合成氨
化学合成氨方程式
化学合成氨方程式
【原创实用版】
目录
1.化学合成氨的概述
2.化学合成氨的方程式
3.化学合成氨的工业应用
4.化学合成氨的发展前景
正文
【1.化学合成氨的概述】
化学合成氨，又称哈伯 - 博世法，是一种通过特定的化学反应将氢气和氮气转化为氨的方法。
这一过程由德国化学家弗里茨·哈伯和卡尔·博世于 1909 年首次成功实现，为世界农业的发展做出了重大贡献。
氨（NH3）是一种重要的基础化学原料，广泛应用于肥料制造、化工生产等领域。
【2.化学合成氨的方程式】
化学合成氨的反应方程式如下：
2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
其中，N2 表示氮气，H2 表示氢气，NH3 表示氨气。
此反应需要在高温（180-210℃）和高压（140-300 大气压）的条件下进行，催化剂通常为铁、铑、钨等。
【3.化学合成氨的工业应用】
化学合成氨在工业上主要用于生产氮肥，如尿素、硝酸铵等，这些肥料对于提高农业产量具有重要意义。
此外，氨气还用于制造化工产品，如硝酸、尿素、聚氨酯、合成纤维等，这些产品在日常生活和工业生产中具有广泛的应用。
【4.化学合成氨的发展前景】
随着全球人口的增长和经济的发展，对粮食和资源的需求不断增加，化学合成氨在农业和工业领域的应用将持续扩大。
未来，化学合成氨的生产技术将继续优化和改进，提高产能和降低能耗，以满足不断增长的需求。
此外，氨气的储存和运输技术也将得到进一步发展，以提高安全性和降低成本。
合成氨的反应条件
合成氨的反应条件
1. 合成氨呀，那温度可得把握好啊！就像烤面包，温度太高面包就焦了，温度太低又烤不熟，合成氨的温度也有讲究呢！比如在工业生产中，合适的温度才能让反应顺利进行呀！
2. 压力也是很关键的呀！你想想，就像给气球打气，压力不够气球都鼓不起来，合成氨也需要合适的压力呢！比如在大型化工厂里，精准控制压力才能有好的效果呀！
3. 催化剂可不能少哇！这就好比汽车的油门，能让反应加速进行呢！像有些反应过程中，加入合适的催化剂，合成氨的效率就大大提高啦！
4. 原料的纯度重要不？那当然啦！就如同做菜，食材不干净做出来的菜能好吃吗？合成氨对原料纯度要求也很高呢！
5. 反应时间也得注意呀！时间短了反应不充分，时间长了又浪费资源，这和我们做事一样，得把握好度呀！比如在合成氨过程中，要找到那个最合适的时间点呢！
6. 反应容器也有影响呢！这就像人住的房子，房子不合适人住着也不舒服，合成氨的反应容器不合适也不行呀！
7. 操作的精细度很重要哇！稍微不注意就可能出问题，就像走钢丝，得小心翼翼的，合成氨的操作也是如此呢！
8. 环境的稳定也不能忽视呀！要是一会儿冷一会儿热，合成氨能顺利进行吗？肯定不行呀！
9. 工作人员的专业素养也超级重要呢！这就像一场比赛，运动员不专业怎么能赢呢？合成氨需要专业的人来操作呀！
10. 各个条件之间的配合简直太关键啦！就像乐队演奏，每个乐器都要配合好才能奏出美妙的音乐，合成氨的条件配合好了才能成功呀！
我觉得呀，要想合成氨顺利进行，这些反应条件一个都不能马虎，都得好好把控才行！。
合成氨反应条件
合成氨反应是一种重要的化学反应，通常在高温高压的条件下进行。
该反应的化学方程式为：
N2 + 3H2 → 2NH3
其中，N2和H2是反应物，NH3是生成物。
为了促进合成氨反应的进行，需要提供适当的条件。
首先，反应需要在高温下进行，通常在400-500摄氏度之间。
这是因为高温可以增加气体分子的平均动能，从而增加它们之间的碰撞频率和能量。
其次，反应需要在高压下进行，通常在100-200大气压之间。
这是因为高压可以增加气体分子之间的距离，从而减少它们的相互排斥力，并增加它们之间的碰撞概率。
此外，还可以通过使用催化剂来促进反应的进行。
常用的催化剂包括铁、钼、钨等金属。
这些催化剂可以降低反应的活化能，从而加速反应速率。
总之，合成氨反应需要在高温高压的条件下进行，并且可以使用催化剂来促进反应的进行。
这些条件的选择对于提高反应速率和产率非常重要。
合成氨的化学式
《说说合成氨的化学式那点事儿》嘿，朋友们！今天咱来唠唠合成氨的化学式。
这合成氨啊，可是个挺厉害的东西呢。
咱先说说啥是合成氨吧。
简单来说，合成氨就是把氮气和氢气在一定条件下合成氨气。
这氨气呢，用处可大了。
可以用来做化肥啦，制药啦，还有好多其他的用处。
那合成氨的化学式是啥呢？嘿嘿，就是N₂+3H₂₂2NH₂。
看起来有点复杂哈，其实也不难理解。
就是一个氮气分子和三个氢气分子在一定条件下反应，生成两个氨气分子。
这化学式里的氮气和氢气都是从哪儿来的呢？氮气嘛，咱空气里就有很多。
氢气呢，可以通过一些方法制取，比如水电解啦，天然气重整啦。
