的氨，对全球经济发展和人类生存具有重要意义。
原料气的净化
总结词
原料气的净化是合成氨生产工艺的重要环节，主要是通过化学和物理方法去除 原料气中的杂质，如二氧化碳、硫化氢和氧气等。
详细描述
原料气的净化通常包括脱硫、脱碳和脱氧等过程。脱硫主要是用碱性溶液或固 体吸收剂去除硫化氢；脱碳主要是用溶液吸收或固体吸附剂去除二氧化碳；脱 氧主要是通过催化剂或氧化反应将氧气转化为水。
环保与安全问题
总结词
合成氨工艺中存在一些环保与安全问题，需要采取相应的措施加以解决。
详细描述
合成氨工艺中会产生大量的废气和废水，如果处理不当会对环境造成污染。因此，需要 采取一系列环保措施，如废气处理、废水处理和废弃物回收等。此外，由于合成氨工艺 需要在高温高压下进行，也存在一定的安全风险。因此，需要采取相应的安全措施，如
《合成氨的概述》 ppt课件
目 录
• 合成氨的简介 • 合成氨的生产工艺 • 合成氨的工艺特点 • 合成氨的未来发展 • 总结
01
合成氨的简介
合成氨的定义
总结词
合成氨是指将氮和氢在高温高压和催化剂的作用下合成为氨的过程。
详细描述
合成氨是一种化学反应，通常在高温高压和催化剂存在的条件下进行，将氮气和氢气合成为氨气。这个反应是工 业上大规模生产氨的重要方法，也是化学工业中的重要反应之一。
合成氨PPT课件
反应特点 ：
主要副反应
主反应总体上是吸热，体积增大的反应
C4 ＝ H 2 H 2 C 7.9 4 k.m J 1ol 2 C O C2 O C 1.7 4 k2 .m J 1ol C H O 2 ＝ H 2 O C 1.3 3 k 6 1 .m J 1o
16
1.2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析
鉴于合成氨工业生产的实现和它的研究对化学 理论发展的推动，1918年，哈伯获得了诺贝 尔化学奖。
哈伯及其实验装置
合成氨发展的三个典型特点： 1. 生产规模大型化。 1000~1500T/日 2. 能量的合理利用。 用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能。 3. 高度自动化。 自动操作、自动控制的典型现代化工厂。
第1章 合 成 氨 Synthesis of Ammonia
授课教师：蔡永伟
1
主要内容
1 1.1 概 述 2 1.2 原料气的制取 3 1.3 原料气的净化 4 1.4 氨的合成
2
1.1 概述 (Preface)
• 空气中含有游离氮(N2：78.03%)，但是只有豆科等能 够直接吸收空气中的游离氮。
1908年7月，德国化学家弗里茨·哈伯在实验 室用N2和H2在600℃、200个大气压，以锇 为催化剂的条件下合成了氨，虽然产率仅有 8%，却也是一项重大突破。并成功地设计了 原料气的循环工艺，这就是合成氨的哈伯法。
1913年，德国当时最大的化工企业——巴登 苯胺和纯碱制造公司，组织了以化工专家波施 为首的工程技术人员将哈伯的设计付诸实施， 进行了多达6500次试验，测试了2500种不 同配方的催化剂后，最后选定了含铅镁促进剂 的铁催化剂，将哈伯的合成氨设想变为现实， 一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。
【化学】合成氨ppt课件
浓度：将生成的氨及时从混合气中分别出来， 且向循环气中不断补充 N2、H2〔1:3)。
7、选择适宜消费条件的原那么：
(1)既要注不测界条件对二者影响一 致性,又要留意对二者影响的矛盾性。 (2)既要留意温度、催化剂对速率影 响的一致性,又要留意催化剂的活性 对温度的限制。 (3)既要留意实际上的需求,又要留意 实践能够性。
含 量 强 105 107 107 107 107 108
温度
Pa Pa Pa Pa Pa Pa
2000C
15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
3000C0 64.2 71.0 84.2 92.6 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
练习:
