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人工固氮技术—合成氨课件.ppt

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合成氨生产工艺流程ppt课件

合成氨生产工艺流程ppt课件
15
（二）、惰性气体的排除
• 氨合成循环系统惰性气体通过三个途径带 出：
• 1.一小部分从系统中漏损； • 2.一小部分溶解在液氨中被带走； • 3.大部分采用放空的方法，即间断或连续地
从系统中排放。 • 放空的位置应该在氨已大部分分离之后，
而又在新鲜气加入之前。
16
（三）、反应前的回收利用
• 回收利用反应热的方法主要有以下几种
11
1. 催化剂的预还原 为了使合成氨系统在短时间内投入生产， 将铁催化剂在合成塔外预先进行还原， 即所谓催化剂的预还原。 2．催化剂的钝化 还原后的活性铁遇到空气会发生强烈的 氧化反应，放出的热量能使催化剂烧结 失去活性。 钝化方法是将压力降到0.5~1MPa，温 度降到50~80度，用氮气置换系统后逐 渐导入空气使氮气中氧含量在
5
三、氨合成动力学
• 一、反应机理
• 在催化剂的作用下，氢与氮生成氨的反应是一多相气 体催化反应。由以下几个步骤所组成化剂外表面扩散到毛细孔内表面；
• (3)气体被催化剂表面(主要是内表面)活性吸附(与普通 吸附的区别在于有化学力参与在内，并放出热量)；
成氨的同时，氨也分解成氢气和氮气。
• (2)是放热反应。在生成氨的同时放出热 量，反应热与温度、压力有关。
• (3)是体积缩小的反应。
• (4)反应需要有催化剂才能较快的进行 。
4
二、氨合成反应的化学平衡
• 1.平衡常数:降温，平衡常数增大 • 2.平衡氨含量
反应达到平衡时氨在混合气体中的百分含 量，称为平衡氨含量，或氨的平衡 产率。 • 提高平衡氨含量的措施为降低温度，提高 压力，保持氢氮比等于3:1.
应前氢氮混合气，后在通过塔外换热器预热高
压锅炉给水。

课题2人工固氮技术-合成氨

课题2人工固氮技术-合成氨
成污染。
合成氨生产过程中需要消耗大量能源和原料， 同时会产生大量的废气、废水和固废，对环境 造成一定压力。
合成氨生产过程中产生的废水含有多种有害物质 ，如重金属、有机物等，对水体环境造成污染。
05
人工固氮技术的挑战与未来展望
人工固氮技术的挑战
1 2
高能耗
传统的人工固氮技术需要消耗大量的能源，这不 仅增加了生产成本，还对环境造成了负面影响。
环境保护
通过人工固氮技术，可以减少大 气中过量的氮气排放，减轻氮氧 化物对环境的污染，对环境保护 具有重要意义。
02
人工固氮技术原理
人工固氮技术概述
人工固氮技术是通过化学或生 物方法将空气中的氮气转化为 含氮化合物的过程。
人工固氮技术是解决全球氮资 源紧缺问题的重要途径之一。
人工固氮技术广泛应用于农业 生产、工业制造和环境保护等 领域。
合成氨的化学反应原理
合成氨是一个可逆反应，需要在高温、高压和催化剂存在的条件下进行。 N2 + 3H2 → 2NH3
反应过程中需要消耗大量的能量，因此需要采用高效的合成技术和能量回收系统。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程主要包括原料气的制备 、净化和压缩、合成反应、氨的分离和 回收等步骤。
氨的分离和回收是将氨气从反应气体中 分离出来，并进行回收和精制，最终得 到合格的氨产品。
利用光能激发氮气和氢气发生合成反应，具有能源利用可持续、 反应条件温和等优势。
生物合成氨
利用微生物或酶催化氮气和氢气合成氨，具有反应条件温和、可 利用废弃物等优点。
THANKS
感谢观看
合成氨是农业生产中重要的氮肥来源，能够提供 植物生长所需的氮元素，促进作物生长。
合成氨生产的氮肥能够提高土壤肥力，增加农作 物产量，对保障全球粮食供应具有重要意义。