合成氨这个过程可不简单哦。
需要在高温、高压还有催化剂的作用下才能进行。
就好像是一场魔法表演，得有合适的条件才能变出氨气来。
咱再说说这合成氨的重要性吧。
没有合成氨，咱的农业可就没那么发达了。
化肥少了，粮食产量就上不去。
那咱就得饿肚子啦。
所以啊，合成氨可是为咱的生活做出了大贡献呢。
而且啊，合成氨的技术也在不断进步。
科学家们一直在努力，想让合成氨的过程更高效、更环保。
说不定以后咱就能用更简单的方法合成出更多的氨气来。
学习合成氨的化学式也挺有意思的。
你可以想象着氮气和氢气分子在那里蹦蹦跳跳，然后在催化剂的帮助下变成氨气分子。
就像一场小小的化学派对。
要是你对化学感兴趣，还可以自己动手做一些小实验，感受一下合成氨的神奇。
不过可一定要注意安全哦，别瞎折腾。
总之呢，合成氨的化学式虽然看起来有点复杂，但其实很有趣。
它让我们看到了化学的魅力，也让我们感受到了科学的力量。
所以啊，朋友们，让我们一起好好认识一下合成氨的化学式吧。
合成氨方程式
合成氨方程式合成氨（Synthesis of Ammonia），也被称为哈柏-博士过程（Haber-Bosch process），是一种重要的工业化学反应。
该反应利用氮气和氢气作为原料，经过一系列催化剂的作用，在高温高压条件下生成氨。
合成氨广泛应用于农业肥料、化工原料和制药工业等领域。
合成氨方程式可以简洁地表示为：N₂ + 3H₂ -> 2NH₃在这个反应中，每一份氮气（N₂）与三份氢气（H₂）通过催化剂的作用生成两份氨（NH₃）。
该方程式表明，合成氨的生成是一种消耗氢气和氮气的反应。
合成氨反应通常在高温高压条件下进行，一般温度为350-550℃，压力为100-250 atmospheres。
这些条件能够提供足够的能量和压力，以克服反应的活化能。
然而，这也使得该反应过程具有很高的能耗。
在合成氨反应中，催化剂起着关键的作用。
常用的催化剂是铁（Fe）和钴（Co）的氧化物或卤化物。
这些催化剂能够加速反应速率，降低反应温度和压力要求。
此外，钾氧化铝（KAlO₂）等助剂也经常被添加到催化剂中，以提高催化剂的稳定性和活性。
合成氨方程式表明，氮气分子中的三个共有电子对（三个共价键）被氢气分子中的三个孤对电子（三个孤对键）所取代。
这个过程是通过氢气分子逐一加成到氮气分子上来实现的。
反应进行过程中，生成氨的活化能被催化剂降低，反应速率得到提高。
合成氨的重要性在于其大规模的应用。
首先，合成氨被广泛用作氮肥的原料。
农业中，合成氨以肥料的形式施用，提供植物所需的氮元素。
其次，合成氨还可用作化工原料，用于制造合成树脂、合成纤维、胶粘剂等化学品。
此外，合成氨还是许多药物合成的重要中间体和原料。
总结起来，合成氨是一种重要的工业化学反应，通过催化剂的作用，将氮气和氢气在高温高压条件下，生成氨。
合成氨方程式N₂ + 3H₂-> 2NH₃描述了该反应的产物和反应物的摩尔比例。
合成氨的应用广泛，包括农业肥料、化工原料和制药工业等领域。
合成氨反应的化学方程式
合成氨反应的化学方程式《合成氨反应：化学世界里的神奇魔法》我呀，一直觉得化学就像一个充满魔法的世界。
今天我想和大家讲讲合成氨反应这个超级厉害的化学魔法。
合成氨反应的化学方程式是N₂+3H₂⇌2NH₃。
这个方程式看起来就像一串神秘的密码，可它背后隐藏着好多有趣的故事呢。
就像盖房子需要砖头和工人一样，合成氨也需要原料。
氮气和氢气就是合成氨的原料。
氮气呀，到处都是，它在空气中占了很大的比例。
氢气呢，也不简单。
你想啊，氮气就像一个很沉稳的大叔，不太容易被改变，氢气就像是个调皮的小精灵，到处跑来跑去。
这两个家伙怎么就能变成氨呢？这就像是要让沉稳的大叔和调皮的小精灵合作干一件大事。
我问我的化学老师，老师呀，这氮气和氢气怎么就能变成氨呢？老师笑着说，这可不容易呢。
这个反应就像一场艰难的比赛，得有合适的条件才行。
就像我们跑步比赛得有跑道、得有合适的天气一样。
合成氨反应得有高温、高压还有催化剂。
高温就像是给这场比赛加油助威的观众，让氮气和氢气这两个“选手”充满活力。
高压呢，就像是比赛的规则，让它们不得不靠得更近，更容易发生反应。
催化剂就像是一个超级聪明的裁判，引导着反应快速进行。
我有个同学叫小明，他就特别好奇。
他说：“这氨有啥用啊？这么费劲地去合成它。
”我就跟他说：“哎呀，你可别小瞧了氨。
氨就像是一个多面手。
它可以用来做化肥呢。
你看那些庄稼，如果没有肥料，就像我们人没有饭吃一样，长不好。
氨做的化肥就像是庄稼的美食，让庄稼长得又高又壮。
”我还在书上看到，以前合成氨可困难啦。
科学家们就像探险家在黑暗中摸索一样。
他们不断地尝试不同的温度、压力和催化剂，就像我们在玩拼图，一块一块地试着，看怎么才能把这个合成氨的拼图拼好。