1、在合成氨工业中，为添加氨的日 产量，以下变化过程中不能使平衡 向右挪动的是〔 〕 A. 不断将氨分别出来
B. 运用催化剂 C. 采用5000C左右的温度 D. 采用2×107～5×107Pa的压强
2. 接触法制硫酸时，SO2催化氧化适 宜的温度是5000C,其理由是 (1)_加__快__反_响__速_率______(2)_提_高__催_化__剂__活_性___ (3)_温_度__过_高__不__利_于__S_O_3_生_成。此反响是气体 体积减少的反响，但工业消费中并未 采用加压措施的缘由是_常__压__下_S_O_2_转__化_, 为提高SO2的转化率，工率业曾上经常很高运用 的方法是_通_入__过__量_空__气_____。
3、 工业上用以合成氨的原料之一 ——
氢气，有一种来源是取自石油气。有人
设计了以下反响途径，假设反响都能进
7、选择适宜消费条件的原那么：
(1)既要注不测界条件对二者影响一 致性,又要留意对二者影响的矛盾性。 (2)既要留意温度、催化剂对速率影 响的一致性,又要留意催化剂的活性 对温度的限制。 (3)既要留意实际上的需求,又要留意 实践能够性。
含 量 强 105 107 107 107 107 108
温度
Pa Pa Pa Pa Pa Pa
2000C
15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
3000C0 64.2 71.0 84.2 92.6 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
练习:
1、在合成氨工业中，为添加氨的日 产量，以下变化过程中不能使平衡 向右挪动的是〔 〕 A. 不断将氨分别出来
B. 运用催化剂 C. 采用5000C左右的温度 D. 采用2×107～5×107Pa的压强
2. 接触法制硫酸时，SO2催化氧化适 宜的温度是5000C,其理由是 (1)_加__快__反_响__速_率______(2)_提_高__催_化__剂__活_性___ (3)_温_度__过_高__不__利_于__S_O_3_生_成。此反响是气体 体积减少的反响，但工业消费中并未 采用加压措施的缘由是_常__压__下_S_O_2_转__化_, 为提高SO2的转化率，工率业曾上经常很高运用 的方法是_通_入__过__量_空__气_____。
3、 工业上用以合成氨的原料之一 ——
氢气，有一种来源是取自石油气。有人
设计了以下反响途径，假设反响都能进
化工工艺学合成氨幻灯片PPT
（1）原料的预热温度：其高低应根据原料烃的 组成及催化剂的性能而定。 （2）对流段内各加热盘管的布置
(3) 转化系统的余热回收
现代大型氨最重要的特点是充分回收生产过程的余热， 产生高压蒸气作为动力。
29 合成氨工业
（四）、烃类蒸气转化主要设备
顶部烧嘴炉（图）
炉型 侧壁烧嘴炉
1、一段转化炉
梯台炉 冷底式（图）
1、外部供热的蒸汽转化法
2、内部蓄热的间歇操作法
3、自热反应的部分氧化法
11 合成氨工业
二、煤气化原理
（一）、化学平衡
1、以空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为： C+O2= CO2； △H0298=-393.77kJ/mol C+1/2O2=CO； △H0298=-110.59kJ/mol C+CO2=2CO； △H0298=-172.284kJ/mol CO+1/2O2=CO2；△H0298=-283.183kJ/mol 设CO2平衡转化率为α，总压为P 则
在制冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
5 合成氨工业
三、生产方法
（一）氰化法
CaO 3C 2 0 0oC 0 Ca2 CCO Ca2 CN2 1 0 0oC 0 CaC 2C N
CaC 23 NH2O CaC 32 O NH 3
（二）直接法
此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢 气直接合成为氨的一种生产方法。目前工业上合成 氨基本上都用此法。
烷烃：
或