邳州市第二中学2013年高中化学选修三课件课题2 人工固氮技术——合成氨

邳州市第二中学2013年高中化学选修三课件课题2 人工固氮技术——合成氨

(4)K2CO3(aq)和CO2反应在加压条件下进
行，加压的理论依据是____________。 a．相似相溶原理
b．勒夏特列原理
c．酸碱中和原理 (5)由KHCO3分解得到的CO2可以用于 __________________________________ ____ __________________________________ __________________________________ ____。
一、合成氨的反应原理
1.如下图为合成氨的实验装置
学科网
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 _______色。 蓝
2. 用氢气和氮气合成氨的化学反应方程式是
放热 N2 ＋3H2 2NH3 ，属______反应。 催化剂
zxxkw
高温、高压
3. 工业上，采用以_____为主的催化剂，在 铁 ________℃和_________MPa 的条件下合成 400～500 10～30 氨。
中具有开发价值的是( ) A．研制高温下活性较大的催化剂
B．寻求NH3的新来源
C．研制低温下活性较大的催化剂 D．研制耐高温高压的新型材料建造合成塔 解析：选C。合成氨的反应是放热反应，降 低温度有利于提高合成氨的生产效率。
要点突破讲练互动
合成氨工业生产及适宜条件 的选择
探究导引运用化学反应速率和化学平衡原理的
即时应用
(2012· 新乡高二检测)利用天然气合成氨的 工艺流程如图所示：
依据上述流程，完成下列填空：
(1)天然气脱硫时的化学方程式是 __________________________________。
(2)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n

部编人教版高二化学选修2《第1单元走进化学工业课题2人工固氮技术——合成氨》课堂教学精品ppt课件

部编人教版高二化学选修2《第1单元走进化学工业课题2人工固氮技术——合成氨》课堂教学精品ppt课件

工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
【解析】 勒夏特列原理运用范围，就是能使已平衡的可 逆反应发生平衡移动的一些因素。选项A中催化剂不能使平衡移 动。选项B中加压可使合成氨反应正向移动。选项C中高温不利 于合成氨，只能加快反应速率，另外，500 ℃左右铁触媒活性最 大。选项D中，循环使用，不涉及平衡移动问题。
工无论从反应速率还是化学平衡考虑，压强越大越 有利于合成氨。但压强太大，动力消耗大，设备的质量和制造 水平要求高，故必须综合考虑。目前我国合成氨厂一般采用的 压强在10～30 MPa之间。
(3)温度：对于放热反应，升温可提高反应速率，但转化率 降低，若温度太低，反应速率又太慢，综合考虑以500 ℃左右为 宜。而且在此温度下催化剂活性最大。
②______________________________________。
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
【解析】 (1)对合成氨的反应，催化剂只能提高反应速率， 不能使化学平衡发生移动；高压能提高化学反应速率，也能使 化学平衡向生成氨的方向移动。(3)电解水制氢气，电能消耗大， 成本高；煤作原料，能源消耗大，污染大。天然气作为洁净燃 料，便于管道运输，有投资省、能耗低的优点。
【点评】 本题主要考查氨的工业合成和硝酸的工业生产， 主要掌握氨的生产原理和主要流程，以及反应条件的选择。
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
2.工业上合成氨的原料之一——氢气，有一种来源是石油气， 如丙烷。
(1)有人设计了以下反应途径(反应方程式未配平)，假设反应 都能进行，你认为最合理的是( )
【答案】 B 【点评】 勒夏特列原理只能解释有关平衡移动问题，不 能用于解释化学反应速率问题。有效碰撞理论、勒夏特列原理 各有其应用的对象，应加以区分。