那时候的科学家肯定也有很多次想要放弃，就像我们做数学题，怎么算都算不对的时候，也想把本子一扔，说我不做了。
但是他们没有放弃，最后找到了合适的方法，这才让我们现在能够轻松地利用这个反应来制造氨。
在工厂里，那些大罐子、大管道就像是合成氨反应的舞台。
合成氨的方程式
合成氨的方程式
合成氨的方程式如下:
2NH3 + O2 → 2H2O + N2
这是一个经典的化学反应，称为氨的合成。
在这个反应中，氨气 (NH3) 和氧气 (O2) 反应生成水 (H2O) 和氮气 (N2)。
这个反应是碱性反应，发生在高温高压条件下。
氨的合成是合成氮肥的重要方法之一。
氮肥是农业生产中必需的生产资料，氨的合成可以为植物提供氮源，提高农作物的产量和质量。
此外，氨的合成也是化学工业中重要的反应之一，它涉及到许多其他的化学品的生产，如尿素、硝酸、硫酸等。
拓展:
氨的合成是碱性气体反应的典型例子。
在碱性气体反应中，碱金属或碱土金属的化合物与气体反应生成相应的碱金属或碱土金属离子和氢氧根离子。
在氨的合成反应中，NH3 和 O2 反应生成 H2O 和 N2，同时释放出能量。
氨的合成反应是工业上生产氨的重要方法之一。
其他常见的氨的合成方法包括电解氨、光氯化氨和氨氧化法等。
在氨的合成过程中，需要注意控制反应条件，如温度、压力、催化剂种类和用量等，以获得高效的合成率和优质的氨产品。
合成氨条件方程式
合成氨条件方程式合成氨，这在化学的世界里可算是个相当了不起的事儿呢。
咱们得先知道啥是合成氨的条件方程式呀。
这方程式啊，就像是一把神奇的钥匙，能打开合成氨这个宝藏的大门。
合成氨的反应方程式是N₂+3H₂⇌2NH₃。
这看起来简简单单的几个字母和数字组合，背后的学问可大着呢。
要让这个反应顺利进行，那条件可得好好把握。
温度就是一个很关键的因素。
这就好比咱们做饭，不同的菜需要不同的火候一样。
合成氨反应里，温度不能太高也不能太低。
如果温度太高，就像你烧水的时候火太大，水一下子就烧干了，反应就朝着不利于生成氨的方向去了。
要是温度太低呢，就像小火慢慢炖，可这炖的速度又太慢了，产量就上不去。
一般来说啊，合适的温度范围就像是给这个反应穿上了一件刚刚好的衣服，让它舒舒服服地生成氨。
压强也是个重要角色。
咱们可以把反应体系想象成一个小屋子，压强就是屋子里的空气压力。
压强增大的时候，就像屋子里的人被挤得更紧了，那些氮气和氢气分子也被挤得更近了。
这样它们就更容易碰到一起，发生反应生成氨。
可压强也不能无限制增大呀，这就像屋子不能无限度地塞人一样，压强太大，设备就受不了啦，成本也会噌噌往上涨，就像你买东西的时候，价格突然变得特别贵，那可划不来。
还有催化剂呢，催化剂就像是这个反应的小助手。
它自己不参与反应，但是能让反应速度加快。
这多神奇啊，就好像你跑步的时候，有个人在旁边给你加油打气，你就跑得更快了。
在合成氨里，铁触媒就是这样一个得力的小助手，它能让氮气和氢气更快地结合成氨，提高生产效率。
咱们再从工业生产的角度看看这个合成氨条件方程式。
在大型的合成氨工厂里，那些巨大的反应设备就像是一个个超级厨房，要精确地控制温度、压强，还要加入合适的催化剂。
如果温度控制不好，那生产出来的氨的量就会大打折扣，这就像厨师做菜的时候盐放多了或者少了，做出来的菜就不好吃了。
压强不合适呢，就像厨房的炉灶火力不对，做出来的东西也不对味儿。
而没有催化剂这个小助手，那就像厨师没有得力的厨具，做起菜来慢吞吞的。
《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。
合成氨的分类
合成氨的分类
合成氨通常可以分为以下几种分类：
1. 工业合成氨：工业合成氨是指通过哈柏-博什过程或其他化学反应制备的氨气。
这种氨气通常用于制造各种化肥和其他化学品。
2. 实验室合成氨：实验室合成氨是指在实验室中通过化学反应制备的氨气。
这种氨气通常用于科研和实验室教学等领域。
3. 生物合成氨：生物合成氨是指通过微生物发酵或固氮作用等生物过程产生的氨气。
这种氨气通常用于农业领域，作为植物的营养来源。
4. 医用合成氨：医用合成氨是指通过化学反应制备的高纯度氨气，用于医疗领域中的诊断和治疗。
5. 食品级合成氨：食品级合成氨是指通过化学反应制备的高纯度氨气，用于食品加工、保鲜等领域中。
这种氨气需要符合特定的安全标准，以确保食品的安全性和质量。
氨的合成方法
氨的合成方法
1.氨气与氢气的直接合成：常见的直接合成氨的方法是通过气态氮气和氢气在高温高压条件下催化反应制得。
这种方法需要使用特殊的催化剂，如铁钾催化剂或铁锆催化剂，反应温度通常在400500摄氏度，压力在100200大气压。
这个方法广泛应用于工业生产中。
