合成氨PPT

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
D. C3H8+O2
CO2+H2O
H2O 电解 H2+O2
4、在合成氨反应中，入口气体体 积比 N2:H2:NH3 为6:18:1，出口 气体体积比为9:27:8，则H2的转
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
第三节 合成氨工业
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
3、合成氨反应的特点：
N2(g)+3H2(g) (1体积) (3体积)
2NH3(g)+92.4kJ (2体积)
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 1:3 1:4 1:5 1:6
N2:H2
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）
① 可逆反应
② 正反应气体体积缩小
③ 正反应是放热反应
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
高压
温度
高温
低温
催化 剂
使用
不影响
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 )
氨
压 1×
含 量 强 105
温度
Pa
2000C
15.3
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
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 的方法是_通_入__过__量_空__气_____。
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 液态空气 蒸发 N2(先逸出) 物理方法 空气 碳 CO2(+N2) 分离出CO2 N2 化学方法
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)
化率为__2_5__%___。
N2+3H2
2NH3
起始 6 18
1
变化 X 3X
2X
6-X : 1+2X=9:8 X=1.5
H2转化率=
1.5×3 18
×100%=25%
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
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
Leabharlann Baidu
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
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
二、合成氨工业简述：
(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)。
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 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。