1. 工業合成氨的化學方程式是什麼
工業合成氨的化學方程式:N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反應)。
工業制氨絕大部分是在高壓、高溫和催化劑存在下由氮氣和氫氣合成製得。氮氣主要來源於空氣;氫氣主要來源於含氫和一氧化碳的合成氣(純氫也來源於水的電解)。
由氮氣和氫氣組成的混合氣即為合成氨原料氣。從燃料化工來的原料氣含有硫化合物和碳的氧化物,它們對於合成氨的催化劑是有毒物質,在氨合成前要經過凈化處理。
高溫高壓
N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反應)。 △rHθ=-92.4kJ/mol。
(1)工業合成氨有什麼用途擴展閱讀:
其他製取氨氣的方法:
1、天然氣制氨:天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積),經甲烷化作用除去後,製得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路,製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
2、重質油制氨:重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法製得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸汽轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化,氮用於氨合成原料。
在常溫,常壓下,一體積的水中能溶解700體積的氨。在乾燥的圓底燒瓶里充滿氨氣,用帶有玻璃管和滴管(滴管里預先吸入水)的塞子塞緊瓶口。立即倒置燒瓶,使玻璃管插入盛水的燒杯里(水裡事先加入少量的酚酞試液),把實驗裝置裝好後。打開橡皮管的夾子,擠壓滴管的膠頭,使少量的水進入燒瓶。觀察現象。
實驗的基本原理是使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內,在尖嘴導管口形成噴泉。
2. 工業合成氨
合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。別名:氨氣。分子式NH3英文名:synthetic ammonia。世界上的氨除少量從焦爐氣中回收副產外,絕大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷凍劑和化工原料
生產方法 生產合成氨的主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤(或焦炭)等。
①天然氣制氨。天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積),經甲烷化作用除去後,製得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路,製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
②重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法製得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化,氮作為氨合成原料外,液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
③煤(焦炭)制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展,以煤(焦炭)為原料製取氨的方式在世界上已很少採用。
用途 氨主要用於製造氮肥和復合肥料,氨作為工業原料和氨化飼料,用量約佔世界產量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作製冷劑。
貯運 商品氨中有一部分是以液態由製造廠運往外地。此外,為保證製造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡,防止因短期事故而停產,需設置液氨庫。液氨庫根據容量大小不同,有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型。液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運。 1.合成氨的工藝流程
(1)原料氣制備 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製取合成氣。
(2)凈化 對粗原料氣進行凈化處理,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。
① 一氧化碳變換過程
在合成氨生產中,各種方法製取的原料氣都含有CO,其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2,因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下:
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由於CO變換過程是強放熱過程,必須分段進行以利於回收反應熱,並控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換,使大部分CO轉變為CO2和H2;第二步是低溫變換,將CO含量降至0.3%左右。因此,CO變換反應既是原料氣製造的繼續,又是凈化的過程,為後續脫碳過程創造條件。
② 脫硫脫碳過程
各種原料製取的粗原料氣,都含有一些硫和碳的氧化物,為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒,必須在氨合成工序前加以脫除,以天然氣為原料的蒸汽轉化法,第一道工序是脫硫,用以保護轉化催化劑,以重油和煤為原料的部分氧化法,根據一氧化碳變換是否採用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多,通常是採用物理或化學吸收的方法,常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料氣經CO變換以後,變換氣中除H2外,還有CO2、CO和CH4等組分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物,又是製造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
