合成氨的条件PPT下载 鲁科版
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压强：20MPa~50MPa 温度：5000C左右（此时催化剂的活性最大） 催化剂：铁触媒 反应原理为：
N2（g）+3H2（g）
20MPa~50MPa 5000C 铁触媒
2NH3（g）
三、合成氨工业简述：
1、主要流程：
原料气制取 净化 压缩
（造气）
（净化）
2、原料气制取：
制氮气:
合成 分离
（合成氨）
第四节
合成氨条件的选择
复习
1.影响化学反应速率的因素有哪 些？
2.要使一个化学平衡发生移动， 可改变哪些条件？
3.写出合成氨的化学方程式，并 分析此反应有哪些特点？
反 应 特 点： N2 + 3H2 2NH3
①可逆反应
②反应物结构稳定，通常条件下 速率较低
③正反应是放热反应
④正反应是气体体积缩小的反应
液氨
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) CO2+H2 分离出CO2 H2
C(S)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
练一练：
1. 压强：无论是反应速率，还是化学平衡，都要求压强要大， 但压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设 备的制造要求也越高。以20MPa~50MPa为宜。
2.温度： 从反应速率分析：温度越高越好。从平衡移动分析： 温度越低越好。综合考虑，以5000C左右为宜。选择 温度的另一个重要因素是要使催化剂的活性最大。
要使氨生成得更快（即 提高单位时间里氨的产 量）——化学反应速率 问题
要使氨生成得更多（即 提高平衡混合物里氨的 含量）——化学平衡问 题
结论
从反应速度的角度看：温度越 高、压强越大，化学反应越快， 使用催化剂反应加快，单位时 间内生成的产品越多；
从化学平衡的角度看：高压低 温，平衡时生成物NH3的百含 量高。
（正反应放热）
浓度
要增大氨的 生成速率
高压 高铁右温触时媒的在要活5性00最℃增氮大左大气氢的气浓和度
从平衡移动角度 提高氨的产率
高压
低温
无影响
减小平衡混合 物中氨的浓度
权衡利弊选择合 成氨合适条件
20MPa ~
50MPa
500 ℃ 左右
铁触媒
使氨液化并及时 分离出去，及时 补充N2和H2
二.合成氨的适宜条件
[小结] 合 成 氨 的 适 宜 条 件
压强：20MPa---50MPa 温度：500ºC左右 催化剂：铁触媒
浓度：将氨气液化后及时分离出 来，所得原料气（过量N2、H2） 循环使用，并及时补充N2、H2
合成氨的反应原理：
N2+3H2
铁触媒 500ºC 20MPa----50MPa
2NH3
一.合成氨适宜条件的选择
•
2.我公司在开工前，将根据合同中明 确规定 的永久 性工程 图纸， 施工进 度计划 ，施工 组织设 计等文 件及时 提交给 监理工 程师批 准。以 使监理 工程师 对该项 设计的 适用性 和完备 性进行 审查并 满意所 必需的 图纸、 规范、 计算书 及其他 资料； 也使招 标人能 操作、 维修、 拆除、 组装及 调整所 设计的 永久性 工程。
3.浓度：从速率及平衡角度分析，应增大N2和H2的浓度，及时 分离出NH3。
4.催化剂：催化剂加快反应速率,但不影响化学平衡，提高单位 时间内的产量。
氨气的用途
致冷剂
硝酸
尿素
铵盐
氨
塑料
气
纯碱
染料
医用稀氨水
合成纤维
•
1.我公司将积极配合监理工程师及现 场监理 工程师 代表履 行他们 的职责 和权力 。
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的 生成速率
从平衡移动角度 提高氨的产率
权衡利弊选择合 成氨合适条件
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的
生成速率
在实际生产中，压强越大，
需要的动力越大，对材料的强度 从平衡移动角度 和设备的制造要求也越高。故压
权成衡氨利合弊适选条择件合温 催度化低作时用，，催反化应剂速可率能慢又 。起不了
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的 生成速率
从平衡移动角度 提高氨的产率
权衡利弊选择合 成氨合适条件
实际生产中，选择的催 化剂应该有以下特点： Ａ、 催化效率高 Ｂ、活性温度 尽量靠近常温 Ｃ、易得， 价格便宜
