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合成氨的化学反应方程式
氨是一种重要的有机化合物，它可以由不同的原料和反应方法进行合成。
本文将介绍其中最常见的反应方程式合成氨的化学反应。
氨是由氨气和水组成的化合物，它是一种无色气体，有刺激性气味。
它被广泛用作医药、农药以及各种工业生产中的原料。
氨的反应方程式为：
2NH3(g) + 3H2O(l) 3N2O(g) + 6H2(g)
其中，NH3是氨气，H2O是水，N2O是氮氧化物，H2是氢气。
该反应可在室温下进行，在此反应中，氨气和水在气体形式的氮氧化物和氢气的形式下发生变化。
合成氨的反应需要用到一些原料，如氮气和氢气，以及一些催化剂。
氮气是由空气的78％的氮气分解得到的，氢气则通常是从石油中分解水蒸气中的乙烷得到的。
催化剂可以是金属铝铵、石油焦油、硅油、铝氧化物等，催化剂可以有效地提高反应速度，但需要定期更换。
在反应过程中，氢气和氮气以比例相同的比例被供应，用催化剂将两者混合到一起，以提高反应速度和效率。
当反应结束时，会产生氮氧化物和氢气，然后氮氧化物和氢气会被冷却，使其转变为液体形式的氨溶液，即已得到的氨。
依据以上的化学反应方程式，可以看出氨的合成是一个非常复杂的过程，需要正确的原料和反应条件，以及适当的催化剂才能实现高效率的合成氨。
合成氨对当今工业发展非常重要，因此本文介绍的信
息可以为相关重要研究工作提供一定的指导作用。
合成氨的工艺流程1. 空气分离：首先，空气中的氮气和氧气需要被分离。
这可以通过空气压缩和冷却，然后用分子筛或液化分离技术将氮气和氧气分离出来。
2. 氮气制备：通过空气分离得到的氮气需要被进一步提纯。
这可以通过低温分馏或其他技术将氮气提纯到适当的纯度。
3. 氢气制备：氢气可以通过天然气蒸汽重整反应或者电解水得到。
4. 催化剂制备：制备出合成氨反应所需的催化剂，通常是以铁为主要成分的铁钼镍催化剂。
5. 合成氨反应：将氮气和氢气在高压高温的条件下通过催化剂进行反应，生成合成氨。
6. 分离纯化：将合成氨经过冷却和减压，然后通过吸收剂、冷却和压缩等工艺步骤来分离纯化合成氨。
7. 储存和运输：将合成氨储存于合适的储罐中，并通过管道或其他运输方式将其运输到需要的地点。
以上就是合成氨的工艺流程，通过这个工艺流程可以高效地制备出高纯度的合成氨，供给各种化工生产需要。
合成氨的工艺流程是一个复杂而精细的过程，其中的每一步都需要严格控制，以确保产出的合成氨的纯度和质量能够满足工业需求。
在合成氨的工艺中，采用了一系列先进的化工技术和设备，以下将进一步细说合成氨的工艺流程过程。
8. 催化剂再生：在合成氨反应中使用的催化剂需要不断地被再生。
随着反应进行，催化剂表面会积聚一定量的杂质物质，从而影响催化剂的活性和选择性。
因此，通过热气流或蒸汽来清洁催化剂表面，以恢复催化剂的活性和选择性。
9. 热力学控制：合成氨的反应是放热反应，因此需保持适宜的温度。
以确保反应不至于过热，影响产品的选择性及催化剂的稳定性。
使用适当的冷却系统来维持反应温度，是非常关键的。
10. 蒸汽重整制氢：氢气是合成氨反应的一种重要原料。
而氢气通常是通过天然气蒸汽重整反应得到的。
在这个过程中，通过加热天然气并与水蒸气反应，生成氢气和二氧化碳。
11. 压缩系统：由于合成氨反应需要高压，所以需要使用高效的压缩系统，来将氮气和氢气压缩至合适的反应压力。
一般情况下，合成氨反应的压力约为100至200大气压。
化学合成氨方程式
【原创实用版】
目录
1.化学合成氨的概述
2.化学合成氨的方程式
3.化学合成氨的工业应用
4.化学合成氨的发展前景
正文
【1.化学合成氨的概述】
化学合成氨，又称哈伯 - 博世法，是一种通过特定的化学反应将氢气和氮气转化为氨的方法。
这一过程由德国化学家弗里茨·哈伯和卡尔·博世于 1909 年首次成功实现，为世界农业的发展做出了重大贡献。
氨（NH3）是一种重要的基础化学原料，广泛应用于肥料制造、化工生产等领域。
【2.化学合成氨的方程式】
化学合成氨的反应方程式如下：
2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
其中，N2 表示氮气，H2 表示氢气，NH3 表示氨气。