一般採用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同,可分為兩大類。一類是物理吸收法,如低溫甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法,如熱鉀鹼法,低熱耗本菲爾法,活化MDEA法,MEA法等。 4
③ 氣體精製過程
經CO變換和CO2脫除後的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害,規定CO和CO2總含量不得大於10cm3/m3(體積分數)。因此,原料氣在進入合成工序前,必須進行原料氣的最終凈化,即精製過程。
目前在工業生產中,最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法,是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO,而且也能脫除甲烷和大部分氬,這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣,深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝,要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小於0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,並且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下:
CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
(3)氨合成 將純凈的氫、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10%~20%,故採用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下:
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol http://..com/question/79686092.html?fr=qrl&cid=985&index=3
3. 關於工業合成氨
弗里茨·哈伯(Fritz Haber,1868年12月9日-1934年1月29日),德國化學家,出生在德國西里西亞布雷斯勞(現為波蘭的弗羅茨瓦夫)的一個猶太人家庭。從小就對化學工業有極濃厚的興趣。
高中畢業後,哈伯先後到柏林、海德堡、蘇黎世上大學。上學期間,他還在幾個工廠中實習,得到了許多實踐的經驗。他喜愛德國農業化學之父李比希的偉大職業——化學工業。
讀大學期間,哈伯在柏林大學霍夫曼教授的指導下,寫了一篇關於有機化學的論文,並因此獲得博士學位。1904年,哈伯在兩位企業家答應給予大力支持開始研究合成氨的工業化生產,並於1909年獲得成功,成為第一個從空氣中製造出氨的科學家。使人類從此擺脫了依靠天然氮肥的被動局面,加速了世界農業的發展。哈伯也從此成了世界聞名的大科學家。為表彰哈伯的這一貢獻,瑞典皇家科學院把1918年的諾貝爾化學獎頒給了哈伯。由於在第一次世界大戰中,哈伯擔任化學兵工廠廠長時負責研製、生產氯氣、芥子氣等毒氣,並使用於戰爭之中,造成近百萬人傷亡。雖然按照他自己的說法,這是「為了盡早結束戰爭」,但哈伯這一行徑,仍然遭到了美、英、法、中等國科學家們的譴責,哈伯的妻子伊美娃也以自殺的方式以示抗議。
一戰結束後,哈伯又做了從海水中提取黃金的試驗,但最後宣告失敗。1934年初被派遣去巴勒斯坦德理化學研究所任職。1934年1月29日哈伯因突發心臟病逝世於瑞士的巴塞爾。
4. 合成氨的主要用途
摘要 合成氨的作用主要是做氮肥,還能做化工產品,比如三胺、甲醇、純鹼等。
5. 液氨的用途有哪些
液氨的用途有:
1、液氨主要用於生產硝酸、尿素和其他化學肥料,還可用作醫葯和農葯的原料。
2、液氨在國防工業中,用於製造火箭、導彈的推進劑。
3、液氨可用作有機化工產品的氨化原料,還可用作冷凍劑。
液氨的性質:
氨的合成是合成氨生產的最後一道工序,其任務是將經過精製的氫氮混合氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。對於合成系統來說,液體氨即是它的產品,工業上合成氨的各種工藝流程一般以壓力的高低來分類。
氨合成效率高,混合氣中的氨易被分離。因為合成效率高,放出的熱量多,催化劑溫度高,易過熱而失去活性,所以催化劑的使用壽命較短。又因為是高溫高壓操作,對設備製造、材質要求都較高,投資費用大。
6. 高純氨有些什麼用途
高純氨氣是強腐蝕性有毒物質,對皮膚和眼睛有強烈腐蝕作用,產生嚴重疼痛性灼傷。
高純氨的用途:
合成氨氣用於製造氮肥等化工原料
工業氨氣用於氨分解制氮氫混合氣體
液氨用於電廠等工廠氨製冷系統的製冷劑(R717)
液氨用於有機合成
高純氨氣用於LED電子行業的氮源
高純氨氣跟硅烷、高純氬氣用於薄膜太陽能電池製造
高純氨的注意事項:
高純氨氣是強腐蝕性有毒物質,對皮膚和眼睛有強烈腐蝕作用,產生嚴重疼痛性灼傷。高純氨蒸氣強烈刺激呼吸道粘膜和眼睛,對呼吸有窒息作用。受高純氨損傷的皮膚應立即用清水沖洗,然後以3%~5%的硼酸、乙酸或檸檬酸溶液濕敷。嚴重時應立即請醫生處理。
高純氨氣吸入人體,少部分為二氧化碳說中和,餘下的進入血液,主要與血紅蛋白結合,破壞血液運氧功能。短期內吸入大量氨氣後會出現流淚、咽痛、咳嗽、胸悶、呼吸困難、頭暈、嘔吐、乏力等。若吸入的高純氨過多,導致血液中氨濃度過高,就會通過三叉神經末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停止,危及生命。
使用高純氨氣前,應給氨氣管道進行氮氣試壓、氦氣保壓及肥皂水試漏,確保氨氣管道不泄露。工作環境保持通風。需要有2人同時操作,以應對突發狀況。
7. 合成氨工業對國防工業有重要意義,寫出2種氨的重要用途
用途 氨主要用於製造氮肥和復合肥料,氨作為工業原料和氨化飼料,用量約佔世界產量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作製冷劑。