❶ 工业合成氨的条件如下,请说明选择的理由:(1)采用铁触媒作催化剂(2)温度;500°C左右
1,加快反应速度。后面用勒夏定理解释,反应为压强减小的,加压右移;且为放热反应,加温左移;使用500的温度是综合催化剂的最适温度和平衡原理的,压强的话是综合平衡和机器设备的要求确定的,至于不断收集氨气是减小生成物的浓度,平衡右移。
❷ 合成氨的反应一般选择在什么温度下进行
由于铁触媒在500摄氏度时的活性最大,所以合成氨反应一般选择在此温度下进行。
❸ 工业合成氨的温度选在400~500摄氏度能不能用了勒夏特列原理解释为什么
可以。勒夏特列原理是针对可逆反应而言,只要是可逆反应都可以用它来解释!
N2+3H2=2NH3
△H=-92.2kJ/mol
负号表示放热。升温平衡向减弱这种趋势的方向移动,即升温向吸热方向进行。也就是说,工业合成氨温度过高反而氮气氢气转化率降低,但为什么要升温至500℃呢?因为500℃才能达到反应的最低活化能标准。我说这个叫流星的同志,请仔细看看书在回答好吗?理工科需要实事求是,需要严谨,请莫要误人子弟!
❹ 工业合成氨时使用催化剂条件为500摄氏度而不选择其他温度的原因是什么
N2 + 3H2 =高温高压= 2NH3
合成氨反应是可逆放热反应;
温度的选择受所使用的催化剂决定;
催化剂铁触媒在500摄氏度时的活性最大;
所以合成氨反应一般选择在此温度下进行。
负号表示放热。升温平衡向减弱这种趋势的方向移动,即升温向吸热方向进行。也就是说,工业合成氨温度过高反而氮气氢气转化率降低,但为什么要升温至500℃呢?因为500℃才能达到反应的最低活化能标准。
(4)如何确定工业合成氨的温度扩展阅读:
合成氨主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤等。1981年,世界以天然气制氨的比例约占71%,苏联为92.2%、美国为96%、荷兰为100%;中国仍以煤、焦炭为主要原料制氨,天然气制氨仅占20%。70年代原油涨价后,一些采用石脑油为原料的合成氨老厂改用天然气,新建厂绝大部分采用天然气作原料。
生产合成氨的方法主要区别在原料气的制造,其中最广泛采用的为蒸汽转化法和部分氧化法(见合成氨原料气)。
❺ 氨合成的工艺条件温度和压力应该如何确定分别从热力学和动力学上进行分析。
氨合成反应是放热、缩小体积的可逆反应,温度、压力对此反应的化学平衡有影响。当混合气中氢氮摩尔比为3时,氨平衡浓度随着温度降低、压力增加而提高。但在较低温度下,氨合成的反应速度十分缓慢,需采用催化剂来加快反应。由于受到所用催化剂活性的限制,温度不能过低,因此为提高反应后气体中的氨含量,氨合成宜在高压下进行。当工业上用铁催化剂时,压力大多选用15.2~30.4MPa(150~300atm),即使在这样压力条件下操作,每次也只有一部分氮气和氢气反应为氨,因此氨合成塔出口气体中氨浓度通常为10%~20%(体积)。决定反应的主要因素是铁催化剂的活性,反应所产生的氨与氮气、氢气的分离以及氮、氢气的循环使用。
反应催化剂
铁催化剂的活性 氨合成采用添加有助催化剂的铁催化剂。助催化剂的成分有氧化钾、 氧化铝、 氧化镁、氧化钙、氧化钴等。开工前铁催化剂的主要成分为四氧化三铁(见金属氧化物催化剂),它对氨合成反应没有催化作用,投用前需用氢气将其还原成金属铁才有活性。不同还原条件下得到的催化活性有很大差异。正常生产时,铁催化剂常因氮氢混合气中含有少量硫化合物、碳的氧化物等气体而降低活性,通常规定一氧化碳和二氧化碳不超过10ppm(体积)。铁催化剂的寿命(见催化剂寿命)与其制造质量、使用条件有密切关系,短的1~2年,长的可达8~9年。
氨的分离
氨合成的单程转化率不高,为了获得产品氨,需将氨气从氨合成反应器出口气体中分离出来。工业上通常用两种方法[1]:
①冷凝法 利用氨的临界温度比氮、氢高的特点,只需把含氨混合气冷却,其中的氨即可从气态冷凝成液态。温度越低,冷凝的氨越多。工业生产都采用产品液氨作制冷剂。为了节省制冷剂用量,混合气先用水冷却。
②吸收法 利用氨气在水中的溶解度比氮、氢气大的性质,在高压下用水吸收,制成浓氨水。从浓氨水制取液氨尚需经过氨水精馏、氨气冷凝等步骤,消耗热能较多,工业上已很少采用。
❻ 工业合成氨的温度选在400~500摄氏度能不能用了勒夏特列原理解释为什么
可以。勒夏特列原理是针对可逆反应而言,只要是可逆反应都可以用它来解释!
