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化学:工业合成氨

来源: 2020-07-04 01:28

合成氨的反应原理

  1.加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氨气的混合气体,可以看到湿润的PH试纸变蓝色

  2.用氢 气和氨气合成氨的反应式是

  ,属放热反应。

  3.工业上,采用以铁为主的催化剂,在400~500℃和10Mpa~30 Mpa的条件下合成氨。

  (1)催化剂的主要作用:成千上万倍地加快化学反应速率,缩短达平衡的时间,提高日产量。

  (2)合成氨的适宜条件:以铁为主的催化剂,在400~500℃和10Mpa~30 Mpa的条件

  (3)选择适宜生产条件的原则:有较高的反应速率和平衡转化率,能最大限度地提高利润。

  (4)合成氨生产时,不采用尽可能高的压强,通常采用10MPa~30MPa 的压强,否则会增大设备的动力要求,增大成本。

  (5)合成氨的反应为放热反应,降低温度促使平衡向有移动,有利于N2、H2转化为NH3;但降温必然减缓了反应速率,影响单位时间产率。生产中将二者综合考虑,既要保证N2、H2的转化率,又要保证较快的反应速率,只能选择适中的温度400~500℃左右。应注意该温度为催化剂活化温度,低于此温度,催化剂不起作用。

  (6)催化剂是影响反应速率的几个因素中,对反应速率影响程度最大的。

  催化剂的特点:

  ①选择性:不 同的反应选择不同的催化剂,如合成氨选择了铁触媒。每种催化剂都是对特定的反应有催化作用,并非能改变任何化学反应的速率。

  ②灵敏性:催化剂中混入杂质,常常会失去催化作 用,称催化剂“中毒”,因此 反应气体进入反应器前必须净化。 ③催化剂只有在活化温度以上才能起催化作用,如铁触媒活化温度为400~500℃,因此该温度为合成氨的适宜温度。

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