此反应需要在高温（180-210℃）和高压（140-300 大气压）的条件下进行，催化剂通常为铁、铑、钨等。
【3.化学合成氨的工业应用】
化学合成氨在工业上主要用于生产氮肥，如尿素、硝酸铵等，这些肥料对于提高农业产量具有重要意义。
此外，氨气还用于制造化工产品，如硝酸、尿素、聚氨酯、合成纤维等，这些产品在日常生活和工业生产中具有广泛的应用。
【4.化学合成氨的发展前景】
随着全球人口的增长和经济的发展，对粮食和资源的需求不断增加，化学合成氨在农业和工业领域的应用将持续扩大。
未来，化学合成氨的生产技术将继续优化和改进，提高产能和降低能耗，以满足不断增长的需求。
此外，氨气的储存和运输技术也将得到进一步发展，以提高安全性和降低成本。
合成氨反应是一种重要的化学反应，通常在高温高压的条件下进行。
该反应的化学方程式为：
N2 + 3H2 → 2NH3
其中，N2和H2是反应物，NH3是生成物。
为了促进合成氨反应的进行，需要提供适当的条件。
首先，反应需要在高温下进行，通常在400-500摄氏度之间。
这是因为高温可以增加气体分子的平均动能，从而增加它们之间的碰撞频率和能量。
其次，反应需要在高压下进行，通常在100-200大气压之间。
这是因为高压可以增加气体分子之间的距离，从而减少它们的相互排斥力，并增加它们之间的碰撞概率。
此外，还可以通过使用催化剂来促进反应的进行。
常用的催化剂包括铁、钼、钨等金属。
这些催化剂可以降低反应的活化能，从而加速反应速率。
总之，合成氨反应需要在高温高压的条件下进行，并且可以使用催化剂来促进反应的进行。
这些条件的选择对于提高反应速率和产率非常重要。
合成氨方程式合成氨（Synthesis of Ammonia），也被称为哈柏-博士过程（Haber-Bosch process），是一种重要的工业化学反应。
该反应利用氮气和氢气作为原料，经过一系列催化剂的作用，在高温高压条件下生成氨。
合成氨广泛应用于农业肥料、化工原料和制药工业等领域。
合成氨方程式可以简洁地表示为：N₂ + 3H₂ -> 2NH₃在这个反应中，每一份氮气（N₂）与三份氢气（H₂）通过催化剂的作用生成两份氨（NH₃）。
该方程式表明，合成氨的生成是一种消耗氢气和氮气的反应。
合成氨反应通常在高温高压条件下进行，一般温度为350-550℃，压力为100-250 atmospheres。
这些条件能够提供足够的能量和压力，以克服反应的活化能。
然而，这也使得该反应过程具有很高的能耗。
在合成氨反应中，催化剂起着关键的作用。
常用的催化剂是铁（Fe）和钴（Co）的氧化物或卤化物。
这些催化剂能够加速反应速率，降低反应温度和压力要求。
此外，钾氧化铝（KAlO₂）等助剂也经常被添加到催化剂中，以提高催化剂的稳定性和活性。
合成氨方程式表明，氮气分子中的三个共有电子对（三个共价键）被氢气分子中的三个孤对电子（三个孤对键）所取代。
这个过程是通过氢气分子逐一加成到氮气分子上来实现的。
反应进行过程中，生成氨的活化能被催化剂降低，反应速率得到提高。
合成氨的重要性在于其大规模的应用。
首先，合成氨被广泛用作氮肥的原料。
农业中，合成氨以肥料的形式施用，提供植物所需的氮元素。
其次，合成氨还可用作化工原料，用于制造合成树脂、合成纤维、胶粘剂等化学品。
此外，合成氨还是许多药物合成的重要中间体和原料。
总结起来，合成氨是一种重要的工业化学反应，通过催化剂的作用，将氮气和氢气在高温高压条件下，生成氨。
合成氨方程式N₂ + 3H₂-> 2NH₃描述了该反应的产物和反应物的摩尔比例。
合成氨的应用广泛，包括农业肥料、化工原料和制药工业等领域。
合成氨反应的化学方程式《合成氨反应：化学世界里的神奇魔法》我呀，一直觉得化学就像一个充满魔法的世界。
今天我想和大家讲讲合成氨反应这个超级厉害的化学魔法。
合成氨反应的化学方程式是N₂+3H₂⇌2NH₃。
这个方程式看起来就像一串神秘的密码，可它背后隐藏着好多有趣的故事呢。
就像盖房子需要砖头和工人一样，合成氨也需要原料。
氮气和氢气就是合成氨的原料。
氮气呀，到处都是，它在空气中占了很大的比例。
氢气呢，也不简单。
你想啊，氮气就像一个很沉稳的大叔，不太容易被改变，氢气就像是个调皮的小精灵，到处跑来跑去。
这两个家伙怎么就能变成氨呢？这就像是要让沉稳的大叔和调皮的小精灵合作干一件大事。
