第七章合成氨
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第2节化学反应的限度工业合成氨考纲定位要点网络1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立.2.掌握化学平衡的特征。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律.4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
可逆反应与化学平衡状态知识梳理1.可逆反应[辨易错](1)2H2+O22H2O为可逆反应。
(2)Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O为可逆反应.(3)2 mol SO2和2 mol O2在一定条件下的密闭容器中发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时的O2物质的物质的量为1 mol。
()[答案](1)×(2)×(3)×2.化学平衡状态(1)概念在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化,正反应速率和逆反应速率相等,这种状态称为化学平衡状态。
(2)建立在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。
反应过程如下:以上过程可用如图表示:;若开始加入生成物,从逆反应建立平衡,则v.t图像为.因此,化学平衡状态的建立可以从正反应建立,也可以从逆反应方向建立,也可以从正、逆两反应方向同时建立,即平衡建立与反应途径无关。
(3)特征注意:化学平衡状态的两种标志错误可逆反应达到平衡时,各组分浓度不变,反应停止.(2)从正反应建立平衡的过程中,平衡前v正大于v逆。
(3)对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应,当v正(N2)=v逆(NH3)时反应达到平衡状态。
() (4)在相同温度下,相同容器(恒容)发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应,当分别向容器中充入2 mol SO2、1 mol O2与2 mol SO3平衡时,c(SO2)相同。
()(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。
《合成氨工艺学》课程教学大纲适用专业:化学工程与工艺学时:60学时学分:3一、课程的性质和目的合成氨生产是典型的化工工艺生产过程,反映了现代化工工艺的先进性和复杂性,具有相当强的代表性。
其目的是从加强工艺基础理论出发,分析其工艺特点,从热力学、动力学和技术经济的角度,分析和讨论各参数对反应的影响,工艺条件的确定和反应设备的选择。
同时介绍不同路线和流程的经济技术指标,能量的回收利用以及副产物综合利用等工艺问题,从而达到加强学生处理生产实际问题以及工艺研究开发和技术经济评价方面的工作能力的培养。
二、课程教学内容第一章绪论(2学时)要求一般理解与掌握:1、本课程的作用、目的、要求2、合成氨发展史3、合成氨生产典型工艺流程4、氨的性质、用途粗原料气制取(12学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、煤气化的化学反应与平衡;2、半水煤气生产的特点;3、间歇制气的工作循环;4、间歇制气的工艺条件;5、工艺流程与设备;6、续气化法的理论分析。
要求一般理解与掌握的内容有:1、反应速率;2、原料煤耗和热量回收;3、连续气化法的典型方法介绍。
自学:1、气态烃蒸汽转化法;2、重油部分氧化法。
一氧化碳变换(10学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、变换反应热力学;2、变换催化剂;3、工艺条件;4、工艺流程。
要求一般理解与掌握的内容有:反应速率及动力学方程式。
第三章第三章硫化物的脱除(8学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、湿法脱硫:①基本原理和氧化的催化剂选择,②改良ADA法;2、干法脱硫:①氧化锌法,②钴钼加氢法;3、脱硫方法的选择要求一般理解与掌握的内容有:1、脱硫原因;2、脱硫方法分类;3、中国近年开发的脱硫方法。