人工固氮——合成氨++课件-2024学年高一下学期化学苏教版(2019)必修第二册

人工固氮——合成氨++课件-2024学年高一下学期化学苏教版(2019)必修第二册

顶 盖 氮氢混合气体 铁触媒（还原 铁＋少量K2O 、Al2O3） 塔体 绝热层 内筒
底盖
螺栓 法兰盘 接触室 接触室中心管 架板 热交换室 列管
氨和氮、氢的混合气
得出结论
3、在合成氨工业中要不要使用催化剂？为什么？
使用铁触媒作催化剂
使用催化剂可使工业合成氨反应的速率提高上万亿倍。
知识海洋
活动 合成氨的工业生产条件优化
综
条件 角度
温度
压强
浓度
合
分
平衡 降温 加压 N2/H2＝1:3
催化剂 无影响
析
速率 升温 加压 N2/H2＝1:2.8 使用
700K 15~30MPa N2/H2＝1:2.8 铁系催化剂
知识海洋
活动 合成氨的工业生产条件优化
问题（5）：科学家们为什么将氮氢投料比1:2.8？
表
扩
吸
面
散
附
反
应
表
表
表
解决问题的路径：
解决问题的方法：
• 怎么快？ • 怎么多？
• 速率快，提高速率的办法 • 限度大，提高可逆反应的转化率
1.增大压强 2.升高温度 3.加催化剂 4.增大浓度
分享从速率的角度选择条件
1.增大压强 2.升高温度 3.催化剂对限度无影响 4.增加反应物浓度，减 小生成物浓度
分享从限度的角度选择条件
反应速率 方程
化学
温度
反
平衡 浓度 应
移动
条
压强 件
的
化学 反应 速率
催化剂 其他
优 化
学 动 力 学 综 合 解 决
问
题
教学程序
发现不同，交流研讨

合成氨工业PPT课件

合成氨工业PPT课件
（1）物理吸收法 利用二氧化碳能溶解于水或有机溶剂这一性质完成。吸收二 氧化碳后的溶液可用减压解吸法再生。
（2）化学吸收法 利用二氧化碳具有酸性特征而与碱性物质反应将其吸收。
常用脱碳方法（书43）
名称
吸收剂 方法特点
温度
1、 加压水洗法 物理
吸收 2、 低温甲醇法 法
水 甲醇
加压下 CO2 溶于水，净化度不 常温
鼓风
制气工艺流程 （1）、空气吹风：自下而上地通入空气，提高燃料层温度
（2）、蒸汽上吹：为保持正常炉温，可在水蒸气中配入部分 空 气进行气化。
（3）、蒸汽下吹：水蒸气与加氮空气从上而下进行气化反应， 使燃料层温度趋于均衡。
（4）、蒸汽二次上吹：将炉底的煤气排净，为吹入空气作准 备
。 （5）、空气吹净：此部分吹风气加以回收，作为半水煤气中
法
液中添加
2． 改良热碱法 二乙醇胺、 在较高温度下加压吸收，出 73-110 2.7
五 氧 化 二 口 CO2 0.1%
矾等
4、原料气的最终净化
原料气经脱硫、变换和脱碳后尚含有少量残余的一氧化 碳及二氧化碳，由于它们对氨合成催化剂有较大的毒害，因 此，在送往合成工序前，必须作最后的净化处理。使CO与 CO2两者之和少于10X10－6。 （1）、铜氨液吸收法
4NH3＋5O2 = 4NO＋6H2O 2NH3＋CO2 = NH2COONH4 NH2COONH4 = CO（NH2）2＋H2O
氨还可以与一些无机酸（如硫酸、硝酸、磷酸等） 反应，生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。 可用于生 产化肥。
2、用途
药物
机械工业
磺胺 冷 冻 (致 冷 剂 )
石油加工
化肥工业
辐射段 (高温燃料气体对转化反应管进行辐射传热 )

人工固氮技术-合成氨

人工固氮技术-合成氨

反应过程
原料气进入反应器，在催化剂的作用下发生反应生成氨气 。反应过程中需要控制温度、压力和催化剂活性等因素， 以确保反应的顺利进行。
尾气处理
未反应的氮气和氢气以及可能产生的其他副产物需要进行 尾气处理，以减少对环境的影响。常见的尾气处理方法包 括燃烧、吸收和吸附等。
05 生产过程中的优化与控制 策略
08 总结与展望
本次项目成果总结
成功研发高效催化剂
通过优化催化剂组成和制备工艺，提高了催化剂的活性和稳定性， 降低了合成氨反应的温度和压力。
实现工业化生产
建立了合成氨工业化生产线，实现了从实验室规模到工业化规模的 转化，为合成氨的广泛应用奠定了基础。
节能减排效果显著
通过改进工艺流程和操作条件，降低了合成氨生产的能耗和排放，提 高了资源利用效率。
合成氨技术简介
• 合成氨的化学反应原理：合成氨的化学反应原理是将氮气和氢气在催化剂的作用下进行反应，生成氨气。这一 反应是一个可逆反应，需要在高温高压下进行，同时需要合适的催化剂以降低反应的活化能。
• 合成氨的主要原料：合成氨的主要原料是氮气和氢气。其中，氮气可以从空气中分离得到，而氢气则可以通过 天然气、煤等化石燃料的重整或电解水等方法制取。
评估处理
根据不合格原因和程度，对不 合格产品进行评估和处理，包 括返工、降级、报废等。
追溯改进
对不合格产品进行追溯分析，找 出原因并采取相应的改进措施，
以防止类似问题再次发生。
07 安全生产管理与环境保护 要求
安全生产管理体系建立
制定安全生产规章制度
明确各级管理人员和操作人员的安全职责，建立完善的安全生产 责任制。
02 03
哈伯-博施法的发展
20世纪初，德国化学家哈伯和博施发明了以铁为催化剂、在高温高压下 将氮气和氢气合成氨的哈伯-博施法。这一方法的发明为人工固氮技术 的工业化生产奠定了基础。