我问我的化学老师，老师呀，这氮气和氢气怎么就能变成氨呢？老师笑着说，这可不容易呢。
这个反应就像一场艰难的比赛，得有合适的条件才行。
就像我们跑步比赛得有跑道、得有合适的天气一样。
合成氨反应得有高温、高压还有催化剂。
高温就像是给这场比赛加油助威的观众，让氮气和氢气这两个“选手”充满活力。
高压呢，就像是比赛的规则，让它们不得不靠得更近，更容易发生反应。
催化剂就像是一个超级聪明的裁判，引导着反应快速进行。
我有个同学叫小明，他就特别好奇。
他说：“这氨有啥用啊？这么费劲地去合成它。
”我就跟他说：“哎呀，你可别小瞧了氨。
氨就像是一个多面手。
它可以用来做化肥呢。
你看那些庄稼，如果没有肥料，就像我们人没有饭吃一样，长不好。
氨做的化肥就像是庄稼的美食，让庄稼长得又高又壮。
”我还在书上看到，以前合成氨可困难啦。
科学家们就像探险家在黑暗中摸索一样。
他们不断地尝试不同的温度、压力和催化剂，就像我们在玩拼图，一块一块地试着，看怎么才能把这个合成氨的拼图拼好。
那时候的科学家肯定也有很多次想要放弃，就像我们做数学题，怎么算都算不对的时候，也想把本子一扔，说我不做了。
但是他们没有放弃，最后找到了合适的方法，这才让我们现在能够轻松地利用这个反应来制造氨。
在工厂里，那些大罐子、大管道就像是合成氨反应的舞台。
合成氨的方程式
合成氨的方程式如下:
2NH3 + O2 → 2H2O + N2
这是一个经典的化学反应，称为氨的合成。
在这个反应中，氨气 (NH3) 和氧气 (O2) 反应生成水 (H2O) 和氮气 (N2)。
这个反应是碱性反应，发生在高温高压条件下。
氨的合成是合成氮肥的重要方法之一。
氮肥是农业生产中必需的生产资料，氨的合成可以为植物提供氮源，提高农作物的产量和质量。
此外，氨的合成也是化学工业中重要的反应之一，它涉及到许多其他的化学品的生产，如尿素、硝酸、硫酸等。
拓展:
氨的合成是碱性气体反应的典型例子。
在碱性气体反应中，碱金属或碱土金属的化合物与气体反应生成相应的碱金属或碱土金属离子和氢氧根离子。
在氨的合成反应中，NH3 和 O2 反应生成 H2O 和 N2，同时释放出能量。
氨的合成反应是工业上生产氨的重要方法之一。
其他常见的氨的合成方法包括电解氨、光氯化氨和氨氧化法等。
在氨的合成过程中，需要注意控制反应条件，如温度、压力、催化剂种类和用量等，以获得高效的合成率和优质的氨产品。
合成氨条件方程式合成氨，这在化学的世界里可算是个相当了不起的事儿呢。
咱们得先知道啥是合成氨的条件方程式呀。
这方程式啊，就像是一把神奇的钥匙，能打开合成氨这个宝藏的大门。
合成氨的反应方程式是N₂+3H₂⇌2NH₃。
这看起来简简单单的几个字母和数字组合，背后的学问可大着呢。
要让这个反应顺利进行，那条件可得好好把握。
温度就是一个很关键的因素。
这就好比咱们做饭，不同的菜需要不同的火候一样。
合成氨反应里，温度不能太高也不能太低。
如果温度太高，就像你烧水的时候火太大，水一下子就烧干了，反应就朝着不利于生成氨的方向去了。
要是温度太低呢，就像小火慢慢炖，可这炖的速度又太慢了，产量就上不去。
一般来说啊，合适的温度范围就像是给这个反应穿上了一件刚刚好的衣服，让它舒舒服服地生成氨。
压强也是个重要角色。
咱们可以把反应体系想象成一个小屋子，压强就是屋子里的空气压力。
压强增大的时候，就像屋子里的人被挤得更紧了，那些氮气和氢气分子也被挤得更近了。
这样它们就更容易碰到一起，发生反应生成氨。
可压强也不能无限制增大呀，这就像屋子不能无限度地塞人一样，压强太大，设备就受不了啦，成本也会噌噌往上涨，就像你买东西的时候，价格突然变得特别贵，那可划不来。
还有催化剂呢，催化剂就像是这个反应的小助手。
它自己不参与反应，但是能让反应速度加快。
这多神奇啊，就好像你跑步的时候，有个人在旁边给你加油打气，你就跑得更快了。
在合成氨里，铁触媒就是这样一个得力的小助手，它能让氮气和氢气更快地结合成氨，提高生产效率。
咱们再从工业生产的角度看看这个合成氨条件方程式。
在大型的合成氨工厂里，那些巨大的反应设备就像是一个个超级厨房，要精确地控制温度、压强，还要加入合适的催化剂。
如果温度控制不好，那生产出来的氨的量就会大打折扣，这就像厨师做菜的时候盐放多了或者少了，做出来的菜就不好吃了。
