课题2　人工固氮技术──合成氨 (4)(精品).ppt

人工固氮技术人工固氮技术合成氨合成氨 建平县高级中学 杨宇静 1.在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当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。而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。N2+O2 =2NO放电或高温放电或高温2NO+O2 =2NO2 3NO2+H2O =2HNO3+NO雷雨发庄稼雷雨发庄稼氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定氮的固定N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(放热放热)(一一)工业合成氨的反应原理工业合成氨的反应原理高温高压高温高压催化剂催化剂思考：从化学反应速率和化学平衡角度分思考：从化学反应速率和化学平衡角度分析讨论合成氨工业适宜的反应条件析讨论合成氨工业适宜的反应条件?这是一个正方向这是一个正方向气体分子数减小气体分子数减小的、的、放热放热的的可逆可逆反应。反应。该反应的特点该反应的特点:增大合成氨的增大合成氨的化学反应速率化学反应速率使化学平衡向使化学平衡向正反应方向移动正反应方向移动适宜条件选择适宜条件选择浓度浓度催化剂催化剂压强压强温度温度 工业上合成氨条件的选择依据工业上合成氨条件的选择依据分析角度分析角度反应条件反应条件高压高压高压高压高温高温低温低温使用使用不影响不影响增大浓度增大浓度增大廉价反应增大廉价反应物浓度或减少物浓度或减少生成物浓度生成物浓度 高压10MPa30MPa适宜温度400500 使用铁触媒 氨液化、补氮氢、原料气循环 n1）浓度：使用过量的氮气；浓度：使用过量的氮气；n2）催化剂催化剂(加快反应速率加快反应速率)：铁：铁n3）压强压强:10MPa30MPa；n4）温度：温度：400500。(二二)工业合成氨的反应条件工业合成氨的反应条件N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高温高压高温高压催化剂催化剂(放热放热)(三三)工业合成氨的原料选择工业合成氨的原料选择思考思考:工业合成氨时工业合成氨时N2取自于什么物质取自于什么物质?H2又来又来源于哪里源于哪里?N2主要来源于主要来源于_氢气主要来源于氢气主要来源于_空气空气(从空气中分离出从空气中分离出N2有哪些方法有哪些方法?)水和碳氢化合物水和碳氢化合物C+H2O=CO+H2CH4+H2O=3H2+COCH4+2H2O=4H2+CO2催化剂催化剂想一想:制取原料气的过程中混有制取原料气的过程中混有能使催化剂中毒的气体杂质有能使催化剂中毒的气体杂质有_CO,CO2和和H2S(四四)合成氨的基本生产过程合成氨的基本生产过程:三个生产过程三个生产过程:造气造气,净化，合成与分离净化，合成与分离(五五)工业合成氨的工业流程工业合成氨的工业流程:1、用图式表示合成氨的流程：、用图式表示合成氨的流程：原料气原料气的制取的制取净净化化合合成成分分离离液氨液氨(五五)工业合成氨的工业流程工业合成氨的工业流程:2.看课本看课本12页图页图1-7合成氨的流程示意图合成氨的流程示意图2.合成氨的实地照片合成氨的实地照片n阅读课本阅读课本34页后总结并填写学案：页后总结并填写学案：(六六)合成氨工业的发展合成氨工业的发展1、原料及原料气的净化、原料及原料气的净化2、催化剂的改进、催化剂的改进3、环境保护、环境保护课堂小结课堂小结：n工业合成氨工业合成氨:n(1)原理原理:n(2)反应条件反应条件:n(3)生产流程生产流程:n(4)三废处理三废处理:练习：合成氨所需的原料气可由煤和水蒸气反应而制合成氨所需的原料气可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：得，其中一步的反应为：（正反应放热），下列措施中，能提高（正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率转化率的是（的是（）A增大压强增大压强B降低温度降低温度C增大水蒸气浓度增大水蒸气浓度D加催化剂加催化剂合成氨工业有下列流程：合成氨工业有下列流程：原料气制备；原料气制备；氨氨的合成；的合成；原料气净化和压缩；原料气净化和压缩；氨的分离。其氨的分离。其先后顺序为（先后顺序为（）ABCDB3.合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量的CO、NH3的混合气体）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气中的CO，起反应方程式为：Cu（NH3）2Ac+CO+NH3 Cu（NH3）3AcCO（正反应是放热反应）（2）吸收CO的生产适宜条件_(3)吸收CO后的溶液经适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是_适当温度、加压适当温度、加压高温、低压高温、低压防止催化剂中毒防止催化剂中毒（1）必须除去原料气中的CO的原因是