课题2 人工固氮技术---合成氨

课题2 人工固氮技术---合成氨

课题2 人工固氮技术---合成氨教学目标1、了解合成氨对人类社会发展的重要意义。

2、通过实验学习合成氨反应原理，利用化学反应速率，化学平衡移动原理分析和讨论合成氨适宜反应条件。

3、结合合成氨的基本生产过程及合成氨工业发展，帮助学生理解实际生产中问题教学重点合成氨的反应原理、合成氨生产的适宜条件教学难点合成氨生产适宜条件教学用具 PPT课件课时安排 1课时教学过程【进行新课】[设立情景]神秘的魔鬼谷在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。

每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。

然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。

请解释原因。

N 2 + O2==== 2NO2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3+ NO“雷雨发庄稼”“春雨贵如油”等说法。

[过渡]空气中游离态氮气不能被庄稼吸收，转化为氮的化合物后才能被吸收。

将游离氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定。

看一下氮的循环。

农作物每年从土壤中摄取大量含氮化合物，为了补偿土壤中减少的氮，必须施加氮肥。

必须人工固氮。

[导言]本课时谈一下人工固氮技术----合成氨[展示]胶片人工固氮技术----合成氨一、合成氨的反应原理•由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为:方程式见胶片二、合成氨的基本生产过程1、制备合成氨的原料气,2、原料气的净化，3、氨的合成与分离 [展示]合成氨的实地照片三、合成氨工业的发展[阅读]教材总结．1、原料及原料气的净化2、催化剂的改进3、环境保护废气主要是硫化氢和二氧化碳等有害气体。

废液主要是含氰化物和氨的污水。

废渣主要来自造气阶段。

【课堂训练】【小结】工业合成氨:(1)原理:(2)条件:(3)生产过程:(4)三废处理:【布置作业】。

新人教版高三化学一轮复习课件《合成氨》

新人教版高三化学一轮复习课件《合成氨》

升 温 氨 的 含 量
0.1 MPa 15.3 2.2 0.4 0.1 0.05
10 MPa 81.5 52.0 25.1 10.6 4.5
20 MPa 86.4 64.2 38.2 19.1 * 9.1
30 MPa 89.9 71.0 47.0 26.4 * 13.8
60 MPa 95.4 84.2 65.2 42.2 23.1
(2)此可逆反应的正反应是 放热 反应。(填“放热”或“吸热”)
(3)A~C段曲线是增函数曲线．C～E段曲线是减函数曲线。试从 化学反应速率和化学平衡的角度说明理由 N2与H2反应时，随着温度升高， 反应速率加快，NH3%随之增大， 到C点达到最高值，说明此温度 时反应达到平衡。温度继续升高 后，平衡时NH3%反而减小，说 明此反应为放热反应。升高温度， 平衡向逆方向移动，导致NH3% 减小。
A．若增加B的量，平衡体系颜色加深，说明B必是气体。
B．增大压强，平衡不移动，说明m+n一定等于p+q. C．升温，A的转化率减小，说明正反应是吸热反应. D．若B是气体，增大A的量，A、B转化率并不都增大。
5、反应A+2B 2C；∆H<0，已知C是气体，达平衡后同时升高 温并降低压强，又达到新的平衡，若后次平衡时混合物中 C 的含 量与前次平衡时相同，则下列推断正确的是（ ） AC A．A不一定是气态物质 B．A一定是气态物质
A．x>y
B.x<y
C.x=y
D.不能确定
3、反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡。下 列各种情况下，不能使平衡发生移动的是
A．恒温、恒容时通入SO2气体 B．移走一部分NH4HS固体 C．容积不变，充入氮气 D．充人氮气，保持压强不变 4、可逆反应mA(g)+nB pC(g)+qD中，A和C都是无色气体，达平 衡后，下列叙述正确的是（ AD ） BC