N2+3H2=2NH3 △H=-92.2kJ/mol
负号表示放热。升温平衡向减弱这种趋势的方向移动,即升温向吸热方向进行。也就是说,工业合成氨温度过高反而氮气氢气转化率降低,但为什么要升温至500℃呢?因为500℃才能达到反应的最低活化能标准。我说这个叫流星的同志,请仔细看看书在回答好吗?理工科需要实事求是,需要严谨,请莫要误人子弟!
❼ 工业合成氨温度700k的原因
合成氨发生:N 2 +3H 2 ⇌2NH 3 △H<0,
升高温度可增大反应速率,提高产量,故①正确;
该反应的正反应为放热反应,升高温度不是提高氢气的转化率,或氨气的产率,故②③错误;
该温度时,催化剂的活性最大,有利于增大反应速率,提高产量,故④正确.
故选D.
❽ 合成氨的反应是放热反应,因此工业合成氨常采用低温条件
前半句是对的,后半句是错误的。
合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol,ΔH小于0所以确实是放热。
虽然合成氨反应是放热,提高温度不利于平衡正向移动,但是合成氨需要铁触媒做催化剂,而铁触媒的最佳催化温度是500度左右,所以要高温,提高反应速率。
❾ 工业合成氨如果不加催化剂能不能反应 不考虑催化剂活性,氨气的转化率最高是在几摄氏度
工业合成氨在没有催化剂的条件下是可以反应的,不过非常非常缓慢(可能几年也合不完),合成氨的最佳温度目前据实验表明应该是在500℃左右
❿ 工业合成氨最适宜的条件是什么
1、压强
研究表明在400°C,压强超过200MPa时,不使用催化剂,氨便可以顺利合成,但实际生产中,太大的压强需要的动力就大,对材料要求也会增高,这就增加了生产成本,因此,受动力材料设备影响,目前我国合成氨厂一般采用20MPa~50MPa.
2、温度
从理想条件来看,氨的合成在较低温度下进行有利,但温度过低,反应速率会很小,并且在500°C时催化剂铁触媒的活性最大,故在实际生产中,一般选用500°C。
3、催化剂
采用铁触媒(以铁为主,混合的催化剂),铁触媒在500°C时活性最大,这也是合成氨选在500°C的原因。最后,制得的氨量也不算多,还可以采取迅速冷却,使气态氨变为液态氨。也可原料重复利用。
(10)如何确定工业合成氨的温度扩展阅读:
催化剂
采用铁触媒(以铁为主,混合的催化剂),铁触媒在500°C时活性最大,这也是合成氨选在500°C的原因。
最后,制得的氨量也不算多,还可以采取迅速冷却,使气态氨变为液态氨。也可原料重复利用。
但对于合成氨反应中的铁催化剂,O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时,催化剂的活性又能恢复,因此这种中毒是暂时性中毒。相反,含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。
催化剂中毒后,往往完全失去活性,这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理,活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒,要把反应物原料加以净化,以除去毒物,这样就要增加设备,提高成本。因此,研制具有较强抗毒能力的新型催化剂,是一个重要的课题。