自学:干法脱硫:①活性炭法,②氧化铁法,③硫氧化碳水解催化法。
第四章第四章二氧化碳的脱除(8学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、物理吸收和化学吸收的比较;2、化学吸收法:热碳酸钾法;3、物理吸收法:低温甲醇洗涤法;4、脱碳方法的选择。
高二化学合成氨知识点归纳合成氨是一种重要的化学原料,广泛应用于农业、工业和医药等领域。
在高二化学学习中,合成氨是一个重要的知识点。
本文将对高二化学合成氨的相关知识点进行归纳。
一、合成氨的概述合成氨是指人工合成的氨气体,它是化学工业中的重要原料。
合成氨通常以硫酸铵为原料,在一定的条件下进行反应生成。
合成氨反应一般采用哈伯-博士过程,该过程以高温、高压环境下,通过气相中的氢气和氮气在催化剂的作用下进行反应,生成氨气。
二、高温高压条件下的合成氨反应合成氨反应中的高温高压条件是保证反应正常进行的重要条件。
一般反应温度在400-500摄氏度之间,压力约为150-250atm。
在这种条件下,氮气和氢气经过催化剂的作用,发生氧化还原反应,生成氨气。
三、催化剂的作用催化剂在合成氨反应中起到了重要的作用。
常用的催化剂是铁-铝催化剂,通过它能够加快反应速率,降低反应的活化能。
催化剂能够提供活性位点,使得氮气和氢气分子吸附在催化剂表面并发生反应。
四、反应机理合成氨反应具有复杂的反应机理,其中最重要的是氮气和氢气的活化。
氮气的活化主要通过氮气在催化剂表面分子键的断裂实现,而氢气的活化则是通过氢气和催化剂表面的金属原子之间的相互作用实现。
五、反应平衡与原理合成氨反应是一个可逆反应,因此反应达到平衡后会停止。
提高产氨率的关键是要改变平衡的位置。
增加反应压力可以提高产氨率,因为通过勃氏定律可以得知,在高压下氨的产量会增加。
同时,降低反应温度也可以提高产氨率。
六、合成氨的应用合成氨作为一种重要的化学原料,在农业、工业和医药领域有着广泛的应用。
合成氨可以用于制备尿素、硝酸铵等农业肥料,用于合成塑料、炸药等工业产品,还可以用于药物合成和医学治疗。
综上所述,高二化学的合成氨知识点归纳了合成氨的概述、高温高压条件下的合成氨反应、催化剂的作用、反应机理、反应平衡与原理以及合成氨的应用。
这些知识点对于理解合成氨的合成原理及应用具有重要意义,同时也为进一步学习化学知识打下了基础。
第七章脱硫工段第一节工艺流程及主要设备一、本工段任务从造气工段来的半水煤气中,除氢和氮外,还含有27%左右的CO,8%左右的C02,以及少量的硫化物和氧等。
硫化物(主在是仏5,约占半水煤气中硫总量的90%左右,其次还有CS2,COS和RSH等)含量约为1.0〜4.Og/Nm3。
这些硫化物对合成氨生产是有害的。
它会腐蚀设备、管道;会引起变换、合成、甲醇等工段触媒中毒、降低活性或失去活性;会破坏铜液成份。
H2S与铜液中的Cu2+和CU+作用生成CuS和Cu2S 沉淀,堵塞设备管道与阀门,使精炼操作条件恶化。
生产过程中,h2s从溶液中解吸出来,或从设备管道中泄漏出来,会污染环境,影响人体健康。
本工段的主要任务,就是用脱硫液将半水煤气中的硫化物脱除至0.07g/Nr^以下,使半水煤气得到净化,以满足后工段生产工艺的要求。
吸收硫化氢的脱硫液经再生后循环使用,再生析出的硫回收成硫磺。
本工段要根据全厂生产情况,调节罗茨风机气垴。
脱硫的方法很多,根据脱硫剂的形态可分为湿法和干法两大类。
干法以固体为吸收剂,如活性碳法、分子筛法等。
湿法以液体为吸收剂,如氨水液相催化法、氨水中和法、ADA法,近年来还发展了拷胶法、PDS法等。
B前,小氮肥厂脱硫采用较多的是氨水液相催化法。
现以本法为例,简述脱硫过程。
二、工艺流程简述氨水液相催化法脱硫是用脱硫液(贫液)吸收半水煤气中的硫化氢。
吸收硫化氢后的脱硫液(富液),在对苯二酚载氧体的催化作用下,经氧化再生后循环使用。
再生析出的硫泡沫经分离,熔融精制成硫锭。
主要反应方程式如下:NH4OH+H2S==MH4HS+H2O(脱硫反应)2NH4OH+CO2==(NH4)2CO3+H2O2NH4HS+Oz==2NH4OH+2S| (再生反应)2NH4HS+202=(NH4)2S203+H20来自造气工段的半水煤气,经除尘器除去所含的部份粉尘,煤焦油等杂质后,由罗茨鼓风机增压送入气体冷却器冷却,然后在喷旋脱硫塔的喷射器中与贫液并流接触而下,从喷旋塔底部进入,在旋流板中气液转为逆流接触,半水煤气中的硫化氢被贫液吸收。