《合成氨的概述》课件

《合成氨的概述》课件

合成氨的发现
总结词
合成氨的发现可以追溯到19世纪末期，当时科学家们开始探索氮和氢合成氨的可能性。
详细描述
1898年，德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和助手卡尔·博施（Carl Bosch）成功地开发出了一 种能够实现大规模合成氨的方法，这种方法被称为哈伯-博施法。这一发现为工业生产和农业提供了大 量的氨，对全球经济发展和人类生存具有重要意义。
原料气的净化
总结词
原料气的净化是合成氨生产工艺的重要环节，主要是通过化学和物理方法去除 原料气中的杂质，如二氧化碳、硫化氢和氧气等。
详细描述
原料气的净化通常包括脱硫、脱碳和脱氧等过程。脱硫主要是用碱性溶液或固 体吸收剂去除硫化氢；脱碳主要是用溶液吸收或固体吸附剂去除二氧化碳；脱 氧主要是通过催化剂或氧化反应将氧气转化为水。
环保与安全问题
总结词
合成氨工艺中存在一些环保与安全问题，需要采取相应的措施加以解决。
详细描述
合成氨工艺中会产生大量的废气和废水，如果处理不当会对环境造成污染。因此，需要 采取一系列环保措施，如废气处理、废水处理和废弃物回收等。此外，由于合成氨工艺 需要在高温高压下进行，也存在一定的安全风险。因此，需要采取相应的安全措施，如
《合成氨的概述》 ppt课件
目 录
• 合成氨的简介 • 合成氨的生产工艺 • 合成氨的工艺特点 • 合成氨的未来发展 • 总结
01
合成氨的简介
合成氨的定义
总结词
合成氨是指将氮和氢在高温高压和催化剂的作用下合成为氨的过程。
详细描述
合成氨是一种化学反应，通常在高温高压和催化剂存在的条件下进行，将氮气和氢气合成为氨气。这个反应是工 业上大规模生产氨的重要方法，也是化学工业中的重要反应之一。

合成氨PPT课件

合成氨PPT课件

反应特点 ：
主要副反应
主反应总体上是吸热，体积增大的反应
C4 ＝ H 2 H 2 C 7.9 4 k.m J 1ol 2 C O C2 O C 1.7 4 k2 .m J 1ol C H O 2 ＝ H 2 O C 1.3 3 k 6 1 .m J 1o
16
1.2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析
鉴于合成氨工业生产的实现和它的研究对化学 理论发展的推动，1918年，哈伯获得了诺贝 尔化学奖。
哈伯及其实验装置
合成氨发展的三个典型特点： 1. 生产规模大型化。 1000~1500T/日 2. 能量的合理利用。 用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能。 3. 高度自动化。 自动操作、自动控制的典型现代化工厂。
第1章 合 成 氨 Synthesis of Ammonia
授课教师：蔡永伟
1
主要内容
1 1.1 概 述 2 1.2 原料气的制取 3 1.3 原料气的净化 4 1.4 氨的合成
2
1.1 概述 (Preface)
• 空气中含有游离氮(N2：78.03%)，但是只有豆科等能 够直接吸收空气中的游离氮。
1908年7月，德国化学家弗里茨·哈伯在实验 室用N2和H2在600℃、200个大气压，以锇 为催化剂的条件下合成了氨，虽然产率仅有 8%，却也是一项重大突破。并成功地设计了 原料气的循环工艺，这就是合成氨的哈伯法。
1913年，德国当时最大的化工企业——巴登 苯胺和纯碱制造公司，组织了以化工专家波施 为首的工程技术人员将哈伯的设计付诸实施， 进行了多达6500次试验，测试了2500种不 同配方的催化剂后，最后选定了含铅镁促进剂 的铁催化剂，将哈伯的合成氨设想变为现实， 一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。

