人工固氮技术—合成氨课件

高温、高压
N2(g) + 3H2(g) 催化剂 2NH3 (g) (放热反应)
二. 合成氨的基本生产过程
用图式表示合成氨的流程图：
原料气
净
的制取
化
合
分
成考:工业合成氨时N2取自于什么物质?H2 又来源于哪里?
N2主要来源于_空__气_ (从空气中分离出N2有哪些方法?)
H2主要来源于__碳__氢_化__物__和_水__反__应______。
人工固氮——合成氨
在新疆和青海交界 处有一狭长山谷，每当 牧民和牲畜进入后，风 和日丽的晴天顷刻间电 闪雷鸣，狂风大作，人 畜必遭雷击。奇怪的是 那里的牧草十分茂盛， 四季常青，被当地牧民 称为“魔鬼谷”。你能 用化学方程式及必要的 文字叙述解释“魔鬼谷” 牧草茂盛、四季常青的 原因吗?
自主学习：
2、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
自主学习： 氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
固氮方法： （1）自然固氮：
①雷雨固氮（闪电时，N2 转化为NO） ②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌将N2转 化为化合态氮）。
（2）人工固氮：（用N2 和H2 合成氨）
一.合成氨的反应原理
如下图合成氨装置
现象：加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮气 的混合气体，可以看到湿润的pH试纸变__蓝_色。
高温、高压
原理：N2(g)+3H2(g) 催化剂 2NH3 (g)
合成氨的反应条件 思考: 根据勒夏特列原理分析讨论合成氨
工业适宜的反应条件?
• 1）浓度：使用过量的氮气。 • 2）温度：400～500℃； • 3）高压:10MPa~30MPa； • 4）催化剂(加快反应速率)：如铁触媒
杂质有CO,CO2 和H2S等气体
①用氨水吸收H2S气体 NH3•H2O +H2S = NH4HS + H2O ②使CO变成CO2 H2O + CO = CO2 + H2 ③CO2常用K2CO3溶液吸收 K2CO3 + CO2 + H2O = 2KHCO3
④用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、 O2、H2S等少量有害气体。
人们常说雷雨发庄家，你能用化学原理加以解释吗？
放电或高温
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
1、含氮化合物在生活中的意义和用途：
意义：①氮是植物生长必不可少的元素之一。 ②农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。
用途：①制造染料 ②制造人造纤维 ③制造油漆 ④制造炸药
2. 合成氨工业有下列流程： ①原料气制备；②氨的合成； ③原料气净化和压缩；④氨的分离。 其先后顺序为（Ｂ ） A．①②③④ B．①③②④ C．④③②① D．②③④①
小结：
工业合成氨: • (1)原理与过程: • (2)原料： • (3)合成条件: • (4)三废处理:
• 阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．
1、原料及原料气的净化 2、催化剂的改进 3、环境保护
五.巩固拓展：
１．合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应而 制得，其中一步的反应为：
（正反应吸热），下列措施中，能提高CO转 化率的是（ Ｃ ）
A．增大压强
B．降低温度
C．增大水蒸气浓度
D．加催化剂
五.巩固拓展：
一种方法是将空气液化后蒸发分离出氧气
C + H2O = CO + H2
而获得氮气;另一种方法是将空气中的氧气与
催化剂
催化剂
碳CH作4+用H2生O 成==二= 3氧H化2+C碳O,再除CH去4+二2H氧2O化=碳==得4H氮2+气CO。2
（二）原料气净化
想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质 有哪些？用什么方法除去杂质气体？
(三)合成与分离
从合成塔出来的混合气体，氨气约 占总体积的__1_5_%__，要把混合气体通过 冷凝器、_分__离__器__，再导入液氨贮灌。 剩余气体再送回合成塔，循环利用(合 成氨转化率较低，要采用循环操作）。
工业合成氨的工业流程1
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工业合成氨的工业流程2
三.合成氨工业的发展