氨合成反应原理

结论：根据平衡移动规律可知，降低温度，提高压力， 有利于平衡向生成氨的方向移动。
氨合成影响因素
平衡氨含量：
（2）平衡氨含量 反应达到平衡时氨在混合气体中的百分含量。
1· 温度和压力的影响
温度/℃
350 380 420 460 500 550
压力/MPa
0.101 0.84% 0.54% 0.31% 0.19% 0.12% 0.07% 10.13 37.86% 29.95% 21.36% 15.00% 10.51% 6.82% 15.20 46.21% 37.89% 28.25% 20.60% 14.87% 9.90% 20.26 52.46% 44.08% 33.93% 25.45% 18.81% 12.82% 30.39 61.61% 53.50% 43.04% 33.66% 25.80% 18.23% 40.52 68.23% 60.59% 50.25% 40.49% 31.90% 23.20%
（4）惰性气体的影响 惰性气体含量增加，总反应速率下降。
总结
小结
• 什么是合成氨？（定义）
• 为什么要合成氨？（地位· 作用）
合成氨是重要的无机化工产品
由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨
• 怎么合成氨？（原理） • 什么影响氨合成？（影响因素）
温度 压力 氢氮比 惰性气体
合成氨用途
合成氨是重要的无机化工产品
氨主要用于制造氮肥和复合肥料，例如尿素、 硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合 肥，都是以氨为原料的。
氨合成的基本原理
氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的 其反应式为：
可逆 放热 体积减小
氨合成影响因素
平衡常数：
P(的分压
结论：惰性气体的存在，降低了氢气和氮气的有效分 压，使平衡氨含量下降。
思考：动力学角度 提高反应速率
（1）压力 提高压力可加快总反应速率。
（2）温度 最适宜温度：反应速率最大的温度。
思考：动力学角度 提高反应速率
（3）氢氮比 反应初期氢氮比为1.5，反应速率最快；随着反应的 进行，氨含量不断增加，最佳氢氮比随之增大；反 应趋于平衡时，最佳氢氮比接近于3。
表1 纯氢氮气（氢氮比为3）的平衡氨含量（体积分数）
结论：当温度降低，压力升高时，平衡氨含量增加。
2.氢氮比的影响
氢氮值是指合成氨的原 料气中氢组分和氮组分 的体积比或摩尔比，而 不是重量比。在合成气 组分组成中，其数值控 制在2.6~3.2，
结论：氢氮比在3左右时， 平衡氨含量具有最大值
3·惰性气体的影响
提出问题
• 什么是合成氨？（定义） • 为什么要合成氨？（地位· 作用） • 怎么合成氨？（原理）
• 什么影响氨合成？（影响因素）
合成氨定义
• 合成氨 指由氮和氢在高温高压和催化剂存 在下直接合成的氨，为一种基本无机化工 流程。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、 磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡 • 氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要 胶等都需直接以氨为原料 地位，其中约有80%氨用来生产化学肥料，20%为其它 化工产品的原料。