C n H 2 n 2 n 2 1 H 2 O 3 n 4 1 C 4 n 4 H 1 C 2
C C n H n H 2 n 2 n 2 2 n n 2 2 O O H H n n2 C C ( ( 2 3 n n 1 1 ) ) O H H O 2 2
(3) 转化系统的余热回收
现代大型氨最重要的特点是充分回收生产过程的余热， 产生高压蒸气作为动力。
29 合成氨工业
（四）、烃类蒸气转化主要设备
顶部烧嘴炉（图）
炉型 侧壁烧嘴炉
1、一段转化炉
梯台炉 冷底式（图）
1、外部供热的蒸汽转化法
2、内部蓄热的间歇操作法
3、自热反应的部分氧化法
11 合成氨工业
二、煤气化原理
（一）、化学平衡
1、以空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为： C+O2= CO2； △H0298=-393.77kJ/mol C+1/2O2=CO； △H0298=-110.59kJ/mol C+CO2=2CO； △H0298=-172.284kJ/mol CO+1/2O2=CO2；△H0298=-283.183kJ/mol 设CO2平衡转化率为α，总压为P 则
在制冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
5 合成氨工业
三、生产方法
（一）氰化法
CaO 3C 2 0 0oC 0 Ca2 CCO Ca2 CN2 1 0 0oC 0 CaC 2C N
CaC 23 NH2O CaC 32 O NH 3
（二）直接法
此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢 气直接合成为氨的一种生产方法。目前工业上合成 氨基本上都用此法。
烷烃：
或
C n H 2 n 2 n 2 1 H 2 O 3 n 4 1 C 4 n 4 H 1 C 2
C C n H n H 2 n 2 n 2 2 n n 2 2 O O H H n n2 C C ( ( 2 3 n n 1 1 ) ) O H H O 2 2
合成氨工业生产课件
农药
合成氨是制造农药的重要成分。
医药
合成氨还可以用于制药中的合成 反应。
工业生产
合成氨在提高工业生产效率中也 具有重要的作用。
合成氨的生产工艺
1
氨的物理和化学性质
氨是一种无色、有强烈气味的气体。它的燃烧是生成水和氮氧化物。
2
氨的生产方法
合成氨的生产方法通常采用哈伯-玻斯曼过程，需要高压、高温、铁催化和氢气。
3
传统合成氨工艺
传统的合成氨工艺存在能源消耗高、开销大、环保问题等诸多问题。
4
新型合成氨工艺
新型合成氨工艺是一种绿色、高效、低耗的方法，采用先进的催化剂和反应条件实现合成氨 的高效率转化。
合成氨工业生产的优势和挑战
优势：高效、节能、环保
合成氨工业生产具有高效、节能、环保等诸多优势，有助于推动工业绿色化发展。
技术进步和创新发展方向
新型催化剂和反应条件不断涌现， 合成氨工业将朝着更加高效、节 能、环保的方向发展。
总结
本课件介绍了合成氨的定义、生产工艺、优势和挑战，以及全球合成氨产能 与消费量、合成氨的用途和市场需求、技术进步和创新发展方向。随着技术 进步和新型催化剂的应用，合成氨工业将会越来越高效、节能和环保。
挑战：原料供应、装置设计、废气处理
合成氨工业生产面临原料供应的不稳定性、装置设计的复杂性、废气处理的环保问题等诸多 挑战。
合成氨工业发展现状和趋势
全球合成氨产能与消费量
全球各国合成氨产能与消费量不 断增长，中国是最大的生产和消 费国家。
合成氨的用途和市场需求
肥料、农药、医药等行业对合成 氨的市场需求逐年增长。
合成氨工业生产ppt课件
合成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是广泛应用于肥料、农药、医药等领域的重要化工原料。本课件介绍 了合成氨的定义、生产工艺、优势和挑战、以及发展现状和趋势。
《合成氨的概述》课件
未来发展趋势
未来，合成氨工业将致力于将生产过程更加环保和可持续，降低成本，并在农业、生态和环 保等领域发挥更多作用。
环保和可持续发展