压强不合适呢，就像厨房的炉灶火力不对，做出来的东西也不对味儿。
而没有催化剂这个小助手，那就像厨师没有得力的厨具，做起菜来慢吞吞的。
合成氨的分类
合成氨通常可以分为以下几种分类：
1. 工业合成氨：工业合成氨是指通过哈柏-博什过程或其他化学反应制备的氨气。
这种氨气通常用于制造各种化肥和其他化学品。
2. 实验室合成氨：实验室合成氨是指在实验室中通过化学反应制备的氨气。
这种氨气通常用于科研和实验室教学等领域。
3. 生物合成氨：生物合成氨是指通过微生物发酵或固氮作用等生物过程产生的氨气。
这种氨气通常用于农业领域，作为植物的营养来源。
4. 医用合成氨：医用合成氨是指通过化学反应制备的高纯度氨气，用于医疗领域中的诊断和治疗。
5. 食品级合成氨：食品级合成氨是指通过化学反应制备的高纯度氨气，用于食品加工、保鲜等领域中。
这种氨气需要符合特定的安全标准，以确保食品的安全性和质量。
氨的合成方法
1.氨气与氢气的直接合成：常见的直接合成氨的方法是通过气态氮气和氢气在高温高压条件下催化反应制得。
这种方法需要使用特殊的催化剂，如铁钾催化剂或铁锆催化剂，反应温度通常在400500摄氏度，压力在100200大气压。
这个方法广泛应用于工业生产中。
2.氧化铵法：氧化铵法是一种将铵盐经过催化剂催化氧化产生氨的方法。
具体步骤为首先将铵盐（如尿素或氨盐）与气态空气或氧气在高温下催化燃烧，生成一氧化氮和水蒸气，然后将一氧化氮与过量的氢气在催化剂的作用下反应生成氨。
这种方法的优点是反应条件较为温和，使用方便，但产氨量一般较低。
3.超临界氮气合成法：超临界氮气合成法是一种新的氨合成方法，可以在常压下实现氮气与氢气的合成。
该方法利用氢气和氮气在超临界条件下（如高温高压或低温低压）直接反应，产生氨。
这种方法具有操作简单、环境友好、能源消耗低等优点，但目前仍处于实验研究阶段。
4.微生物发酵法：微生物发酵法是通过利用氮固定菌，如植物根际中的根瘤菌或土壤中的氮固定细菌，将大气中的氮气固定成氨。
这种方法需要种植植物或在土壤中添加适当的菌种，通过微生物代谢过程产生氨。
这种方法在农业中广泛应用，可提供植物生长所需的氮源，促进作物生长。
合成氨的化学反应方程式合成氨是一种重要的化学原料，在工业生产和农业领域都有广泛的应用。
它的化学反应方程式描述了通过何种途径可以合成氨气体。
本文将介绍几种常见的合成氨的化学反应方程式。
1. 氨的Haber-Bosch合成Haber-Bosch合成是工业上合成氨最常用的方法，它的反应方程式如下所示：N2 + 3H2 -> 2NH3在该反应中，氮气（N2）和氢气（H2）经过催化剂的作用，发生反应生成氨气（NH3）。
这种方法是一种高温高压的过程，通常在400-500摄氏度和200-250大气压的条件下进行。
2. 氨的Ostwald过程Ostwald过程是另一种常用的合成氨方法，它的反应方程式如下所示：4NH3 + 5O2 -> 4NO + 6H2O2NO + O2 -> 2NO23NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO在该过程中，首先通过Haber-Bosch合成得到氨气，然后将氨气与氧气反应生成一氧化氮（NO）和水（H2O），随后一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮（NO2），最后将二氧化氮与水反应生成硝酸（HNO3）和一氧化氮。
这个过程也被称为硝酸工业的副产品。
在实际应用中，硝酸可用于制造肥料和爆炸物等。
3. 氨的电解法氨的电解法是一种不同寻常的合成氨方法，其反应方程式如下所示：2NH4Cl + 2H2O -> 2NH3 + 2HCl + O2在该过程中，氯化铵（NH4Cl）溶液经过电解，产生氨气、盐酸（HCl）和氧气（O2）。
这种方法通常在实验室中使用，但在工业规模上并不常见。
4. 氨的电化学合成氨的电化学合成是一种新型的合成氨方法，其反应方程式如下所示：N2 + 6H2O -> 2NH3 + 3O2 + 6e-在该反应中，氮气和水在电解条件下发生电化学反应，生成氨气、氧气和电子。
这种方法具有更低的温度和压力要求，且使用可再生能源进行电解，具有较好的环境友好性。
