❶ 工業合成氨的條件如下,請說明選擇的理由:(1)採用鐵觸媒作催化劑(2)溫度;500°C左右
1,加快反應速度。後面用勒夏定理解釋,反應為壓強減小的,加壓右移;且為放熱反應,加溫左移;使用500的溫度是綜合催化劑的最適溫度和平衡原理的,壓強的話是綜合平衡和機器設備的要求確定的,至於不斷收集氨氣是減小生成物的濃度,平衡右移。
❷ 合成氨的反應一般選擇在什麼溫度下進行
由於鐵觸媒在500攝氏度時的活性最大,所以合成氨反應一般選擇在此溫度下進行。
❸ 工業合成氨的溫度選在400~500攝氏度能不能用了勒夏特列原理解釋為什麼
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。升溫平衡向減弱這種趨勢的方向移動,即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,但為什麼要升溫至500℃呢?因為500℃才能達到反應的最低活化能標准。我說這個叫流星的同志,請仔細看看書在回答好嗎?理工科需要實事求是,需要嚴謹,請莫要誤人子弟!
❹ 工業合成氨時使用催化劑條件為500攝氏度而不選擇其他溫度的原因是什麼
N2 + 3H2 =高溫高壓= 2NH3
合成氨反應是可逆放熱反應;
溫度的選擇受所使用的催化劑決定;
催化劑鐵觸媒在500攝氏度時的活性最大;
所以合成氨反應一般選擇在此溫度下進行。
負號表示放熱。升溫平衡向減弱這種趨勢的方向移動,即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,但為什麼要升溫至500℃呢?因為500℃才能達到反應的最低活化能標准。
(4)如何確定工業合成氨的溫度擴展閱讀:
合成氨主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤等。1981年,世界以天然氣制氨的比例約佔71%,蘇聯為92.2%、美國為96%、荷蘭為100%;中國仍以煤、焦炭為主要原料制氨,天然氣制氨僅佔20%。70年代原油漲價後,一些採用石腦油為原料的合成氨老廠改用天然氣,新建廠絕大部分採用天然氣作原料。
生產合成氨的方法主要區別在原料氣的製造,其中最廣泛採用的為蒸汽轉化法和部分氧化法(見合成氨原料氣)。
❺ 氨合成的工藝條件溫度和壓力應該如何確定分別從熱力學和動力學上進行分析。
氨合成反應是放熱、縮小體積的可逆反應,溫度、壓力對此反應的化學平衡有影響。當混合氣中氫氮摩爾比為3時,氨平衡濃度隨著溫度降低、壓力增加而提高。但在較低溫度下,氨合成的反應速度十分緩慢,需採用催化劑來加快反應。由於受到所用催化劑活性的限制,溫度不能過低,因此為提高反應後氣體中的氨含量,氨合成宜在高壓下進行。當工業上用鐵催化劑時,壓力大多選用15.2~30.4MPa(150~300atm),即使在這樣壓力條件下操作,每次也只有一部分氮氣和氫氣反應為氨,因此氨合成塔出口氣體中氨濃度通常為10%~20%(體積)。決定反應的主要因素是鐵催化劑的活性,反應所產生的氨與氮氣、氫氣的分離以及氮、氫氣的循環使用。
反應催化劑
鐵催化劑的活性 氨合成採用添加有助催化劑的鐵催化劑。助催化劑的成分有氧化鉀、 氧化鋁、 氧化鎂、氧化鈣、氧化鈷等。開工前鐵催化劑的主要成分為四氧化三鐵(見金屬氧化物催化劑),它對氨合成反應沒有催化作用,投用前需用氫氣將其還原成金屬鐵才有活性。不同還原條件下得到的催化活性有很大差異。正常生產時,鐵催化劑常因氮氫混合氣中含有少量硫化合物、碳的氧化物等氣體而降低活性,通常規定一氧化碳和二氧化碳不超過10ppm(體積)。鐵催化劑的壽命(見催化劑壽命)與其製造質量、使用條件有密切關系,短的1~2年,長的可達8~9年。
氨的分離
氨合成的單程轉化率不高,為了獲得產品氨,需將氨氣從氨合成反應器出口氣體中分離出來。工業上通常用兩種方法[1]:
①冷凝法 利用氨的臨界溫度比氮、氫高的特點,只需把含氨混合氣冷卻,其中的氨即可從氣態冷凝成液態。溫度越低,冷凝的氨越多。工業生產都採用產品液氨作製冷劑。為了節省製冷劑用量,混合氣先用水冷卻。
②吸收法 利用氨氣在水中的溶解度比氮、氫氣大的性質,在高壓下用水吸收,製成濃氨水。從濃氨水製取液氨尚需經過氨水精餾、氨氣冷凝等步驟,消耗熱能較多,工業上已很少採用。
❻ 工業合成氨的溫度選在400~500攝氏度能不能用了勒夏特列原理解釋為什麼
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。升溫平衡向減弱這種趨勢的方向移動,即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,但為什麼要升溫至500℃呢?因為500℃才能達到反應的最低活化能標准。我說這個叫流星的同志,請仔細看看書在回答好嗎?理工科需要實事求是,需要嚴謹,請莫要誤人子弟!