合成氨工业面临环保挑战，包括氮污染、资源和能源消耗等。但是，通过技术创新和生产工 艺的改善，合成氨工业正在走向环保和可持续发展。
合成氨的历史
1
巴斯德的发现
1860年，路易-巴斯德首先制备出人工合
海法的研究和创新
2
成氨，但其成本较高，导致无法作为工
一种更为经济高效的制备合成氨之法，
被称为“海法氨法”。
3
阿莫斯过程的开发和推广
1910年，英国化学家威廉-克劳福德-阿 莫斯发明了一种基于氮的固氮合成氨工 艺，被称为“阿莫斯过程”，解决了人工 合成氨成本较高的问题，成为现代合成 氨工业的基础。
合成氨的制备方法
海法氨法制备法
以氮和氢为原料，经催化剂作用，在高温、高压下 反应制得氨。
阿莫斯过程制备法
将氮在高压容器中与金属铁粉(或铁片、铁丝)反应 制得氨。
电弧放电法制备法
合成氢气氨法
将氮和氢气以一定比例混合，在电弧炉中进行放电， 使氮分子分解合成氨物质。
通过目标易碳化物转化为氢气，并与空气分离后转 化成合成氨。这是一种环保的低碳方法。
合成氨的应用
1 重要性
合成氨是农业和工业中不可或缺的重要原料，是制造硝化炸药和其他化学品必需品。
2 用途
合成氨被广泛应用于制造化肥、塑料、涂料、纺织品和药品等工业产品中。
3 在工业和农业中的应用
工业方面包括科学研究、国防等，农业方面包括种植业和畜牧业，具有广泛的应用前景。
合成氨的发展
发展历程
20世纪初，以海法氨法和阿莫斯法为基础的合成氨工业得到了广泛应用。如今，合成氨成为 人类命运共同体下将产生深远影响的关键关键物质之一。
未来，合成氨工业将致力于将生产过程更加环保和可持续，降低成本，并在农业、生态和环 保等领域发挥更多作用。
环保和可持续发展
合成氨工业面临环保挑战，包括氮污染、资源和能源消耗等。但是，通过技术创新和生产工 艺的改善，合成氨工业正在走向环保和可持续发展。
合成氨的历史
1
巴斯德的发现
1860年，路易-巴斯德首先制备出人工合
海法的研究和创新
2
成氨，但其成本较高，导致无法作为工
一种更为经济高效的制备合成氨之法，
被称为“海法氨法”。
3
阿莫斯过程的开发和推广
1910年，英国化学家威廉-克劳福德-阿 莫斯发明了一种基于氮的固氮合成氨工 艺，被称为“阿莫斯过程”，解决了人工 合成氨成本较高的问题，成为现代合成 氨工业的基础。
合成氨的制备方法
海法氨法制备法
以氮和氢为原料，经催化剂作用，在高温、高压下 反应制得氨。
阿莫斯过程制备法
将氮在高压容器中与金属铁粉(或铁片、铁丝)反应 制得氨。
电弧放电法制备法
合成氢气氨法
将氮和氢气以一定比例混合，在电弧炉中进行放电， 使氮分子分解合成氨物质。
通过目标易碳化物转化为氢气，并与空气分离后转 化成合成氨。这是一种环保的低碳方法。
合成氨的应用
1 重要性
合成氨是农业和工业中不可或缺的重要原料，是制造硝化炸药和其他化学品必需品。
2 用途
合成氨被广泛应用于制造化肥、塑料、涂料、纺织品和药品等工业产品中。
3 在工业和农业中的应用
工业方面包括科学研究、国防等，农业方面包括种植业和畜牧业，具有广泛的应用前景。
合成氨的发展
发展历程
20世纪初，以海法氨法和阿莫斯法为基础的合成氨工业得到了广泛应用。如今，合成氨成为 人类命运共同体下将产生深远影响的关键关键物质之一。
合成氨生产课件讲解73页PPT
合成氨生产课件讲解
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
化工工艺学合成氨课件
化工工艺学合成氨课件
图3-34 以重油为原料合成氨流程
第13页
3.2.2 原料气制备
•
合成氨中原料气中氢氢气碳比是：由表含示碳某种燃原料料转与化水
得到。
蒸气反应时释放氢比从水中
•
现在工业上采取天然释放气氢（轻包易含程度油。田气）、
炼厂气、焦炉气、石脑油、重油、焦炭和煤生
产合成氨。这些原料均可看做是有不一样氢碳
我国合成氨装置是大、中、小规模并存格局， 总生产能力为4260万t/a。
大型合成氨装置有30套，设计能力为900万
t/a，实际生产能力为1000万t/a；
中型合成氨装置有55套，生产能力为460万
t/a；
小型合成氨装置有700多套，生产能力为
2800万t/a。
❖我国产量为4222万吨，居世界第一。
