合成氨

联合国官员表示，2009年全球饥饿人口可能突破10亿。而2003年至2005年间这一数字为8.48亿。1、用N2、H2为原料合成氨的工业生产，曾是一个很艰巨的课题。①1900年，法国化学家勒夏特列认为，N2、H2可以在高压下直接化合成氨。但在用实验验证时发生了爆炸，于是他觉得有危险，放弃了研究。②稍后，德国化学家能斯特，通过计算认为合成氨不能实现。使合成氨又惨遭厄运。③德国化学家哈伯知难而进，1908年7月在实验室用N2、H2在600℃、200个大气压，合成出氨,产率为2％。1911—1913年短短两年内产率不仅提高了，而且合成出了1000吨液氨。1918年获得了诺贝尔化学奖。以后，合成氨技术又有了很多改进，使合成氨产量不断提高。我国有合成氨生产企业570多家，其中2004年产量达30万吨以上的有30家，超过50万吨的已有4家。预计今年全国合成氨产量有可能超过4600万吨，比上年增产约380万吨。产量位居世界第一，我国合成氨生产情况怎样？1914年，第一次世界大战一开始，英国就从海上封锁德国从智利进口硝石。于是人们预言，德国得不到智利硝石，农田将缺乏肥料，炸药工厂也将停产，那么德国最迟在1915年或1916年便要自动投降，可使1916年过去了，德国还在顽强的战斗，农田照样一派浓绿，前线的炮火反而更加猛烈。原来……德国以哈伯为首的一批化学家克服了当时的世界化学难题——以廉价的空气、水和煤炭合成了重要的化工原料:（NH3）哈伯与合成氨合成氨从第一次实验室研制到工业化投产经历了约150年的时间。德国科学家哈伯在10年的时间内进行了无数次的探索，单是寻找高效稳定的催化剂，2年间他们就进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了一种合适的催化剂，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实现，瑞典皇家科学院于1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。资料诺贝尔化学奖1918年颁给了德国化学家哈伯（F.Haber）1931年颁给了德国化学家波施（C.Bosch）哈伯（F.Haber）（1868-1934）是他发明了合成氨方法，并投入了生产；是他发明了合成氨廉价的催化剂，使生产效率显著提高，生产成本明显降低。氨气的用途氨气铵盐纯碱医用稀氨水致冷剂硝酸尿素塑料染料合成纤维合成氨的适宜条件合成氨的反应原理N2+3H22NH3+112.64kJ特点：a、可逆反应b、正反应放热c、正反应是气体体积减小的反应。选择生产条件时主要考虑的几个因素（1）尽可能提高反应混合物中所需物质的百分含量；（2）尽可能缩短反应到达平衡所需要的时间；（3）尽可能降低对耐高温设备所需材料的要求。(4)符合绿色化学理念(一是注意环境保护二是原子利用率接近百分之百)请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？主要：经济效益与社会效益思考基本要求：a、单位时间产量高b、原料利用率高c、生产设备的投入要求不能太高d、防止对环境的污染反应速率平衡移动经济效益社会效益合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q反应速率增大使氨的含量提高浓度增大浓度，不断补充氮气和氢气及时分离出氨，不断补充氮气和氢气压强增大压强增大压强温度升高温度降低温度催化剂使用催化剂无影响问题3原子利用率0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa600℃0.18.616.724.337.547.8500℃0.219.232.141.859.473400℃0.840.155.363.478.988.8300℃4.368.478.283.091.496.2200℃26.589.892.794.797.699.4工业上合成氨的合适条件到底怎样？合成氨的适宜条件问题选择合适的温度：500℃左右，该温度是为合成氨催化剂的活性温度；选择合适的压强：20MPa-50MPa，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。使用催化剂：这样可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；二.合成氨的适宜条件N2（g）+3H2（g）2NH3（g）20MPa~50MPa5000C铁触媒压强：20MPa~50MPa温度：5000C左右（此时催化剂的活性最大）催化剂：铁触媒反应原理为：工业上在500℃、20MPa～50MPa时NH3的体积分数大约为26.4％左右。NH3的产率并不太高，那么还需要采取什么措施来提高NH3的产率呢?问题41:11:21:31:41:51:60.60.50.40.30.20.1NH3%N2:H2能否用过量氮气提高氢气转化率？工业合成氨是否采用此方法？4．浓度：分离出NH3后的N2、H2循环使用，并及时补充原料气。对，N2和H2开始以1：3的体积比进入合成塔，分离出来的气体中N2和H2仍为1：3，再以1：3的体积比补充原料气，就可以使反应物始终保持一定的浓度，避免了不断调整反应物配比的麻烦。三.合成氨工业的发展前景（一）合成氨工业1.原料气的制取、净化和压缩N2：a、空气液化法(物理)b、除氧法(化学)H2：C+H2O（气）CO+H2CO+H2O（气）CO2+H2ΔΔ催化剂2.氨的合成3.氨的分离制得的需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压原料气体净化液氨分离合成压缩N2、H24.流程（二）化学模拟生物固氮氮的固定：把游离态的氮转化为化合态氮的过程。1．人工固氮：（化学固氮）条件高、成本高、转化率低、效率低2．根瘤菌：（生物固氮）常温常压、成本低、转化率高、效率高扩展资料氢氮混和气水冷器循环压缩机合成氨简要流程示意图液氨合成塔氨分离器合成氨的发展前景因为新催化剂可以使反应在较低温度下就有很大的反应速率，这样降低了反应所需温度，低温有利于平衡正向移动，增大NH3的产量，这样就可以减缓生产中对压强的要求而减少设备制造的投资。