课题2-人工固氮技术──合成氨-(2).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.,在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。,N,2,+O,2,=,=,=,2NO,放电或高温,2NO,+O,2,=2NO,2,3NO,2,+H,2,O =2HNO,3,+NO,雷雨发庄稼,神秘的魔鬼谷,氮的固定,将游离态氮转化为化合态氮的方法叫,氮的固定,人工固氮技术,合成氨,N,2,(g),+3H,2,(g),2NH,3,(g),(,放热,),(,一,),工业合成氨的反应原理,加温高压,催化剂,思考,:,根据勒夏特列原理分析讨论合成氨,工业适宜的反应条件,?,1,）,浓度：使用过量的氮气,。,2,）,温度：,400,500,；,3,）高,压,:10MPa30MPa,；,4,）,催化剂,(,加快反应速率,),：铁,(,二,),工业合成氨的反应条件,N,2,(g),+3H,2,(g),2NH,3,(g),高温高压,催化剂,(,放热,),合成氨条件的选择,高 温,高 压,使 用,低 温,无 影 响,高 压,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,NH,3,的含量高。,进行规模生产除考虑上述因素外，还要考虑生产动力、设备、能量的利用。原料的充分利用、产品的分离、催化剂的选择与使用等。这就要求处理好矛盾的对立统一关系，矛盾的主次及转化关系。如,：,合成氨是放热反应，升高温度会使平衡向左移动（不利于合成），温度太低，反应速率慢，催化效果差。,温度,考虑反应速率、平衡移动,浓度,成本,压强,反应速率、平衡移动,动力设备、能量利用,1,、合成氨生产时，为什么不采用尽可能高的压强？通常采用,20MPa5 0MPa,的,压强？,2,、实际生产中，为什么温度不能太高而采用适当高温（,500,）？,3,、在高温高压下，为什么还要使用催化剂？,1,选择合适的压强：,20MPa50MPa,，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。,2,选择合适的温度：,500,左右，该温度是为合成氨催化剂的活性温度,3,使用催化剂：这样可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益,合成氨的适宜条件,(,三,),工业合成氨的原料选择,思考,:,工业合成氨时,N,2,取自于什么物质,?H,2,又来源于哪里,?,N,2,主要来源于,_,氢气主要来源于,_,空气,(,从空气中分离出,N2,有哪些方法,?),水和碳氢化合物,C+H,2,O=CO+H,2,(试写出C与水制取氢气的化学方程式),CH,4,+H,2,O=3H,2,+CO CH,4,+2H,2,O=4H,2,+CO,2,催化剂,催化剂,想一想,:,制取原料气的过程中常混有的气体杂质有,_,CO,CO,2,和,H,2,S,(如何净化),(,四,),工业合成氨的四个生产过程,:,四个生产过程,:,造气,净化，合成，分离,步骤：造气净化合成,生产过程简介（见课本流程图）,原料气的净化,原料气的制备,N,2,来自空气，,H,2,来自于水和碳氢化合物,C +H,2,O CO +H,2,高温,CO +H,2,O CO,2,+H,2,高温,催化剂的中毒：因接触杂质而使失去催化活性的过程。,H,2,S(,稀氨水,),：,H,2,S+NH,3,H,2,O=NH,4,HS+H,2,O,CO(,水蒸汽,):CO+H,2,O=CO,2,+H,2,CO,2,(K,2,CO,3,):K,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O=2KHCO,3,(,五,),工业合成氨的工业流程,:,1,、用图式表示合成氨的流程：,原料气的制取,净化,合成,分离,液氨,(,五,),工业合成氨的工业流程,:,合成氨的实地照片,阅读书本,3,4,页后总结,(,五,),合成氨工业的发展,小结：,工业合成氨,:,(1),原理,:,(2),条件,:,(3),生产过程,:,(4),三废处理,:,练习：,合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：（正反应放热），下列措施中，能提高,CO,转化率的是（）,A,增大压强,B,降低温度,C,增大水蒸气浓度,D,加催化剂,合成氨工业有下列流程：原料气制备；氨的合成；原料气净化和压缩；氨的分离。其先后顺序为（）,A,B,C,D,