化工工艺学合成氨课件
化工工艺学合成氨课件
第18页
一、烃类蒸气转化法
• ①催化剂活性组分、助催化剂和载体
• a活性组分：从性能和经济方面考虑，活 性组分，镍为最正确，含量在4%~30%较 为适宜。
• b助催化剂：提升镍活性、延长寿命和 增加抗析碳能力。可加入MgO作助催化剂。
• c镍催化剂载体：使镍高度分散、晶料变 细、抗老化和抗析碳等作用。惯用有氧化 铝、氧化镁、氧化钾、氧化钙、氧化铬、 氧化钛和氧化钡等。
化工工艺学合成氨课件
第33页
二、重油部分氧化法
• 2、反应条件 • 反应温度：1200~1370℃ • 反应压力：3.2~8.37MPa • 催化剂：无 • 水蒸气用量：每吨原料加水蒸气400~500kg • 水蒸气作用： • （1）起气化剂作用。 • （2）能够缓冲炉温及抑制析碳反应。
高中人教版化学选修2课件：第一单元 人工固氮技术—合成氨12张ppt
高温高压
N2(g) + 3H2(g) 催化剂
第五页，共12页。
2NH3 (g)(放热)
(三)产业(chǎnyè) 剖析 氨的原 料 抉择
考虑 : 产业 剖析 氨时N2取自于什么物质 ?H2又起 源(qǐyuán) 于那里 ?
N2要紧(yàojǐn氛)起围源 于(_从_氛__围 中不离出N2有哪些办法?) 氢气要紧起源 于_水__跟_ 碳氢化合物
(试写出C与水制取氢气的化学方程式)
C+H2O===CO+H2
催化剂
CH4+H2O===3H2+CO
催化剂
CH4+2H2O===4H2+CO2
第六页，共12页。
(四)产业 剖析 氨的四个花费 (huāfèi) 过程 :
想一想:制取原料(yuánliào) 气的过程
中常混有的气体杂质有(_怎__样_(_z_ě_n_y_à_ng) N2(g) + 3H2(g)
2NH3 (g)(放热)
考虑(kǎolǜ) :
依照勒夏特列道理 剖析探讨 剖析 氨 产业(chǎnyè) 适合的反应 前提 ?
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(二)产业(chǎnyè) 剖析 氨的反应 前提
• 1〕浓度：应用 适量 的氮气。 • 2〕温度(wēndù)：400～500℃； • 3〕高压:10MPa~30MPa； • 4〕催化剂(加快反应 速度 )：铁
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1、用图式表示 剖析(pōuxī) 氨的流程：
原料
污
剖
(yuánli
染
析
ào) 气
(w
的制取
ūr
ǎn)
不 离
液氨
第九页，共12页。
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2. 接触法制硫酸时，SO2催化氧化适
宜的温度是5000C,其理由是 (1)_加__快__反_应__速_率______(2)_提_高__催_化__剂__活_性___
(3)_温_度__过_高__不__利_于__S_O_3_生_成。此反应是气体
体积缩小的反应，但工业生产中并未
采用加压措施的原因是_常__压__下_S_O_2_转__化_, 为提高SO2的转化率，工率业已上经常很高使用
第三节 合成氨工业
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一 应用化学反应速率和化学平衡原理, 选择合成氨的适宜条件
1、选择生产条件的目的是什么？
尽可能加快反应速率和提高产物产率
2、选择生产条件的依据是什么？
外界条件对化学反应速率和化学平 衡的影响
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2Leabharlann 3、合成氨反应的特点：N2(g)+3H2(g) (1体积) (3体积)
的方法是_通_入__过__量_空__气_____。
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3、 工业上用以合成氨的原料之一 ——
氢气，有一种来源是取自石油气。有人
设计了以下反应途径，假设反应都能进
行，你认为最合理的是（
）
A.