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的 生成速率
从平衡移动角度 提高氨的产率
权衡利弊选择合 成氨合适条件
实际生产中，尽量提高反
应物浓度和想尽办法移去生成 物以减小生成物浓度，促使平 衡向正反应方向移动。
一、合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂
提高氨的产率 强的选择受动力、材料、设备等
条件的限制。
权衡利弊选择合
成氨合适条件
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生成速率
温度高，反应快，但氨的产
率低。且温度越高，需要消耗的
从平衡移动角度燃料越多，对设备的保温和耐温 提高氨的产率 能力要求越高。催化剂在温度高 时可能会被破坏而失去活性；在
1．在合成氨工业中，为增加NH3的日产 量，下列变化过程不能使平衡向右移动 的是（BC ）
（A）不断将NH3分离出来 （B）使用催化剂
（C）采用700K左右的高温
（D）采用2×107～5×107Pa的压强
练一练：
2、合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应 而制得，其中一步的反应为：
CO(g)+H2O（g） CO2(g)+H2(g)（正反应放 热），下列措施中，能提高CO转化率的
是（ BC）
A、增大压强
B、降低温度
C、增大水蒸气浓度 D、增大CO浓度
练一练：
3、在合成氨时，可以提高H2转 化率的措施是（ C ） (A)延长反应时间 (B)充入过量H2 (C)充入过量N2 (D)升高温度
3、分析讨论：
反应 2SO2 + O2
2SO3 （正反应放热）
为什么在生产上要用过量的 空气，使用V2O5催0 化剂，并 在适当的温度(400～500 C) 下进行反应?
讨 论:
1.如果你是一个合成氨工厂 的技术人员，为了提高经济 效益，即提高单位时间里合 成氨的产量，你首先要考虑 什么问题？
结 论 合成氨适宜条件的选择 基本要求： a、反应快 b、原料利用率高 c、单位时间内产量高
讨 论:
2.怎样才能使反应速 率加快？怎样才能使 反应进行程度增大？
的提 生高 产合 效成 益氨
N2（g）+3H2（g）
20MPa~50MPa 5000C 铁触媒
2NH3（g）
三、合成氨工业简述：
1、主要流程：
原料气制取 净化 压缩
（造气）
（净化）
2、原料气制取：
制氮气:
合成 分离
（合成氨）
第四节
合成氨条件的选择
复习
1.影响化学反应速率的因素有哪 些？
2.要使一个化学平衡发生移动， 可改变哪些条件？
3.写出合成氨的化学方程式，并 分析此反应有哪些特点？
反 应 特 点： N2 + 3H2 2NH3
①可逆反应
②反应物结构稳定，通常条件下 速率较低
③正反应是放热反应
④正反应是气体体积缩小的反应
液氨
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) CO2+H2 分离出CO2 H2
C(S)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
练一练：
1. 压强：无论是反应速率，还是化学平衡，都要求压强要大， 但压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设 备的制造要求也越高。以20MPa~50MPa为宜。
2.温度： 从反应速率分析：温度越高越好。从平衡移动分析： 温度越低越好。综合考虑，以5000C左右为宜。选择 温度的另一个重要因素是要使催化剂的活性最大。
要使氨生成得更快（即 提高单位时间里氨的产 量）——化学反应速率 问题
要使氨生成得更多（即 提高平衡混合物里氨的 含量）——化学平衡问 题
结论
从反应速度的角度看：温度越 高、压强越大，化学反应越快， 使用催化剂反应加快，单位时 间内生成的产品越多；
从化学平衡的角度看：高压低 温，平衡时生成物NH3的百含 量高。
（正反应放热）
浓度
要增大氨的 生成速率
高压 高铁右温触时媒的在要活5性00最℃增氮大左大气氢的气浓和度
从平衡移动角度 提高氨的产率
高压
低温
无影响
减小平衡混合 物中氨的浓度
权衡利弊选择合 成氨合适条件
20MPa ~
50MPa
500 ℃ 左右
铁触媒
使氨液化并及时 分离出去，及时 补充N2和H2
二.合成氨的适宜条件
