合成氨的生產過程是怎樣的?

時間 2023-04-30 09:35:09

1樓:愛生活的淇哥

(1)原料氣製備:首先將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。對於固體原料煤和焦炭,通常採用氣化的方法製取合成氣;渣油可採用非催化部分氧化的方法獲得合成氣;對氣態烴類和石腦油,工業中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。

2)淨化對粗原料氣進行淨化處理,除去氫氣和氮氣以外的雜質,主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。

3)最後將純淨的氫、氮混合氣壓縮到高壓,在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序,是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行,由於反應後氣體中氨含量不高,一般只有100故採用未反應氫氮氣迴圈的流程。

2樓:匿名使用者

哈柏法---是透過氮氣及氫氣產生氨氣(nh3)的過程。

氮氣及氫氣在200個大氣氣壓及攝氏400度,通過乙個鐵化合物的催化劑(fe3+),會發生化學作用,產生氨氣。在這個情況下,產量一般是10-20%。

n2(g) +3h2(g) →2nh3(g) (該反應是可逆反應)

ho, 反應熱為 kj/mol。

選擇高溫的條件是為了提高反應速率,但因為此反應是放熱反應,在此條件下平衡後的產率反而較低溫時為低。

一)原料的製備。

1)合成氨的原料氮氣來自於空氣(以液態空氣的分餾取得),氫氣來自於水和燃料。原料氣包含雜質,因此在參與反應前需要去除雜質,即原料氣的淨化。

2)氫的製備。

天然氣(取其甲烷成分),液化石油氣(取其丙烷及丁烷成分)及石油(取其石腦油等碳氫化合物)可以用來製造合成氨的原料氫氣。

第一步先把原料中的硫化物清除,是為硫化物會毒害哈伯-博施法所使用的催化劑。催化加氫可以把有機硫化物變成硫化氫:

h2 + rsh → rh + h2s(g)

產生的硫化氫會被氧化鋅吸收,變成水和硫化鋅:

h2s + zno → zns + h2o

在鎳的催化下與水反應,經脫硫的碳氫化合物(如甲烷)轉變成氫氣和一氧化碳的混合物:

ch4 + h2o → co + 3 h2

co + h2o → co2 + h2 (可逆反應)

接下來二氧化碳可經2-氨基乙醇溶液吸收或使用變壓吸附(pressure swing adsorption,psa,在此使用具有專利的固態吸附媒介)清除。

製備氫的最後步驟是以使用催化劑的甲烷化(methanation)移除在氫氣中殘留的少量一氧化碳及二氧化碳:

co + 3 h2 → ch4 + h2o

co2 + 4 h2 → ch4 + 2 h2o

水蒸氣重組, 一氧化碳變換,清除二氧化碳及甲烷化的步驟在25 至 35 pa的壓強進行。

3樓:匿名使用者

n2+3h2可逆符號(反應條件為高溫高壓催化劑)3nh3

4樓:匿名使用者

反應原理 n2+3h2===高溫高壓,催化劑==2nh3

分離液態空氣得到n2, 從石油化工產品 如 ch4等與水反應得到h2 ,然後把氣體通入合成塔,在一定條件下--主要是鐵為主題的多成分催化劑, 500度左右,20~~50mpa,充分反應, 採取冷卻的方法,使氣態nh3轉化為液氨後及時從平衡混合氣體中分離出去, 促使化學平衡向正反應方向移動。

將分離的n2和h2混合氣體迴圈使用,及時補充n2和h2原料,使反應物保持一定的濃度, 以有利於合成氨的反應。

工業合成氨的溫度控制在400 500攝氏度,是不是應用了勒夏特列原理

可以。勒夏特列原理是針對可逆反應而言,只要是可逆反應都可以用它來解釋!n2 3h2 2nh3 h 92.2kj mol 負號表示放熱。公升溫平衡向減弱這種趨勢的方向移動,即公升溫向吸熱方向進行。也就是說,工業合成氨溫度過高反而氮氣氫氣轉化率降低,但為什麼要公升溫至500 呢?因為500 才能達到反應...