❼ 工業合成氨溫度700k的原因
合成氨發生:N 2 +3H 2 ⇌2NH 3 △H<0,
升高溫度可增大反應速率,提高產量,故①正確;
該反應的正反應為放熱反應,升高溫度不是提高氫氣的轉化率,或氨氣的產率,故②③錯誤;
該溫度時,催化劑的活性最大,有利於增大反應速率,提高產量,故④正確.
故選D.
❽ 合成氨的反應是放熱反應,因此工業合成氨常採用低溫條件
前半句是對的,後半句是錯誤的。
合成氨反應的化學方程式為:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol,ΔH小於0所以確實是放熱。
雖然合成氨反應是放熱,提高溫度不利於平衡正向移動,但是合成氨需要鐵觸媒做催化劑,而鐵觸媒的最佳催化溫度是500度左右,所以要高溫,提高反應速率。
❾ 工業合成氨如果不加催化劑能不能反應 不考慮催化劑活性,氨氣的轉化率最高是在幾攝氏度
工業合成氨在沒有催化劑的條件下是可以反應的,不過非常非常緩慢(可能幾年也合不完),合成氨的最佳溫度目前據實驗表明應該是在500℃左右
❿ 工業合成氨最適宜的條件是什麼
1、壓強
研究表明在400°C,壓強超過200MPa時,不使用催化劑,氨便可以順利合成,但實際生產中,太大的壓強需要的動力就大,對材料要求也會增高,這就增加了生產成本,因此,受動力材料設備影響,目前我國合成氨廠一般採用20MPa~50MPa.
2、溫度
從理想條件來看,氨的合成在較低溫度下進行有利,但溫度過低,反應速率會很小,並且在500°C時催化劑鐵觸媒的活性最大,故在實際生產中,一般選用500°C。
3、催化劑
採用鐵觸媒(以鐵為主,混合的催化劑),鐵觸媒在500°C時活性最大,這也是合成氨選在500°C的原因。最後,製得的氨量也不算多,還可以採取迅速冷卻,使氣態氨變為液態氨。也可原料重復利用。
(10)如何確定工業合成氨的溫度擴展閱讀:
催化劑
採用鐵觸媒(以鐵為主,混合的催化劑),鐵觸媒在500°C時活性最大,這也是合成氨選在500°C的原因。
最後,製得的氨量也不算多,還可以採取迅速冷卻,使氣態氨變為液態氨。也可原料重復利用。
但對於合成氨反應中的鐵催化劑,O2、CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時,催化劑的活性又能恢復,因此這種中毒是暫時性中毒。相反,含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。
催化劑中毒後,往往完全失去活性,這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理,活性也很難恢復。催化劑中毒會嚴重影響生產的正常進行。工業上為了防止催化劑中毒,要把反應物原料加以凈化,以除去毒物,這樣就要增加設備,提高成本。因此,研製具有較強抗毒能力的新型催化劑,是一個重要的課題。