人工固氮.pptx

在新疆与青海交界的阿尔金山自然保护区东端有一在新疆与青海交界的阿尔金山自然保护区东端有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，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，四季狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。你知道原因吗？常青。你知道原因吗？N2+O2=2NO放电或高温放电或高温2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO神神 秘秘 的的 魔魔 鬼鬼 谷谷智利硝石智利硝石(NaNO3)缺氮的棉花缺氮的棉花 是植物体内蛋白质、核是植物体内蛋白质、核酸和叶绿素的组成元素。蛋酸和叶绿素的组成元素。蛋白质是细胞原生质的重要成白质是细胞原生质的重要成分，核酸是合成蛋白质的必分，核酸是合成蛋白质的必要成分。在植物生长发育过要成分。在植物生长发育过程中，细胞分裂和新细胞的程中，细胞分裂和新细胞的形成必须要有蛋白质；而光形成必须要有蛋白质；而光合作用则离不开叶绿素。因合作用则离不开叶绿素。因此，在此，在缺氮缺氮的情况下，由于的情况下，由于新细胞形成受阻，新细胞形成受阻，植物的生植物的生长发育会迟缓或停滞长发育会迟缓或停滞；如果；如果叶绿素含量下降，则直接叶绿素含量下降，则直接影影响光合作用的速率和光合作响光合作用的速率和光合作用产物的形成用产物的形成。同时，蛋白。同时，蛋白质含量的下降使作物的质含量的下降使作物的品质品质降低。降低。氮氮将游离态氮转化为化合态氮的方法将游离态氮转化为化合态氮的方法氮的固定：氮的固定：人工固氮技术人工固氮技术 合成氨合成氨海口市教育研究培训院海口市教育研究培训院 李燕李燕一、合成氨的反应原理一、合成氨的反应原理N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(放热反应放热反应)高温高压高温高压催化剂催化剂【思考与讨论思考与讨论】合成氨工业适宜的反应条件：合成氨工业适宜的反应条件：铁为催化剂、铁为催化剂、400500、1030MPa请分析选择这些条件的原因是什么？请分析选择这些条件的原因是什么？二、合成氨的基本生产过程二、合成氨的基本生产过程1、制备合成氨原料气、制备合成氨原料气空气空气压缩压缩降温降温液态空气液态空气蒸发蒸发N N2 2（先逸出）（先逸出）炭炭COCO2 2N N2 2除去除去COCO2 2N N2 2H H2 2O(g)O(g)赤热炭赤热炭或其他燃料或其他燃料COCOH H2 2H H2 2O(g)O(g)催化剂催化剂COCO2 2H H2 2除去除去COCO2 2H H2 2N2：H2：C CH H2 2O(g)O(g)CO COH H2 2高温高温COCOH H2 2O(g)O(g)CO CO2 2H H2 2催化剂催化剂催化剂催化剂CHCH4 4H H2 2O(g)O(g)CO CO3H3H2 2高温高温CHCH4 42H2H2 2O(g)O(g)CO CO2 24H4H2 2高温高温催化剂催化剂2、原料气的净化、原料气的净化 原料气体中含有的杂质会与催化剂反应，从而使催化原料气体中含有的杂质会与催化剂反应，从而使催化剂失去催化活性，这种现象叫做剂失去催化活性，这种现象叫做催化剂催化剂“中毒中毒”。除去除去H2S：NH3 H2O+H2S=NH4HS+H2O除去除去CO：除去除去CO2：K2CO3 +H2O+CO2 =2KHCO3COH2O(g)CO2H2催化剂催化剂最后还需精制处理，用醋酸、铜和氨配制成的溶液来吸收最后还需精制处理，用醋酸、铜和氨配制成的溶液来吸收CO、CO2、O2、H2S等少量有害气体。等少量有害气体。3、氨的合成与分离、氨的合成与分离 造气造气 净化净化 分离分离 合成合成 压缩压缩液氨液氨N2、H2（防止催化剂中毒）（防止催化剂中毒）三、我们身边的合成氨工业三、我们身边的合成氨工业富岛化肥厂富岛化肥厂东方东方11气田的终气田的终端设备在处理天然端设备在处理天然气。