合成氨的氨合成反应最佳反应温度合成氨的氨合成反应在现代工业中可是个“大明星”，它的应用不仅广泛，还对我们的生活至关重要。
不过，想要让这个反应“登台演出”得心应手，我们得搞清楚一个关键问题，那就是：合成氨的最佳反应温度到底是多少？让我们一探究竟吧！1. 合成氨的基本背景1.1 氨合成反应的简介合成氨反应是指将氮气（N₂）和氢气（H₂）在一定条件下合成氨气（NH₃）的过程。
这个反应听上去简单，但要做到高效稳定，那可真是“高深莫测”。
反应的化学方程式是这样的：[ N_2 + 3H_2 rightarrow 2NH_3 ]。
这个反应需要在高温高压下进行，换句话说，就是在“恶劣环境”下才会“得心应手”。
1.2 为何温度如此重要？反应温度就像是你烤蛋糕时的烤箱温度，温度高了蛋糕烤焦了，低了又不熟。
合成氨的反应也是一样，温度直接影响反应的速度和产量。
要是在不对的温度下，氨气的产量可能会让你大失所望。
2. 反应温度的选择2.1 温度对反应速度的影响温度高，反应速度快，氨气产量也上升。
这就像是在打篮球时，你的状态好，速度快，自然得分多。
但是，温度一高，也会带来一些麻烦，比如催化剂的寿命缩短，能源消耗增加。
这个平衡点就像是“骑虎难下”，需要精确把握。
2.2 温度对产量的影响根据化学原理，合成氨的反应是一个放热反应，也就是说，反应过程中会释放热量。
高温下，反应速率虽快，但氨的产量却会下降。
因为高温不利于氨气的稳定存在，氨气容易分解。
换句话说，高温下氨气就像是“水中捞月”，不容易抓住。
3. 实际操作中的最佳温度3.1 工业上的温度选择在工业生产中，氨合成反应一般在450°C到500°C之间进行。
这个温度范围算是一个“黄金分割点”，既能保证反应的速度，也能让氨气的产量最大化。
虽然这个温度高得让人咋舌，但这是因为氨合成反应的“需要”，为了获得高效的产量，咱们也得“舍得花钱买速度”。
3.2 催化剂的作用催化剂在合成氨中扮演了“秘密武器”的角色，铁催化剂常用来加快反应速度。
合成氨工业综述1.氨的性质氨与酸或酸酐可以直接作用，生成各种铵盐；氨与二氧化碳作用可生成氨基甲铵，脱水成尿素；在铂催化剂存在的条件下，氨与氧作用生成一氧化氮，一氧化氮继续氧化并与水作用，便能得到硝酸。
氨在高温下(800℃以上)分解成氮和氢；氨具有易燃易爆和有毒的性质。
氨的自燃点为630℃，氨在氧中易燃烧，燃烧时生成蓝色火焰。
氨与空气或氧按一定比例混合后，遇明火能引起爆炸。
常温下氨在空气中的爆炸范围为15.5～28％，在氧气中为13.5～82％。
液氨或干燥的气氨，对大部分物质没有腐蚀性，但在有水的条件下，对铜、银、锌等有腐蚀作用【2】。
合成氨工艺流程在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下，N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后，将余料在送回反应器进行反应，合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
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气转化法简单，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，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
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NH32.合成氨工艺2.1依据合成条件—压力的不同的几种合成方法氨的合成是合成氨生产的最后一道工序，其任务是将经过精制的氢氮混合气在催化剂的作用下多快好省地合成为氨。
合成氨氨气分子式为NH3，英文名：syntheticammonia。
合成氨是指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
一、合成氨基本简介生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
①哈伯法合成氨。
在600℃的高温、200个大气压、含铅镁促进剂的铁催化剂的条件下，在炽热的焦炭上方吹人水蒸汽，可以获得几乎等体积的一氧化碳和氢气的混和气体。