人教版高中化学选修2习题课件：1.2 人工固氮技术——合成氨

人教版高中化学选修2习题课件：1.2 人工固氮技术——合成氨

-15-
课题2 人工固氮技术—— 目标导航 合成氨
Z Z 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
D S 典例透析 IANLITOUXI
随堂演练
UITANGYANLIAN
知识点1 知识点2
合成氨适宜条件的分析 【例题1】 下列有关合成氨工业的叙述,可用勒夏特列原理来解 释的是( ) A.使用铁触媒,有利于合成氨 B.高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C.500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应 D.合成氨时采用循环操作,可提高原料的利用率 解析：选项A中催化剂不能使平衡移动;选项B中加压可使合成 氨反应正向移动;选项C中高温不利于合成氨,只能加快反应速率, 另外,500 ℃左右铁触媒活性较高;选项D中,循环操作,不涉及平衡 移动问题。 答案：B
-17-
课题2 人工固氮技术—— 目标导航 合成氨
知识点1 知识点2
Z Z 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
D S 典例透析 IANLITOUXI
随堂演练
UITANGYANLIAN
合成氨的基本生产过程 【例题2】 工业合成氨是在一定条件下进行的可逆反应:
N2(g)+3H2(g)
已知: 298 K时, Δ������ = −46.1 kJ·mol-1,ΔS=-99.5 J·K-1·mol-1。
ΔH-TΔS=-46.1 kJ·mol-1-298 K× (-99.5×10-3 kJ·K-1·mol-1)=-16.45 kJ·mol-1<0
常温下,合成氨反应能自发进行,所以合成氨的反应特点:①所有 的反应物和生成物都是气态,且该反应为可逆反应;②气体物质的 量减少的熵减反应;③该反应的正反应是放热反应。

合成氨生产工艺讲义ppt课件

合成氨生产工艺讲义ppt课件

接下去的中温变换和低温变换（简称中变 和低变），各自在不同的温度下使气体中的 CO与水蒸气反应，生成等量的CO2和H2,从 而提供了更多的作为合成氨原料的氢气。这 个反应叫做变换反应。
以上转化工序和变换工序构成了合成氨装 置的造气系统，制出了合成氨所用的粗原料 气，主要成分是H2和CO2
粗原料气进入脱碳工序，在这里用一种 MDEA溶液把气体中的CO2吸收掉，随后又使溶 液加热并减压，把CO2释放出作为副产品。溶液 循环使用。 来自脱碳的工艺气，首先按氢氮比约为3：1 配入来自空分的氮气，然后进入甲烷化工序，把 工艺气中残余的少量CO2和CO经甲烷化反应变 成水蒸气和CH4。水蒸气经过冷凝排出，而CH4 对后续工序是无害的惰性气体。 脱碳和甲烷化合称净化，即把粗原料气净化 为合成氨所需要的纯净的氢氮混合气。
156
300
500
500
1500

五、本装置生产规模（设计值）
合成氨产能 年操作时间 年操作时数 12万吨/年 333天 8000小时 （小时产量15吨）

（日产量360.36吨）


第二节

本装置合成氨工艺全流程、装置特点和催化 剂知识简介 一、本装置合成氨工艺全流程方块示意图如 下：

说明： 来自焦化装置的焦炉气送入合成氨装置界区后， 首先经过电捕焦油器和脱硫工序，脱除焦炉气中 的焦油、尘及硫化物后，送至转化工序。在这过 程中，焦炉气用焦炉气压缩机压缩3.75Mp（G）。 压力3.75Mpa（G）焦炉气送入转化工序，先进 入饱和塔被工艺水饱和增湿，然后经加热炉，再 进入转化炉，在此引入来自空分的氧气。氧气在 炉内燃烧掉一部分CH4，放出热量供转化反应。 出转化炉的焦炉气中残余的CH4已经很少了。

