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工业合成氨的vt图象怎么来的
发布时间：2022-05-11 14:43:311. 合成氨和硝酸制造是怎么来的
到19世纪中期，人们对植物生长的机理已经有了一定的认识，越来越注意到氨对生物的作用。氟是一切生物蛋白质组成中不可缺少的元素。因而它在自然界中对人类以及其他生物的生存有很重要的意义。自然界中氮的总含量约占地壳全部质量的0.04％，大部分以单质状态存在于大气中。空气中含有约78％的氮气，是空气的主要组成部分。但是，不论是人或其他生物（除少数生物外），都不能从空气中直接吸收这种游离状态的氮作为自己的养料。植物只能靠根部从土壤中吸收含氮的化合物转变成蛋白质。人和其他动物只能摄食各种植物和动物体内已经制好了的蛋白质来补充自己的需要。因此生物从自然界索取氮作为自身营养的问题最终归结为植物由土壤吸收含氮化合物的问题。
土壤中含氧化合物的主要来源是：动物的排泄物或动植物的尸体进入土壤后转变形成；雷雨放电时在大气中形成氮的氧化物溶于雨水被带入土壤；某些与豆科植物共生的根瘤菌吸收空气中的氯气生成一些氟的化合物。但是这些来源远远不能补偿大规模农业生产的需要。于是如何使大气中游离的氟气转变成能为植物吸收的氮的化合物，也就是氨的固定，成为化学家们探索的课题。
这个课题在20世纪初取得突破。首先是在1898年德国化学教授弗兰克和他的助手罗特与卡罗博士发现，碳化钡在氮气中加热后有氰化钡和氰氨基钡生成，接着发现碳化钙在氮气中加热到1000℃以上，也能生成氰氨基钙，并发现氰氨基钙水解后产生氨，于是首先建议将氰氨基钙用做肥料。1904年在德国建立了第一个工业生产装置。1905年在意大利也建立工厂，随后在美国、加拿大相继建厂。到1921年氰氨基钙在世界产量达每年50万吨，但从此以后新工厂建造渐渐停止，因为由氢和氮直接合成氨的工业在悄然兴起。
随后，开始利用电力使氮气和氧气直接化合，生成氯的氧化物，溶于水生成硝酸和亚硝酸。
要使这个方法在工业生产中实现，需要强大的电力、稳定的电弧。1904年这个实验由挪威物理学教授伯克兰德和工程师艾德设计完成。他们用通有冷却水的铜管作为电极，通入交流电。对生成的电弧加上一具强磁场，使电弧形成一个振荡的圆盘状，火焰的面积因此增加很大，温度可达3300℃。此装置于1905年在挪威诺托登投入运转。挪威具有强大的水力发电装置，能够利用这一方法制取硝酸。但是这种制取硝酸的方法在氧的氧化法制硝酸出现后，很快就失去了工业价值。
氨的氧化是先从合成氨开始。合成氧的发明是第三个氮的化学固定方法。
氨又称阿摩尼亚气。这个词来自古埃及的司生命和生殖的神。这是由于在古埃及司生命和生殖神神殿旁堆集着来朝拜人骑的骆驼粪和剩余的供品，逐渐形成氯化铵。含氮的有机物、动植物的尸体和排泄物在细菌的作用下均能生成氨。
1774年普利斯特里加热氯化铵和氢氧化钙的混合物，利用排汞取气法，首先收集到氨。1784年贝托莱分析确定氨是由氮和氢组成。19世纪很多化学家们试图从氯气和氢气合成氧，采用催化剂、电弧、高温、高压等手段进行试验，一直未能获得成功，以致有人认为氮和氢合成氨是不可能实现的。
直到19世纪，在化学热力学、化学动力学和催化剂等这些新学科研究领域取得一定进展后，才使一些化学家在正确理论指导下，对合成氨的反应进行了有效的研究而取得成功。
1904年，德国化学家哈伯利用陶瓷管，内充填铁催化剂，进行合成试验。测定出在常压下和高温1020℃反应达到平衡时，气体混合物中存在有0.012％体积的氨。在1904~1911年，他先后进行了两万多次试验，根据试验的数据，他认为使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断将反应生成的氨分离出来，可使这个工艺过程实现。1909年，他申请了用锇和铀、碳化铀的混合物作催化剂的专利。1910年5月终于在实验室取得可喜成果。