C3H8
及高温 高温脱氢
C+H2
B. C3H8
C3H6+H2
C. C3H8+H2O 催化剂 CO+H2
2NH3(g)+92.4kJ (2体积)
① 可逆反应
② 正反应气体体积缩小
③ 正反应是放热反应
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3
4、填写下表
使氨生产快 使氨生成多 （速率分析） (平衡分析）
压强
高压
温度
高温
高压 低温
催化 剂
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使用
不影响
4
5、不同条件下平衡混合气中氨的含量(体积分数) (原料其中N2和H2的体积比是1:3 )
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讨论：能否用过量氮气提高氢气转
NH3% 化率？工业合成氨是否采用此方法？
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
0.1
1:1 1:2
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1:3 1:4 1:5 1:6
N2:H2 6
6、适宜条件:
温度: 500 0C (速率较快,转化率适中催化剂活性最大)
压强: 2×107～5×107 Pa（200～500atm）
氨
压 1×
含 量 强 105
温度
Pa
2000C
15.3
1× 2× 3× 6× 1× 107 107 107 107 108 Pa Pa Pa Pa Pa
81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
3000C 4000C 5000C 6000C
2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
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5000C 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0 99.3
5500C 85.6 92.9 94.9 96.7 97.7 98.3
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二、合成氨工业简述：
1、主要流程：
原料气制取 净化 压缩 合成 分离 液氨
2、原料气制取： 制氮气:
压缩
空气
碳
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液态空气 蒸发 N2(先逸出) 物理方法 CO2(+N2) 分离出CO2 N2 化学方法
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2SO2+O2
2SO3 不同条件下SO2转化率
(原料其中SO2和空气的体积比是1:3 )
SO2 P 1
5
10 25 50 100
转化率 atm atm atm atm atm atm
T
4000C 99.2 99.6 99.7 99.9 99.9 99.9
4500C 97.5 98.6 99.2 99.5 99.6 99.7
(有利于氨的合成,对动力、材料强度、 设备制造要求适中)
催化剂：铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂) 使反应物在较低温度下较快的进行反应。
浓度：将生成的氨及时从混合气中分离出来， 且向循环气中不断补充 N2、H2（1:3)。
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7、选择适宜生产条件的原则：
(1)既要注意外界条件对二者影响一
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制氢气:
炽热碳
水蒸气 CO+H2
H2O(气)
分离出CO2
CO2+H2
H2
C(S)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
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练习:
1、在合成氨工业中，为增加氨的日 产量，下列变化过程中不能使平衡
向右移动的是（ ）
A. 不断将氨分离出来 B. 使用催化剂 C. 采用5000C左右的温度 D. 采用2×107～5×107Pa的压强
致性,又要注意对二者影响的矛盾性。
(2)既要注意温度、催化剂对速率影
响的一致性,又要注意催化剂的活性
对温度的限制。
(3)既要注意理论上的需要,又要注意
实际可能性。
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讨论题：
分析讨论：反应 2SO2+O2 2SO3 +Q 适宜 的生产条件
常压，400～500 0C，V2O5催化剂并 使用过量空气
D. C3H8+O2
CO2+H2O
H2O 电解 H2+O2
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Thank you
感谢聆听 批评指导
汇报人：XXX 汇报日期：20XX年XX月XX日
感谢您的观看！本教学内容具有更强的时代性和丰富性，更适合学习需要和特点。为了 方便学习和使用，本文档的下载后可以随意修改，调整和打印。欢迎下载！