气。合成氨装置合成氨装置尿素装置尿素装置富岛化肥厂简介富岛化肥厂简介 富岛化肥厂富岛化肥厂富岛化肥厂位于海南省东方市中海油化工富岛化肥厂位于海南省东方市中海油化工城境内，系中国海洋石油总公司的下游产业，是海南大型城境内，系中国海洋石油总公司的下游产业，是海南大型化肥和合成氨生产基地。已建成的项目有：一期化肥和合成氨生产基地。已建成的项目有：一期30万吨合万吨合成氨，成氨，52万吨尿素；在建项目有二期万吨尿素；在建项目有二期45万吨合成氨，万吨合成氨，80万万吨尿素，吨尿素，60万复合肥，万复合肥，3300万条编织袋等项目，工程利用万条编织袋等项目，工程利用南海北部湾莺歌海海域的南海北部湾莺歌海海域的“东方东方11”海上天然气田所产海上天然气田所产天然气，是我国目前规模最大的尿素生产装置。天然气，是我国目前规模最大的尿素生产装置。富岛化肥厂的地理位置富岛化肥厂的地理位置请根据上述材料分析富岛化肥厂的建设优势。请根据上述材料分析富岛化肥厂的建设优势。【思考与讨论思考与讨论】1、海南拥有丰富的天然气资源。、海南拥有丰富的天然气资源。生产原料来源丰富生产原料来源丰富2、靠近海南省八所和环岛西线高速公路，交通便利。、靠近海南省八所和环岛西线高速公路，交通便利。运输方便运输方便3、临近大广坝水坝、临近大广坝水坝。能源充足能源充足【思考与讨论思考与讨论】为什么合成氨厂要附带生产尿素？为什么合成氨厂要附带生产尿素？提示：尿素的生产原理为提示：尿素的生产原理为 CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O加热加热 利用制备利用制备H2所产生的大量所产生的大量CO2来生产尿素，防止来生产尿素，防止CO2对环境造成污染对环境造成污染，既有社会效益又有经济效益，真正实现，既有社会效益又有经济效益，真正实现可持续发展。可持续发展。小小 结结1、氮的固定，人工固氮的意义。、氮的固定，人工固氮的意义。2、合成氨的反应原理及工业流程。、合成氨的反应原理及工业流程。3、合成氨的工业生产过程要考虑的一些问题。、合成氨的工业生产过程要考虑的一些问题。1关于氨的合成工业的下列说法正确的是关于氨的合成工业的下列说法正确的是 （）A.从合成塔出来的气体，其中氨气一般占从合成塔出来的气体，其中氨气一般占15%，所以，所以生产氨的工业的效率都很低生产氨的工业的效率都很低 B.由于由于NH3易液化，易液化，N2、H2可循环使用，则总的说来可循环使用，则总的说来氨的产率很高氨的产率很高 C.合成氨工业的反应温度控制在合成氨工业的反应温度控制在400500 左右，左右，目的是使平衡向正反应方向进行目的是使平衡向正反应方向进行 D.合成氨工业采用合成氨工业采用10 MPa 30MPa，是因该条件下，是因该条件下催化剂的活性最好催化剂的活性最好练练 习习B2、在合成氨工业中，为增加氨的日产量，下列变化过程中、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（不能使平衡向右移动的是（）A.不断将氨分离出来不断将氨分离出来 B.使用催化剂使用催化剂 C.采用采用500左右的温度左右的温度 D.采用采用1030MPa的压强的压强BC作作 业业1、阅读教材第、阅读教材第1011页的科学史话，并思考将实页的科学史话，并思考将实验室中的反应原理实施为工业化生产所需考虑和解验室中的反应原理实施为工业化生产所需考虑和解决的技术问题有哪些。决的技术问题有哪些。2、德国化学家弗里茨、德国化学家弗里茨哈伯首次在实验室完成了用哈伯首次在实验室完成了用N2、H2合成氨的方法，使得合成氨工业化生产成为合成氨的方法，使得合成氨工业化生产成为可能，加速了世界农业的发展，并在可能，加速了世界农业的发展，并在1918年荣获年荣获了诺贝尔化学奖。但人们对他的评价却是了诺贝尔化学奖。但人们对他的评价却是“一半是一半是天使，一半是魔鬼。天使，一半是魔鬼。”请查阅他的相关资料，说说请查阅他的相关资料，说说你对他的看法。你对他的看法。