哈伯把成功的实验运用到工业生产，得到德国巴迪希苯胺和纯碱公司工程师博施、拉普、米塔赫等人的合作。1910年7月博施制成合成氨工业必需的高压设备；拉普解决了高温、高压下机械方面一系列难题；米塔赫研制成功用于工业合成氨的含少量三氧化二铝和钾碱助催化剂的铁催化剂。他们于1911年在奥堡建立起世界上第一个合成氨的工业装置，设置氨的生产能力为年产9000吨，在1913年9月9日开工。从此完成了氮的人工固定。
氢的合成不仅仅是合成了氨，更创造了高压下促进化学反应的先例。随后德国化学家贝吉乌斯将高压法用于多种化工产品的生产，1920年用高压法实现了煤的液化，合成人造汽油成功。
由此，哈伯获得了1918年诺贝尔化学奖；博施和贝吉乌斯共同获得了1931年诺贝尔化学奖。
但是，哈伯虽然创造了挽救千百万饥饿生灵的方法，却又设计一种致人于死地的可怕手段。
1915年4月22日下午5时左右，第一次世界大战爆发，德国将装有氯气的近6000个钢瓶约180多吨氯气打开散向守卫在比利时伊普尔城防线的加拿大盟军和法裔阿尔及利亚军队，造成1.5万人伤亡，其中5000人死亡，是有史以来第一次把化学武器用于军事进攻中。这是哈伯策划的。他的妻子是一位化学博士，曾恳求他放弃这项工作，遭到丈夫拒绝后用哈伯的手枪自杀。对此，哈伯遭到后人的谴责和唾骂。
合成氨中的氢气来自水，氨气来自空气。向装有煤的煤气发生炉的炉底鼓入空气，使煤燃烧。当炉温达到1000℃左右时，通入水蒸气，产生一氧化碳和氢气，同时吸收热量。为了维持炉中温度，在实际操作中，是将空气和水蒸气交替鼓入，这样得到的气体叫半水煤气。它的组成大致如下：
H2：38%~42%N2：21%~23%CO：30%~32%CO2：8%~9%H2S：0.2%~0.5%半水煤气中氢气和氯气是合成氨所需的，其他气体需要除去。
硫化氢（H2S）是利用氨水吸收。
一氧化碳是在催化剂存在下加热与水反应变换成二氧化碳和氢气，经过变换的气体叫变换气。
变换气中的二氧化碳在水中的溶解度显着大于变换气中其他组分，所以用水就可除去，也可以用碱液、氨水吸收。
生成的碳酸氢铵（NH4HCO3）正是我国农村使用的小化肥。
少量一氧化碳是通过醋酸铜氨液吸收来除净的。
得到纯净的氢气和氮气的混合物经压缩进入合成塔，在一定温度和压力下通过催化剂，部分合成氨。由于氨气易液化，在常压和-33.4℃即转变成液体，从合成塔中出来的氮气、氢气和氨气进入冷却器，氨气被液化，而氮和氢仍是气体。再通过分离器，氨气就与氮气、氢气两种气体分离。未反应的氮气、氢气两种气体用循环压缩机送入合成塔循环使用。
氨的合成也为制取硝酸开辟了一条途径。8世纪阿拉伯炼金术士贾伯的着作里讲述到硝酸的制取：蒸馏1磅绿矾和半磅硝石得到一种酸，很好地溶解一些金属。如果添加1/4磅氯化铵，效果更好。
绿矾蒸馏后得到硫酸，与硝石作用，得到硝酸，添加氯化铵，就得到盐酸。
3份盐酸和1份硝酸的混合液就是王水。
从8世纪开始，欧洲人利用硝石与绿矾制取硝酸。在硫酸扩大生产后，逐渐利用硝酸钠与硫酸作用制取硝酸。
前面曾提到20世纪初利用一氧化氮氧化制取硝酸的方法，不过那种方法要消耗大量电力。
早在1830年法国化学品制造商人库尔曼就提出氨在铂的催化下与氧气结合，形成硝酸和水。
1906年，拉脱维亚化学家奥斯特瓦尔德将这一方法工业化，1918年引进英国。
随后催化剂不断更换。俄罗斯化学家安德列夫在1914年改用铂铱合金；弗兰克和卡罗研究用氧化铈和氧化钍的混合物，催化作用逊于铂，但价低廉；现在使用的多是铂铑合金，并在高温下，氨先被氧化成一氧化氮，然后是二氧化氮。二氧化氮溶于水成硝酸。
2. 工业合成氨
合成氨是以碳氨为主要原料, 我司可承包的 合成氨生成成套项目, 规模有 4×104 吨/年, 6×104 吨/年, 10×104 吨/年, 30×104 吨/年, 其产品质量符合中国国家标准.