其中的一氧化碳在催化剂的作用下，进一步与水蒸汽反应，得到二氧化碳和氢气。
然后将混和气体在一定压力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了较纯净的氢气。
同样将水蒸汽与适量的空气混和通过红热的炭，空气中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉，从而得到了所需要的氮气。
②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。
③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气转化法简单，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，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
④煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
合成氨反应式如下：N2+3H2 2NH3该反应具有以下的特点：A可逆反应B熵减小的反应ΔH=-92.4kJ/molC正反应是放热反应D正反应气体体积缩小E要有催化剂反应的适宜温度：700K反应的适宜压力：2×107∽5×107Pa催化剂：铁触媒，以铁为主体的多成分催化剂，使反应在较低温度下较快进行合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
兰州交通大学毕业设计题目系别专业指导教师教研室主任学生姓名接受任务日期完成任务日期兰州交通大学毕业论文任务书系专业班题目起止日期年月日起至年月日止指导老师教研室主任（签名）系主任（签名）学生姓名批准日期年月日接受任务日期年月日完成任务日期年月日一、设计（论文）的要求：1、说明书包括前言，合成氨变换工段工序原理，工艺条件及工艺流程确定，以及主要设备的选择说明，对本设计的评述。
2、计算部分包括物料衡算，热量衡算，有效能利用率计算，主要设备计算。
3、图纸带控制点的工艺流程图。
二、设计（论文）的原始数据：天然气成分：以实际工作数据为依据来进行。
年工作日330天,其余数据自定。
三、参考资料及说明：《化工工艺设计手册》（上、下册）,《合成氨工学》、《化工制图》、《化工原理》、《化学工程》、《化工设计概论》以及关于合成氨的其他相关杂志。
日产600吨化为800吨合成氨塔的设计摘要：介绍了合成氨各种原料制造气工艺路线，比较各种工艺路线及技术经济指标，提出合理的合成氨改造建议。
关键词：合成氨原料改造Nissan 600 tons of 800 tonstower design of Synthetic AmmoniaWangshengyinA BSTRACT Introduced all kinds of material of Synthetic Ammonia, craft line with all kinds of craft line and economic indicators, reasonable reform proposals of Synthetic Ammonia.KEYWORDS synthetic ammonia raw material reform前言氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。
合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与合成。
粗原料气中常含有大量的C，由于CO是合成氨催化剂的毒物，所以必须进行净化处理，通常，先经过CO变换反应，使其转化为易于清除的CO2和氨合成所需要的H2。
因此，CO变换既是原料气的净化过程，又是原料气造气的继续。
最后，少量的CO用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。
变换工段是指CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。
