合成氨在线气体分析仪及合成氨的介绍

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+Q中变气中HO/CO可达15以上，不必再添加蒸汽即可满足低温变换的要求。

2工艺流程确定目前的变化工艺有：中温变换，中串低，全低及中低低4种工艺。

本设计参考四川省自贡市鸿鹤化工厂的生产工艺，选用中串低工艺。

转化气从转化炉进入废热锅炉，在废热锅炉中变换气从920℃降到330℃，在废热锅炉出口加入水蒸汽使汽气比达到3到5之间，以后再进入中变炉将转换气中一氧化碳含量降到3%以下。

合成氨别名：氨气。

分子式NH3英文名：syntheticammonia。

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之外，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。

我国合成氨行业运行目前发展形势良好，随着我国合成氨行业运行需求市场的不断扩大，我国合成氨行业运行迎来一个新的发展机遇。

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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（synthetic ammonia，别名氨气，分子式为NH3）。

合成氨的主要原料来源于天然气、轻油、重油、煤等。

农业上使用的氮肥，除氨水外，诸如尿素、硝酸铵、磷酸铵和氯化铵以及各种含氮复合肥都是以氨为原料生产的。

合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作火炸药工业的原料，为战争服务，第一次世界大战结束后，转向为农业、工业服务。

随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。

1发现德国化学家哈伯（F.Haber，1868-1934）从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。

于1908年申请专利即“循环法”，在此基础上他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。

这是目前工业普遍采用的直接合成法。

反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。

合成氨反应式如下：N2+3H2≒2NH3（该反应为可逆反应，等号上反应条件为：“高温、高压”下反应条件为：“催化剂”）2催化机理热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。

当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。

目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。

接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成-NH、-NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。

上述反应途径可简单地表示为：xFe + N2→FexNFexN +［H］→FexNHFexNH +［H］→FexNH2FexNH2 ＋［H］→FexNH3→xFe+NH3在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，大约335 kJ/mol。

加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。

合成氨示范-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在编写本文之前，先要对合成氨进行一定的概述。

合成氨是一种重要的化学品，也是工业生产中的关键物质之一。

它被广泛应用于农业、化肥、医药、化工等领域，并对现代社会的发展起到了至关重要的作用。

合成氨的化学式为NH3，它是由氮气和氢气在高温高压条件下催化反应生成的。

合成氨具有较强的还原性和碱性，能与酸发生反应，形成盐和水。

由于其与氮肥和农作物的关系密切，合成氨被广泛用于制造各类化肥，提高农作物的产量和质量。

在合成氨的制备方法方面，目前主要有哈柏－博斯特法、威斯卡法、龙宁法等。

这些方法具有不同的优势和适用范围，能够满足不同行业的需求。

此外，随着科学技术的不断进步，新的合成氨制备方法也在不断涌现，为合成氨产业的发展提供了更多的选择和可能性。

总的来说，合成氨在农业和工业生产中具有重要地位和广泛的应用前景。

本文将会从合成氨的历史背景和制备方法入手，探讨其重要性和未来发展的展望。

通过该文章的撰写，我们希望能够更深入地了解合成氨这一化学品的特性和用途，并为其在工业领域的应用提供一定的指导和参考。

1.2 文章结构文章结构本文主要包括以下几个部分：引言、正文和结论。

下面将对每个部分的内容进行详细介绍。

1. 引言：引言部分将对本文要讨论的主题——合成氨进行概述，旨在为读者提供一个整体的认识和了解。

首先，简要介绍合成氨的背景和意义，包括其在农业、化肥生产和工业领域的重要作用。

接着，给出本文的目的和结构，引导读者理解本文的主要内容和脉络。

2. 正文：正文是本文的核心部分，主要分为两个部分：合成氨的历史背景和合成氨的制备方法。

在合成氨的历史背景部分，将回顾合成氨研究的起源和发展历程，介绍了早期科学家的贡献以及相关的重要里程碑。

同时，还可以提及合成氨在农业领域的应用和对全球粮食安全的重要意义。

在合成氨的制备方法部分，将详细介绍目前常用的几种制备方法，如哈柏二氮烷法、费伦斯法和奥斯特瓦尔德法等。

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合成氨生产工艺简易流程：
A造气
B中变
C低变
D脱碳
E CO2
F精炼（甲烷化）
G合成
H一段转化炉
I二段转化炉
J重油汽化炉
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高二工业合成氨知识点工业合成氨是指通过工业化方法生产氨气的过程。

这种生产方法广泛应用于农业、化工、制药等领域。

本文将介绍高二学生在学习工业合成氨时需要了解的相关知识点。

一、氨的制备方法1. 氨的工业制备主要采用哈-博斯曼法和氰胺法。

2. 哈-博斯曼法是由德国科学家哈-博斯曼于1908年提出的，主要通过氮气与氢气在高温高压下经催化剂反应生成氨气。

3. 氰胺法是指氨气由氰氨酸水解制得，其特点是原料使用方便，反应条件较温和。

二、反应原理1. 哈-博斯曼法的反应原理是氨气的合成反应。

该反应的化学方程式可表示为：N2 + 3H2 → 2NH3。

2. 氰胺法的反应原理是氰胺酸的加水分解反应。

反应方程式为：CH4N2O + 2H2O → CO2 + 2NH3。

三、反应条件1. 哈-博斯曼法需要高温高压下进行反应，通常反应温度为400-500℃，反应压力为100-200 atm。

2. 氰胺法的反应条件较温和，通常反应温度为150-200℃，反应压力为10-20 atm。

四、反应催化剂1. 哈-博斯曼法中常用的催化剂是铁、钴和铁钴合金等过渡金属催化剂。

2. 氰胺法中的催化剂包括钯、铂等贵金属催化剂。

五、反应装置1. 哈-博斯曼法需要使用高压装置和催化剂床。

2. 氰胺法一般采用立式氨合成塔。

六、应用领域1. 工业合成氨广泛应用于农业领域，用于生产化肥，如尿素、硝酸铵等。

2. 工业合成氨也用于制药工业，作为制备药物的原料。

3. 除此之外，氨还可以用于金属加工、电子行业等各个领域。

七、安全注意事项1. 氨是一种有毒气体，具有刺激性气味。

在操作过程中，必须注意防护措施，加强通风排气，佩戴防护装备。

2. 高温高压下的氨合成反应需要高强度的反应容器和安全措施，以确保操作人员的安全。

3. 操作过程中应避免与氧化剂、酸、其他可燃物质等接触，以防止火灾或爆炸事故的发生。

总结：工业合成氨是一项重要的工艺，具有广泛的应用领域。

了解氨的制备方法、反应原理、反应条件、催化剂、装置以及应用领域等知识点对于高二学生学习工业化学课程至关重要。