《合成氨工业》课件

《合成氨工业》课件
维护保养
定期对设备进行维护保养，包括清洗、润滑、紧固等，以延长设备使 用寿命和保证生产安全。
故障诊断与处理
对设备运行过程中出现的故障进行诊断和处理，及时排除故障，恢复 设备正常运行。
安全措施
为确保设备和人员安全，需要采取一系列安全措施，如设置安全阀、 压力表、温度计等安全附件，以及进行定期的安全检查和评估。
工艺流程的能量分析
总结词
对合成氨工艺流程的能量利用进行评估 和分析。
VS
详细描述
合成氨工艺需要消耗大量的能量，包括燃 料、蒸汽和电能等。通过对工艺流程的能 量分析，可以优化工艺过程，提高能量利 用效率，降低生产成本。同时，还可以采 取节能措施，如余热回收、能量梯级利用 等，进一步降低能耗。
03
合成氨工业的设备与操作
合成氨工业的应用领域
总结词
合成氨是农业、化工、制药等领域的重要原料，其在化肥、硝酸、炸药等方面有广泛应 用。
详细描述
合成氨是农业生产中重要的化肥原料之一，用于制造氮肥和复合肥等。此外，合成氨也 是化工和制药领域的重要原料，用于生产硝酸、己内酰胺、尼龙等化学品和炸药等军用
物资。随着科技的不断进步和应用领域的拓展，合成氨工业将继续发挥重要作用。
事故预防措施
采取多种预防措施，如定期检查设备、加强通风、设置安全警示标 识等，降低事故发生的风险。
应急处理
针对可能发生的事故，制定应急处理方案，确保在事故发生时能够 迅速、有效地应对，减少损失。
THANKS。
详细描述
原料气中可能含有硫化物、一氧化碳、二氧化碳等杂质，这 些杂质会影响合成氨的效率和产品质量。因此，需要经过一 氧化碳的变换和二氧化碳的脱除等净化过程，以获得高纯度 的氢气和氮气。
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• 7、Although the world is full of suffering, it is full also of the overcoming of it.----Hellen Keller, American writer虽然世界多苦难，但是苦难总是能战胜的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二 〇二〇年八月五日
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
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
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
（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？
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
（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
• 6、Almost any situation---good or bad---is affected by the attitude we bring to. ----Lucius Annaus Seneca差不多任何一种处境---无论是好是坏---都受到我们对待处境态度的影响。11时3分11时3分5Aug-208.5.2020
• 17、Do not, for one repulse, give up the purpose that you resolved to effect. ----Willian Shakespeare ,British dramatist不要只因一次失败，就放弃你原来决心想达到的目的。 20.8.520.8.511:01:1911:01:19August 5, 2020
• 10、Life is measured by thought and action, not by time. ——Lubbock 衡量生命的尺度是思想和行为，而不是时间。8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
• 11、To make a lasting marriage we have to overcome self-centeredness.要使婚姻长久，就需克服自我中心意识。Wednesday, August 5, 2020August 20Wednesday, August 5, 20208/5/2020
C．增大水蒸气浓度
D．加催化剂
五.巩固拓展：
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:
净
的制取
化
合
分
成
离
液氨
（一）造气
思考: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______。
一种方法是将空气液化后蒸发分离出氧气 C + H2O = CO + H2 而获得氮气催化;剂另一种方法是将空气中催的化氧剂 气与 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4氮H2气+C。O2
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、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
三.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）。
三.自主学习：Βιβλιοθήκη 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。
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THE END 8、For man is man and master of his fate.----Tennyson人就是人，是自己命运的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday, August 5, 2020
9、When success comes in the door, it seems, love often goes out the window.-----Joyce Brothers成功来到门前时，爱情往往就走出了窗外。 11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
• 15、 Every man is the master of his own fortune. ----Richard Steele每个人都主宰自己的命运。20.8.511:01:1911:01Aug-205-Aug-20
• 16、As selfishness and complaint cloud the mind, so love with its joy clears and sharpens the vision. ----Helen Keller自私和抱怨是心灵的阴暗，愉快的爱则使视野明朗开阔。 11:01:1911:01:1911:01Wednesday, August 5, 2020
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谢谢观看 12、Treat other people as you hope they will treat you.你希望别人如何对待你，你就如何对待别人。11时3分11时3分5-Aug-208.5.2020
13、To do whatever needs to be done to preserve this last and greatest bastion of freedom. (Ronald Reagan , American President ) 为了保住这最后的、最伟大的自由堡垒，我们必须尽我们所能。
• 20、No man is happy who does not think himself so.——Publilius Syrus认为自己不幸福的人就不会幸福。2020年8月5日星期三11时1分19秒11:01:195 August 2020
• 21、The emperor treats talent as tools, using their strongpoint to his advantage. 君子用人如器，各取所长。上午11时1分19秒上午11时1分11:01:1920.8.5
20.8.520.8.5Wednesday, August 5, 2020
• 14、 Where there is a will , there is a way . ( Thomas Edison , American inventor )有志者，事竟成。11:01:1911:01:1911:018/5/2020 11:01:19 AM
(吸收)
H2SO4(l)
课题2 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?
• 18、There is no absolute success in the world, only constant progress.世界上的事没有绝对成功，只有不断的进步。2020年8月5日星期三上午11时1分19秒11:01:1920.8.5