[小结] 合 成 氨 的 适 宜 条 件
压强：20MPa---50MPa 温度：500ºC左右 催化剂：铁触媒
浓度：将氨气液化后及时分离出 来，所得原料气（过量N2、H2） 循环使用，并及时补充N2、H2
合成氨的反应原理：
N2+3H2
铁触媒 500ºC 20MPa----50MPa
2NH3
一.合成氨适宜条件的选择
•
2.我公司在开工前，将根据合同中明 确规定 的永久 性工程 图纸， 施工进 度计划 ，施工 组织设 计等文 件及时 提交给 监理工 程师批 准。以 使监理 工程师 对该项 设计的 适用性 和完备 性进行 审查并 满意所 必需的 图纸、 规范、 计算书 及其他 资料； 也使招 标人能 操作、 维修、 拆除、 组装及 调整所 设计的 永久性 工程。
3.浓度：从速率及平衡角度分析，应增大N2和H2的浓度，及时 分离出NH3。
4.催化剂：催化剂加快反应速率,但不影响化学平衡，提高单位 时间内的产量。
氨气的用途
致冷剂
硝酸
尿素
铵盐
氨
塑料
气
纯碱
染料
医用稀氨水
合成纤维
•
1.我公司将积极配合监理工程师及现 场监理 工程师 代表履 行他们 的职责 和权力 。
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的 生成速率
从平衡移动角度 提高氨的产率
权衡利弊选择合 成氨合适条件
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的
生成速率
在实际生产中，压强越大，
需要的动力越大，对材料的强度 从平衡移动角度 和设备的制造要求也越高。故压
权成衡氨利合弊适选条择件合温 催度化低作时用，，催反化应剂速可率能慢又 。起不了
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的 生成速率
从平衡移动角度 提高氨的产率
权衡利弊选择合 成氨合适条件
实际生产中，选择的催 化剂应该有以下特点： Ａ、 催化效率高 Ｂ、活性温度 尽量靠近常温 Ｃ、易得， 价格便宜
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的 生成速率
从平衡移动角度 提高氨的产率
权衡利弊选择合 成氨合适条件
实际生产中，尽量提高反
应物浓度和想尽办法移去生成 物以减小生成物浓度，促使平 衡向正反应方向移动。
一、合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂
提高氨的产率 强的选择受动力、材料、设备等
条件的限制。
权衡利弊选择合
成氨合适条件
合成氨适宜条件的选择
N2 + 3H2 2NH3 压强 温度 催化剂 浓度
（正反应放热）
要增大氨的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生成速率
温度高，反应快，但氨的产
率低。且温度越高，需要消耗的
从平衡移动角度燃料越多，对设备的保温和耐温 提高氨的产率 能力要求越高。催化剂在温度高 时可能会被破坏而失去活性；在
1．在合成氨工业中，为增加NH3的日产 量，下列变化过程不能使平衡向右移动 的是（BC ）
（A）不断将NH3分离出来 （B）使用催化剂
（C）采用700K左右的高温
（D）采用2×107～5×107Pa的压强
练一练：
2、合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应 而制得，其中一步的反应为：
CO(g)+H2O（g） CO2(g)+H2(g)（正反应放 热），下列措施中，能提高CO转化率的
是（ BC）
A、增大压强
B、降低温度
C、增大水蒸气浓度 D、增大CO浓度
练一练：
3、在合成氨时，可以提高H2转 化率的措施是（ C ） (A)延长反应时间 (B)充入过量H2 (C)充入过量N2 (D)升高温度
3、分析讨论：
反应 2SO2 + O2
2SO3 （正反应放热）
为什么在生产上要用过量的 空气，使用V2O5催0 化剂，并 在适当的温度(400～500 C) 下进行反应?
讨 论:
1.如果你是一个合成氨工厂 的技术人员，为了提高经济 效益，即提高单位时间里合 成氨的产量，你首先要考虑 什么问题？
结 论 合成氨适宜条件的选择 基本要求： a、反应快 b、原料利用率高 c、单位时间内产量高
讨 论:
2.怎样才能使反应速 率加快？怎样才能使 反应进行程度增大？
的提 生高 产合 效成 益氨