合成氨条件的选择PPT课件

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举例：在合成氨工业中，为增加氨气的 日产量，在实现此目的的过程中与平衡移 动无关的是
（ A）不断将氨分离出来 （B） 使用催化剂 （C） 采用500℃的高温 （D）采用20-50Mp的压强
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二、合成氨工业简介： 1、合成氨工业的流程
N2 H2
原料气的制取—净化—压缩—合成—分离 —液氨
参考：①生物中植物对氮的需求；②生 物固氮的原理和条件；③理想的人工固 氮条件。
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速度要快，原料的利用率要高，单位时 间的产量要高。另外还要考虑生产中的消 耗能源，原料，设备条件等因素。
根据化学反应速率的有关知识，思考：
——增—大——压—强——，升——高—温——度—，—使—用——催—化——剂— ， 都可以使合成氨的化学反应速率增大。
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根据化学平衡的知识请思考：要增大 平衡体系中氨的含量、增大原料的转化率 可以采用哪些方法？
②但是压强越大，对设备的要求高、 压缩H2和N2所需要的动力大，因此压强也 不宜过高。
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综合以上两点，实际生产中压强一般 选择在20MPa---50MPa之间。
2、温度怎么选择？
①因为正反应方向是放热的反应，所 以降低温度有利于提高平衡混合物中氨的 含量。
②可是温度越低，反应速率越小，达 到平衡所需要的时间越长，因此温度也不 宜太低。
合成氨条件的选择
一、合成氨的适宜条件的选择 —化学反应速率和化学平衡知识的运用 选择适宜条件的依据、思路和方法：
合成氨的反应原理(方程式）：
N2+3H2
2NH3(放热反应)
请思考这个反应的特点？
这是一个气体总体积缩小的、放热
的可逆反应。 2020年10月2日
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工业上合成氨，主要要考虑哪些因素？
经济效益和社会效益：
2020年10月催2日 化剂要在一定温度下效果最好。 6
综合以上因素，实际生产中温度一般 选择在500℃（主要考虑催化剂的活性） 左右。
3、用不用催化剂？ 使用催化剂能否提高合成氨的转化率？
使用催化剂对反应速率有何影响？
实际生产中选用铁为主体的多成分催化 剂（铁触媒），它在500℃时活性较高。
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增大压强，降低温度，减小生成物的 浓度都可以提高原料的转化率。
下面请综合以上两方面的因素，并结
合实际情况讨论实际生产中对压强、温度、 浓度等条件的选择。
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N2+3H2
2NH3(放热反应)
1、压强怎么选？
分析：①合成氨反应是体积缩小的气
体反应，增大压强既可以增大反应速率， 又能提高平衡混合物中氨的含量，所以理 论上压强越大越好。
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4、浓度怎么定？H2和N2的比例怎么定？ 增大反应物的浓度可以增大反应速率，
减小生成物的浓度可以使平衡正向移动。 因此可以用保持一定的氮、氢浓度，减少 氨气的浓度的方法，提高合成氨的效率和 产量。
实际生产中的处理方法：及时将气态氨 冷却液化而分离出去；及时补充氮气和氢 气，使其保持一定的浓度。
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汇报人：XXX 汇报日期：20XX年10月10日
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原料气的制取
N2：液化空气，蒸发分离出氮气
H2：用水和燃料在高温下制取。如：
C + H2O（g） CO+H O（g） 2 2020年10月2日
CO+H2，思考：1mol C能 CO2+H2制取多少氢气？10
2、氨的合成：
（1）主要设备：合成塔
高温高压
（2）反应原理：N2+3H2 2NH3 催化剂
三、设想合成氨的发展前景