在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。
目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程，这是从80年代中期发展起来的。
所谓中变串低变流程，就是在B107等Fe-Cr系催化剂之后串入Co-Mo 系宽温变换催化剂。
在中变串低变流程中，由于宽变催化剂的串入，操作条件发生了较大的变化。
一方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低；另一方面变换气中的CO含量也大幅度降低。
由于中变后串了宽变催化剂，使操作系统的操作弹性大大增加，使变换系统便于操作，也大幅度降低了能耗。
工艺原理：一氧化碳变换反应式为：CO+H2O=CO2+H2+Q (1-1)CO+H2 = C+H2O (1-2)其中反应（1）是主反应，反应（2）是副反应，为了控制反应向生成目的产物的方向进行，工业上采用对式反应（1—1）具有良好选择性催化剂，进而抑制其它副反应的发生。
一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应，反应热是温度的函数。
变换过程中还包括下列反应式：H 2+O2=H2O+Q1.各种合成氨原料造气工艺路线及制造成本的比较A.以天然气为原料工艺流程：以天然气为原料合成氨工艺流程简图（1）天然气进入转化工序之前，需将天然气中的硫化物脱去,天然气的精脱硫可采用氧化锌法（中温脱除法）或加氢转化串接氧化锌法。
脱硫后接下来就开始将天然气转化为合成气，这道工序是整个合成氨的关键工序，投资占总投资的50%以上，而且转化工序的能耗在总能耗中也处于决定性地位，转化工序通常包涵两段，第一段为蒸汽转化，第二段是配入适量空气，提供合成氨所需要的氮，以及使氧与一段未转化的甲烷发生不完全燃烧，产生高温，供残余甲烷继续转化，就热力学平衡而言，天然气的蒸汽转化要在低压下进行，升高压力对转化不利。
但事实上转化仍在较高压力下进行，目的是降低整个装置的能耗、缩小装置尺寸和提高催化剂床层的给热系数。
压力的升高需要以提高温度来弥补对转化率不利的影响。
在转化过程中的水碳比（是蒸汽和甲烷的质量比）应超过化学计量要求，这不仅是为了加速反应更主要的是为了防止产生析碳反应，然而高的水碳比回事装置的能耗增加，为此需要改进催化剂的抗析碳性能。
理想的天然气蒸汽转化催化剂应具有以下性能：○1 对转化反应具有高的活性，○2 选择性好，尤其是抗析碳性好，○3 优良的几何形状，可降低压降，提高床层给热系数，充分发挥活性组分的作用，○4 要有足够的使用寿命。
合成气中CO 变换需要使用催化剂，高温变换使用铁系催化剂，主要组分是Fe 2O 3，还原成Fe 3O 4而具有活性，低温变换常用Cu-Zn-Al 催化剂。
合成气经过变换后就进行脱碳工序，主要是除去合成气中的CO 2。
脱碳有碳酸丙烯酯法、低温甲醇洗发、用聚乙二醇二甲醚作息首页的工艺等物理吸收法和烷基醇氨溶液法、热钾碱溶液法、联合工艺等化学吸收法。
然后再除去合成气中少量的CO 2、CO 、O 2和水分。
压缩然后通入合成塔中进行氨的合成。
B.以煤为原料 工艺流程：以煤为原料合成氨工艺流程简图（2）以煤为原料制取氨的原料气，此过程称之为煤的气化，。
它是以煤为原料，以氧气和水蒸气等为气化剂，在高温条件下，在高温条件下，通过化学反应把煤或焦炭中的可燃部分转化为气体的过程，气化时所得的气体即为煤气，其有效成分包括一氧化碳，氢气和甲烷等。
煤的气化过程十分复杂，主要化学反应有：C+½O 2CO123/kJ mol Θ∆H =-C+O 2 CO 2 298406/kJ mol Θ∆H =- C+H 2O CO+H 2 298131/kJ mol Θ∆H = C+2H 2O CO 2+H 2 29890.3/kJ mol Θ∆H = C+CO 2 2CO 298172.6/kJ mol Θ∆H = C+2H 2CH 4 29874.9/kJ mol Θ∆H =-粗煤气经过脱硫后就进入下一道工序，脱硫气的变换，合成氨原料气中的CO 一般分两次除去，大部分先通过变换反应： CO+H 2OCO 2+H 2， 29841.19/kJ mol Θ∆H =-CO 变换完后就进行后续脱碳，脱碳工艺与天然气为原料的脱碳工艺一样，但由于煤的价格高于天然气，并且煤很难再生，所以在原料上增加了合成成本，再加上没得气化对温度和压力要求更高，所以又增加了设备成本，总之，综合各方面的因素，以煤为原料合成氨成本还是较高的。