2.氧化铵法：氧化铵法是一种将铵盐经过催化剂催化氧化产生氨的方法。
具体步骤为首先将铵盐（如尿素或氨盐）与气态空气或氧气在高温下催化燃烧，生成一氧化氮和水蒸气，然后将一氧化氮与过量的氢气在催化剂的作用下反应生成氨。
这种方法的优点是反应条件较为温和，使用方便，但产氨量一般较低。
3.超临界氮气合成法：超临界氮气合成法是一种新的氨合成方法，可以在常压下实现氮气与氢气的合成。
该方法利用氢气和氮气在超临界条件下（如高温高压或低温低压）直接反应，产生氨。
这种方法具有操作简单、环境友好、能源消耗低等优点，但目前仍处于实验研究阶段。
4.微生物发酵法：微生物发酵法是通过利用氮固定菌，如植物根际中的根瘤菌或土壤中的氮固定细菌，将大气中的氮气固定成氨。
这种方法需要种植植物或在土壤中添加适当的菌种，通过微生物代谢过程产生氨。
这种方法在农业中广泛应用，可提供植物生长所需的氮源，促进作物生长。
合成氨产量计算公式
- 如果要将体积换算成质量，根据理想气体状态方程PV = nRT，先求出氨的物质的量n=(PV)/(RT)（P为压强，V为体积，R为气体常数，T为温度），再根据m=nM求出氨的质量。
合成氨产量计算公式
一、理论基础。
1. 氨合成反应方程式。
- 合成氨反应的化学方程式为N_2 + 3H_2{催化剂}{⇌}2NH_3。从方程式可以看出，1体积的氮气和3体积的氢气反应生成2体积的氨气（在相同条件下，根据理想气体状态方程PV = nRT，当P、T相同时，V与n成正比）。
2. 根据化学计量关系计算。
2. 基于反应前后气体体积变化的计算（在一定条件下）
- 假设反应前N_2和H_2混合气体的总体积为V_1（在一定温度和压强下），反应后气体总体积为V_2。
- 根据反应方程式，反应前后气体体积的变化量Δ V与生成氨的体积V(NH_3)有一定关系。
- 由反应方程式可知，每反应4体积的原料气（1体积N_2 + 3体积H_2）会生成2体积的NH_3，反应后气体总体积减少2体积。
二、实际产量计算。
ห้องสมุดไป่ตู้1. 基于原料气转化率的计算。
- 设N_2的转化率为α，投入N_2的物质的量为n_0mol。
- 实际反应的N_2的物质的量为n = n_0×α。
- 根据反应方程式，生成氨的物质的量n(NH_3)=2n = 2n_0×α。
- 如果要换算成质量（m），根据公式m=nM（M为摩尔质量），氨的摩尔质量M(NH_3) = 17g/mol，则氨的实际产量m(NH_3)=2n_0×α×17g。
合成氨的化学反应方程式
合成氨的化学反应方程式合成氨是一种重要的化学原料，在工业生产和农业领域都有广泛的应用。
它的化学反应方程式描述了通过何种途径可以合成氨气体。
本文将介绍几种常见的合成氨的化学反应方程式。
1. 氨的Haber-Bosch合成Haber-Bosch合成是工业上合成氨最常用的方法，它的反应方程式如下所示：N2 + 3H2 -> 2NH3在该反应中，氮气（N2）和氢气（H2）经过催化剂的作用，发生反应生成氨气（NH3）。
这种方法是一种高温高压的过程，通常在400-500摄氏度和200-250大气压的条件下进行。
2. 氨的Ostwald过程Ostwald过程是另一种常用的合成氨方法，它的反应方程式如下所示：4NH3 + 5O2 -> 4NO + 6H2O2NO + O2 -> 2NO23NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO在该过程中，首先通过Haber-Bosch合成得到氨气，然后将氨气与氧气反应生成一氧化氮（NO）和水（H2O），随后一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮（NO2），最后将二氧化氮与水反应生成硝酸（HNO3）和一氧化氮。
这个过程也被称为硝酸工业的副产品。
在实际应用中，硝酸可用于制造肥料和爆炸物等。
3. 氨的电解法氨的电解法是一种不同寻常的合成氨方法，其反应方程式如下所示：2NH4Cl + 2H2O -> 2NH3 + 2HCl + O2在该过程中，氯化铵（NH4Cl）溶液经过电解，产生氨气、盐酸（HCl）和氧气（O2）。
这种方法通常在实验室中使用，但在工业规模上并不常见。
4. 氨的电化学合成氨的电化学合成是一种新型的合成氨方法，其反应方程式如下所示：N2 + 6H2O -> 2NH3 + 3O2 + 6e-在该反应中，氮气和水在电解条件下发生电化学反应，生成氨气、氧气和电子。
这种方法具有更低的温度和压力要求，且使用可再生能源进行电解，具有较好的环境友好性。
合成氨的概述
未来发展趋势预测
绿色低碳发展
随着环保意识的提高，未来合成氨产业将更加注重绿色低碳发展 ，推动清洁能源和可再生能源的应用。