1. 工艺路线：
以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:
造气 -> 半水煤气脱硫 -> 压缩机1，2工段 -> 变换 -> 变换气脱硫 ->压缩机3段 -> 脱硫 ->压缩机4，5工段 -> 铜洗 -> 压缩机6段 -> 氨合成 -> 产品NH3
采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下:
造气 ->半水煤气脱硫 ->压缩机1,2段 ->变换 -> 变换气脱硫 -> 压缩机3段 ->脱碳 -> 精脱硫 ->甲烷化 ->压缩机4,5,6段 ->氨合成 ->产品NH3
2. 技术指标:
(1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm
固定75%蒸汽: 压力0.4MPa, 1-3MPa
(2) 产品: 合成氨：氨含量（99.8%） 残留物含量（0.2%）
3. 消耗定额: ( 以4×104 吨/年计算)
(1) 无烟煤( 入炉) : 1,300kg
(2) 电: 1,000KWH( 碳化流程), 1,300KWH( 脱碳流程)
(3) 循环水: 100M3
(4) 占地: 29,000M2
4. 主要设备:
(1) 造气炉
(2) 压缩机
(3) 铜洗
(4) 合成塔
http://www.weisheng.com.cn/jjfa_show.asp?id=
3. 关于工业合成氨流程图中的细节
因为循环压缩机气缸里也有润滑油，不除去的话随气体带入合成塔会影响触媒的使用寿命
4. 合成氨的流程示意图如下： 回答下列问题：(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的
| (1)液化、分馏与C反应后除去CO 2 C＋H 2 O(g)
 2NH 3 (3)冷却塔n高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好(4)将液氨和未反应的原料气分离(5)13.8 5. 合成氨工业流程图
1. 工艺路线： 6. 工业合成氨的历史 自从1809年在南美州的智利发现了硝酸钠矿床之后，智利硝石很快就成为当时世界上无机矿物含氮肥料的主要来源，据估计，在1850-1900年间，全世界无机氮肥有70%来自智利硝石，但矿产资源是有限的，这就迫使人们去思考：如何使大气中游离态氮，用人工的方法转变成可为植物吸收的化合态氮，即人工固氮，一直是化学家探索的有关国计民生的重大课题，特别是如何利用空气中氮和水中的氢直接合成氨一直十九世纪化学家研究的焦点之一。但由于长期未获成功，以至有人得出“由氮和氢直接合成氨是不可能的”的错误结论。直到1909年，德国化学哈伯取得了突破性进展，成功地建立了每小时能产生80克氨的装置，从而使人们看到了解决这一问题的曙光，开创了合成氨的历史，哈伯也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。 7. 关于工业合成氨的问题（较难）
其实有这样的关系：对于反应aA+bB→cC; v=-(1/a)*d(A)/dt=-(1/b)*d(B)/dt=+(1/c)*d(C)/dt=k(A)^a(B)^b.可见，v是瞬时速率，且对于C而言是生成速率，而对于A,B而言是消耗速率。当反应达平衡时，也就是，正方向的生成速率=正方向的消耗速率,净反应速率=0. 8. 工业合成氨的化学方程式是什么 工业合成氨的化学方程式：N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)（可逆反应）。 工业制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。氮气主要来源于空气；氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气（纯氢也来源于水的电解）。 由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物，它们对于合成氨的催化剂是有毒物质，在氨合成前要经过净化处理。 高温高压 N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)（可逆反应）。 △rHθ=-92.4kJ/mol。
(8)工业合成氨的vt图象怎么来的扩展阅读： 其他制取氨气的方法： 1、天然气制氨：天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%～0.3%（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 2、重质油制氨：重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸汽转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮用于氨合成原料。 在常温，常压下，一体积的水中能溶解700体积的氨。在干燥的圆底烧瓶里充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛水的烧杯里（水里事先加入少量的酚酞试液），把实验装置装好后。打开橡皮管的夹子，挤压滴管的胶头，使少量的水进入烧瓶。观察现象。 实验的基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 9. 工业合成氨流程 图不好贴，简单文字叙述为：先用水蒸汽与炽热的碳反应，生成氢与一氧化碳、二氧化碳，这是一个平衡反应，分离出纯净的氢后（避免催化剂中毒）再在合成塔内与从空气中分离出来的氮气在催化剂的作用下进行催化加氢合成氨。 10. 在实验室中进行合成氨工业的模拟实验，当反应进行一段时间，并建立相应的平衡以后，及时分离出氨并补充与
⑴反应起始时，氮气与氢气的物质的量之比n(N2)∶n(H2)＝1：3.3。在15分钟时合成氨反应第一次达到平衡，其间以H2的浓度变化所表示的平均化学反应速率为0.02molL-1min-1 。 与工业合成氨的vt图象怎么来的相关的资料
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