C.以重油为原料： 合成工艺路线：重空以重油为原料合成氨工艺路线简图（3）以重油为原料，由于重油价格很贵，重油成分复杂，再加上生产工序中多了炭黑清除工序，增加了设备成本和劳动成本，甲醇洗很难将二氧化碳除到标准要求，影响产量，而且工艺路线比较复杂，生产的氨纯度不高，还会有一些易挥发的有机物，所以以重油为原料成本很高，总之用重油合成氨不可取。
因此,我们选择以重油为原料合成氨。
第一节 氨合成的基本理论一、氨合成反应的特点(1)是可逆反应。
(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二、氨合成反应的化学平衡1.平衡常数:降温、加压平衡常数增大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，并少惰性气体含量。
二、反应速度反应速度是以单位时间内反应物质浓度的减少量或生成物质浓度的增加量表示。
影响氨合成反应速度因素：1.压力提高压力可加快氨的生成速度使气体中氨含量迅速增加。
2.温度反应速度随着温度升高显著加快第二节氨合成催化剂可以作氨合成催化剂的物质很多，如铁、铂、锰、钨和铀等。
但由于以铁为主体的催化剂具有原料来原广，价格低廉，在低温下有较好的活性抗毒能力强，使用寿命长等优点、广泛采用。
一、催化剂的组成及性能1．催化剂在还原前的化学组成及其作用铁催化剂在还原之前，以铁的氧化物状态存在。
其主要成分是三氧化二铁(Fe2O3）和氧化亚铁(FeO)。
此外，催化剂中还加入各种促进剂。
(1)氧化铁的组成(2)促进剂的组成及作用促进剂又称助催化剂，它本身没有催化活性，但加入催化剂中，可改善催化剂的物理结构，从而提高催化剂的活性。
合成氨铁催化剂中，普遍采用的促进剂有三氧化二铝(A12O3)、氧化钾(K2O)和氧化钙(CaO)等。
第三节氨合成操作条件的选择一、压力在一定的空速下，合成压力越高，出口氨浓度越高，氨净值(合成塔出入口氨含量之差)越高，合成塔的生产能力也就越大。
氨合成系统的能量消耗主要包括原料气压缩功、循环气压缩功和氨分离的冷冻功。
生产实践证明，操作压力在20～35MPa时总能量消耗比较低。
二、温度将某种催化剂在一定成产条件下具有最高氨生成率的温度称为最适宜的温度。
最适宜温度还和空间速度、压力等有关经生产实践得出氨合成操作温度控制在470~520度较为适宜。
三、空间速度当操作压力、温度及进塔气组成一定时，空速增加，氨净值降低。
由于氨净值降低的程度比空间速度的增大倍数少，所以空间速度增加时氨合成生产强度有所提高及氨产量有所增加。
脱碳1.一氧化碳变换过程在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。
合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。
变换反应如下：CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。
第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。
因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。
2. 脱硫脱碳过程各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。
粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。
CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。
因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
3. 气体精制过程经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。