技术创新加速
技术创新将成为合成氨产业发展的重要驱动力，推动产业不断升 级和转型。
国际化合作加强
随着全球化进程的加速，国内外合成氨企业之间的合作将进一步 加强，推动产业协同发展。
06
控制策略
为了实现精确的温度和压力控制，可以采用先进的控制策略，如PID控制、模糊控制和神 经网络控制等。这些控制策略可以根据实时监测数据进行实时调整，提高合成氨生产的稳 定性和效率。
04
生产过程中环境影响 及治理措施
废气排放及处理
废气来源
合成氨生产过程中产生的废气主 要包括氨气、氮气、氢气等。
废气处理
THANK YOU
作用
合成氨是农业生产中重要的氮肥 来源，也是工业领域的重要原料 ，用于生产各种含氮化学品，如 硝酸、尿素等。
化学反应方程式
原料与产品
原料
合成氨的主要原料是氮气和氢气。氮气来自空气，氢气则通 常通过天然气、石脑油、重油等烃类原料与水蒸气在高温下 进行催化反应制得。
产品
合成氨的产品主要是液氨和氨水。液氨是将氨气冷却至其液 化温度以下得到的液体，而氨水则是将氨气溶于水得到的溶 液。这些产品广泛应用于农业、化工、医药等领域。
针对不同类型的废气，采取相应 的处理措施，如氨气可采用水洗 、酸洗等方法进行处理，氮气和 氢气则可通过燃烧或回收等方式
进行处理。
排放控制
加强废气排放的监测和控制，确 保废气排放符合国家和地方的环
保标准。
废水治理技术
废水来源
合成氨生产过程中产生的废水主要包括冷却水、洗涤水、 工艺废水等。
合成氨的氨合成反应最佳反应温度
合成氨的氨合成反应最佳反应温度合成氨的氨合成反应在现代工业中可是个“大明星”，它的应用不仅广泛，还对我们的生活至关重要。
不过，想要让这个反应“登台演出”得心应手，我们得搞清楚一个关键问题，那就是：合成氨的最佳反应温度到底是多少？让我们一探究竟吧！1. 合成氨的基本背景1.1 氨合成反应的简介合成氨反应是指将氮气（N₂）和氢气（H₂）在一定条件下合成氨气（NH₃）的过程。
这个反应听上去简单，但要做到高效稳定，那可真是“高深莫测”。
反应的化学方程式是这样的：[ N_2 + 3H_2 rightarrow 2NH_3 ]。
这个反应需要在高温高压下进行，换句话说，就是在“恶劣环境”下才会“得心应手”。
1.2 为何温度如此重要？反应温度就像是你烤蛋糕时的烤箱温度，温度高了蛋糕烤焦了，低了又不熟。
合成氨的反应也是一样，温度直接影响反应的速度和产量。
要是在不对的温度下，氨气的产量可能会让你大失所望。
2. 反应温度的选择2.1 温度对反应速度的影响温度高，反应速度快，氨气产量也上升。
这就像是在打篮球时，你的状态好，速度快，自然得分多。
但是，温度一高，也会带来一些麻烦，比如催化剂的寿命缩短，能源消耗增加。
这个平衡点就像是“骑虎难下”，需要精确把握。
2.2 温度对产量的影响根据化学原理，合成氨的反应是一个放热反应，也就是说，反应过程中会释放热量。
高温下，反应速率虽快，但氨的产量却会下降。
因为高温不利于氨气的稳定存在，氨气容易分解。
换句话说，高温下氨气就像是“水中捞月”，不容易抓住。
3. 实际操作中的最佳温度3.1 工业上的温度选择在工业生产中，氨合成反应一般在450°C到500°C之间进行。
这个温度范围算是一个“黄金分割点”，既能保证反应的速度，也能让氨气的产量最大化。
虽然这个温度高得让人咋舌，但这是因为氨合成反应的“需要”，为了获得高效的产量，咱们也得“舍得花钱买速度”。
3.2 催化剂的作用催化剂在合成氨中扮演了“秘密武器”的角色，铁催化剂常用来加快反应速度。
合成氨
合成氨工业综述1.氨的性质氨与酸或酸酐可以直接作用，生成各种铵盐；氨与二氧化碳作用可生成氨基甲铵，脱水成尿素；在铂催化剂存在的条件下，氨与氧作用生成一氧化氮，一氧化氮继续氧化并与水作用，便能得到硝酸。
氨在高温下(800℃以上)分解成氮和氢；氨具有易燃易爆和有毒的性质。
氨的自燃点为630℃，氨在氧中易燃烧，燃烧时生成蓝色火焰。
氨与空气或氧按一定比例混合后，遇明火能引起爆炸。
常温下氨在空气中的爆炸范围为15.5～28％，在氧气中为13.5～82％。
液氨或干燥的气氨，对大部分物质没有腐蚀性，但在有水的条件下，对铜、银、锌等有腐蚀作用【2】。
