课题2-人工固氮技术──合成氨-(2)VIP免费

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。N2+O2====2NO放电或高温2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO雷雨发庄稼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N2(g)+3H2(g)2NH3(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:10MPa~30MPa；•4）催化剂(加快反应速率)：铁(二)工业合成氨的反应条件N2(g)+3H2(g)2NH3(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NH3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20MPa~50MPa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：20MPa~50MPa，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N2取自于什么物质?H2又来源于哪里?N2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+H2O===CO+H2CH4+H2O===3H2+COCH4+2H2O===4H2+CO2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,CO2和H2S(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－合成步骤：造气－净化－合成生产过程简介（见课本流程图）生产过程简介（见课本流程图）②②原料气的净化原料气的净化①①原料气的制备原料气的制备NN22来自空气，来自空气，HH22来自于水和碳氢化合物来自于水和碳氢化合物C+HC+H22OCO+HOCO+H22高温CO+HCO+H22OCOOCO22+H+H22高温※※催化剂的中毒：因接触杂质而使失去催化活催化剂的中毒：因接触杂质而使失去催化活性的过程。性的过程。H2S(稀氨水)：H2S+NH3·H2O=NH4HS+H2OCO(水蒸汽):CO+H2O=CO2+H2CO2(K2CO3):K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3(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Ｐ１3～Ｐ１4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：•１．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２．合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其先后顺序为（）A．①②③④B．①③②④C．④③②①D．②③④①ＣＢ