合成氨工艺流程在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下，N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后，将余料在送回反应器进行反应，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。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:造气 -> 半水煤气脱硫 -> 压缩机1，2工段 -> 变换 -> 变换气脱硫 ->压缩机3段 -> 脱硫 ->压缩机4，5工段 -> 铜洗 -> 压缩机6段 -> 氨合成 -> 产品NH3采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下: 造气 ->半水煤气脱硫 ->压缩机1,2段 ->变换 -> 变换气脱硫 -> 压缩机3段 ->脱碳 -> 精脱硫 ->甲烷化 ->压缩机4,5,6段 ->氨合成 ->产品NH32.合成氨工艺2.1依据合成条件—压力的不同的几种合成方法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在催化剂的作用下多快好省地合成为氨。
合成氨
合成氨氨气分子式为NH3，英文名：syntheticammonia。
合成氨是指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
一、合成氨基本简介生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
①哈伯法合成氨。
在600℃的高温、200个大气压、含铅镁促进剂的铁催化剂的条件下，在炽热的焦炭上方吹人水蒸汽，可以获得几乎等体积的一氧化碳和氢气的混和气体。
其中的一氧化碳在催化剂的作用下，进一步与水蒸汽反应，得到二氧化碳和氢气。
然后将混和气体在一定压力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了较纯净的氢气。
同样将水蒸汽与适量的空气混和通过红热的炭，空气中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉，从而得到了所需要的氮气。
②天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
③重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
④煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
合成氨反应式如下：N2+3H2 2NH3该反应具有以下的特点：A可逆反应B熵减小的反应ΔH=-92.4kJ/molC正反应是放热反应D正反应气体体积缩小E要有催化剂反应的适宜温度：700K反应的适宜压力：2×107∽5×107Pa催化剂：铁触媒，以铁为主体的多成分催化剂，使反应在较低温度下较快进行合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
天然气合成氨的方程式
天然气合成氨的方程式一、天然气合成氨的方程式1. 天然气的主要成分是甲烷（CH₄），天然气合成氨的反应过程比较复杂，主要的反应方程式如下：首先是甲烷的蒸汽重整反应：CH₄ + H₂O(g) = CO + 3H₂，这个反应是在高温（一般700 - 1100℃）和催化剂（通常是镍基催化剂）的作用下进行的。
可以想象一下，甲烷就像一个调皮的小分子，遇到了水蒸气这个小伙伴，然后在催化剂这个“魔法棒”的作用下，发生了变化，变成了一氧化碳和氢气呢。
接着是一氧化碳的变换反应：CO + H₂O = CO₂+ H₂，这个反应也是在催化剂（一般是铁 - 铬系或者铜 - 锌系催化剂）的作用下进行的，温度大概在200 - 500℃。
这一步就像是一氧化碳这个家伙又和水蒸气发生了新的故事，然后变成了二氧化碳和更多的氢气。
最后就是合成氨反应：N₂+ 3H₂ = 2NH₃，这个反应需要在高温（400 - 500℃）、高压（10 - 30MPa）和催化剂（铁催化剂为主）的条件下进行。
氮气和氢气这两个大伙伴，在这么严格的条件下，在催化剂的撮合下，紧紧抱在一起变成了氨分子。
2. 在实际的工业生产中，还有很多副反应可能会发生。
比如说，甲烷可能会发生裂解反应：CH₄ = C + 2H₂，这里的C可能会以炭黑的形式出现，这就像一个小插曲，在合成氨的大故事里偶尔冒出来捣乱一下。
还有一些其他的复杂反应，不过这些副反应是我们不希望看到太多的，因为它们会影响氨的产量和纯度呢。
3. 从反应的原理来看，整个天然气合成氨的过程就像是一场接力赛。
甲烷先出发，通过和水蒸气的反应转化为一氧化碳和氢气，一氧化碳再接力，变成二氧化碳和氢气，最后氢气和氮气携手冲向终点，变成氨。
每一步都很关键，就像每个运动员在接力赛中的表现都很重要一样。
而且每个反应的条件都要控制得很好，就像运动员要保持良好的状态一样，这样才能让整个合成氨的过程顺利进行，得到我们想要的氨产品。
合成氨的详细工艺流程及反应方程式
合成氨的详细工艺流程及反应方程式下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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五、原料气净化 （一）脱硫 合成气中硫化物主要有H2S、硫氧化碳、硫醇、硫 醚、和噻吩等有机硫。硫化物是各种催化剂的毒物， 硫化氢能腐蚀设备和管道。因此，应根据原料气中 的含硫量和工艺要求的净化程度来选择适当的脱硫 方法。 三种原料的脱硫方法比较 ① 以天然气为原料，含硫量较低，因此常用活性 炭、ZnO、氨水催化法、聚乙二醇二甲 醚法等； ② 以重油为原料，较天然气含硫量较高，因此常 用低温甲醇洗法、碳酸丙稀酯法等； ③ 以煤炭为原料，含硫量最高，所以常用低温甲 醇洗法、碳酸丙稀酯法、环丁矾法等；
铁触媒主要成分是Fe3O4 助催化剂K2O、Al2O3、CaO、MgO等含量小于 催化剂总质量的9%， K2O的加入可促使催化剂的金属电子逸出功降低 A12O3在催化剂中能起到保持原结构骨架作用， 增加了催化剂的表面积，提高了活性。 CaO起助熔剂作用。 MgO除具有与Al2O3相同作用外，其主要作用是 抗硫化物中毒的能力，从而延长催化剂的使用寿 命。
净 化
合 成
分 离
氨
循环气
二、氨合成理论基础 （一）反应方程式
N2+3H2
高温高压 催化剂
2NH3
氢气和氮气合成氨是体积缩小的、放热的、 可逆反应 其中体积缩小是指生成一体积的合成氨需 要0.5体积的N2和1.5体积的H2。 即0.5+1.5>1
（二）应用化学反应速率和化学平衡原理，从压 强、温度、浓度的变化、催化剂的使用对合成氨 正、逆反应速率和平衡移动的影响分析如下： 压强 氨设备材料的强度和设备制造的要求越高，从综 合经济效益考虑，合成氨生产采用的压强为： 20MPa－50MPa。 温度 温度过高或过低都不利于合成氨的生产，综合考 虑，合成氨一般选择在500℃温度下进行。 浓度 使反应物保持一定的浓度，以有利于氨的合成。 催化剂 为加快合成氨的反应速率，合成氨生产中选用 “铁触媒”作催化剂，可以大大缩短达平衡的时 间。
（三）合成氨的原料及原则流程 合成氨的原料是氢气和氮气。氮气来源于空气， 可以在制氢过程中直接加入空气，或在低温下将 空气液化、分离而得；氢气来源于水或含有烃的 各种燃料。工业上普遍采用的是以焦炭、煤、天 然气、重油等燃料与水蒸气作用的气化方法。 合成氨生产的原则流程如图示
原料
造 气
德士古激冷流程
空气 氧气 重油
分离
部分氧化
炭黑清除 耐硫交换
蒸汽
炭黑
甲醇洗
氮气 氮洗 氨 合成 压缩
H2S、COS CO2
CO
谢尔废热锅炉流程
空气 重油 氧气
分离
部分氧化
炭黑清除 脱硫
蒸汽
炭黑
H2S
去硫回收
CO变换
脱碳
氮气 氮洗
CO2
CO
氨
合成
压缩
（三）煤炭合成路线 以煤炭为原料合成氨有两种方法：间歇式半水煤气法 和加压连续气化法。 流程图如下：
铁触媒 在合成氨工业中的主要催化剂，在500℃时活性 最大。 目前，合成氨工业中普遍使用的主要是以 铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。 铁触媒在500 ℃左右时的活性最大，这也是合成 氨反应一般选择在500 ℃左右进行的重要原因之 一。 但是，即使是在500 ℃和30 MPa时，合成 氨平衡混合物中NH3的体积分数也只为26.4％， 即转化率仍不够大。 在实际生产中，还需要考虑浓度对化学平衡的影 响等，例如：采取迅速冷却的方法，使气态氨变 成液氨后及时从平衡混合气体中分离出去，以促 使化学平衡向生成NH3的方向移动。
来自综合循环水
半水煤气去压縮机
第 一 脱 硫 塔 造气 污水
第 二 脱 硫 塔
清 洗 塔
静 电 除 焦 器
半水煤气
除尘塔 去造气污水池
罗茨鼓风机 再生器
富液槽
富液泵
贫液泵
贫液槽
半水煤气脱硫岗位工艺流程简图
（二）CO变换 合成氨原料气中CO一般分两次除去，部分通过CO 变换反应 CO + H2O(g) CO2 + H2 该法既可以将一氧化碳转化成易除去的二氧化碳， 又制得与一氧化碳等摩尔的氢，所消耗的只是廉 价的水蒸气。
三、合成氨的过程 （一）原料气的制备 制备含有氢和氮的原料气，这一过程称为造气。 ① 烃类蒸汽转化法 ② 重油部分转化法 ③ 固体燃料气化法
（二）原料气的净化 由于煤和天然气等原料制得的氢氮原料气中都含 有硫化物和碳的氧化物，这些物质对合成氨的催 化剂有毒害作用，在氨的合成前需将其脱除。 ① 原料气的脱硫 ② 一氧化碳变换 ③ 二氧化碳脱除 ④ 原料气的精制：铜氨液洗涤法、甲烷化法、 液氮洗涤法（深冷分离法） （三）氨的合成 将净化后的原料气在高温高压下，经催化反应合成 氨。
谢谢观看！
COS 氧硫化碳 分子式：COS 无色恶臭气体，易潮解，300℃分解为一氧化碳 和硫。可被氢氧化钾迅速吸收而分解。
空气
脱CO
碳（无烟煤） 造气 除尘 脱硫 变换 压缩 合成 氨
蒸汽
脱CO2
间歇法的缺点： ① 对燃料的粒度、热稳定性、尤其是熔点要求高。 ② 有效制气时间少而气化强度低。 加压连续气化法是以煤为原料的大型合成氨广泛 采用的方法。 ① 优点：燃料适用范围广 动能消耗低 单炉发气量大，便于大型化生产 ② 缺点：煤气中CH4含量高约8%~10%需进行 甲烷化处理
八、合成氨工业进展 国内 总体上，我国合成氨工业能够满足氮肥工业生产 需求，基本满足了农业生产需要。受资源条件限 制，我国合成氨生产原料，以煤为主，以天然气 为辅，而采用煤种适应性较好的大型气化技术的 合成氨产能将逐步增加。 预计未来几年我国农业用氨需求增长率约2%左 右，工业用氨需求增长率约5%左右。预计2012 国内合成氨总需求量约5500万吨，2015年达到 5900万吨，总体供求形势基本平衡。
（二）合成氨工业发展简介 1784年，有学者证明氨是由氮和氢组成的。19 世纪末，在热力学、动力学和催化剂等领域取得 进展后，对合成氨反应的研究有了新的进展。 1901年法国物理化学家吕·查得利提出氨合成的 条件是高温、高压，并有适当催化剂存在。 1909年，德国人哈伯以锇为催化剂在17～ 20MPa和500～600℃温度下进行了合成氨研究， 得到6％的氨。1910年成功地建立了能生产 80gh-1氨的试验装置。 1911年米塔希研究成功以铁为活性组分的合成催 化剂，铁基催化剂活性好、比其他催化剂价廉、 易得。
合成氨
制作
一、概述
二、氨合成理论基础
三、氨合成的过程
四、合成氨的生产方法
五、原料气净化
六、合成工段工艺原理及过程简介
七、合成氨上下游产业链
八、合成氨工业进展
一、概述 （一）合成氨工业的重要性 合成氨工业是基础化学工业的重要组成部分，有 十分广泛的用途。 氨可生产多种氮肥,如尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳 酸氢铵等；还可生产多种复合肥，如磷肥等。 氨也是重要的工业原料。基本化学工业中的硝酸、 纯碱及各种含氮无机盐; 有机工业各种中间体， 制药中磺胺药物，高分子中聚纤维、氨基塑料、 丁腈橡胶、冷却剂等。 国防工业中三硝基甲苯、硝化甘油、硝化纤维等
四、合成氨的生产方法 （一）以天然气为原料的流程
天然气 蒸汽
压缩
脱硫 一段转化
空气
压缩
二段转化
高级变换
二氧化碳
脱碳
氨
合成
压缩
甲烷化
（二）重油部分氧化 重油部分氧化剂取合成气（CO+H2）的工艺流程 有四个部分：原料液和气化剂（O2+H2O）的预 热；油的气化；出口高温合成气的热能回收；炭 黑清除与回收。按照热能回收方式的不同，分为 德士古激冷流程和谢尔废热锅炉流程。
（三）二氧化碳脱除 二氧化碳可使合成氨催化剂中毒，一般采用溶液 吸收法将其除去。 ① 物理法
利用二氧化碳可溶于水或有机溶剂。 ② 化学吸收法
利用其弱酸性将其吸收。
闪 蒸 气 净化气
4
CO2气去尿素
1
气提放空气
3 5 11 8ห้องสมุดไป่ตู้
变换气
2 10
7
空气
6 9
12
脱碳工段工艺流程简图
1.气液分离器 2.油水分离器 3.脱碳塔 7.中间储槽 8.常解再生塔 9.气提风机 洗涤泵 4.碳丙液水冷器 5.闪蒸槽 6.脱碳泵 10.CO2罗茨鼓风机 11.洗涤塔 12.循环
气氨去冰机
蒸汽去管网
循环机
冷 交 换 器 液氨
软水
中置锅炉
氨合成塔 热交换器 氨冷器 水冷却器 氨分离器
新鲜气补充气
合成工段工艺流程简图
七、合成氨上下游产业链 合成氨的上游产品：天然气、石脑油、重油、煤、 焦炭、焦炉气 合成氨的下游产品主要以尿素、复合肥、碳酸氢 氨、胶、双氧水、三聚氰胺、医药及冷冻剂为主
全球 从项目建设情况来看，到2013年全球将有55套 大型合成氨装置投产，新增装置将使全球合成氨 产能增加2400万吨。原料结构方面，新增的 2400万吨合成氨中将有73%以天然气为原料， 27%以煤炭为原料。 据英国Fertecon公司预测，世界合成氨产量将以 每年3.5%的增速继续增长，2012年将达到2.23 亿吨。
（四）少量CO脱除（原料气的精制）
① 铜氨分离法 ② 甲烷化法 ③ 深冷分离法（液氮洗涤法）
精炼气 再生尾气 回 流 塔 再生器
铜液泵
气 氨 去 冰 机
液 氨
脱碳气
铜液冷却器 油分 铜洗塔 铜液分离器 铜液再生塔