氨合成反应原理

制作人：贾悦氨合成反应原理•什么是合成氨？（定义）•为什么要合成氨？（地位·作用）•怎么合成氨？（原理）•什么影响氨合成？（影响因素）提出问题合成氨定义•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，为一种基本无机化工流程。合成氨用途•氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位，其中约有80%氨用来生产化学肥料，20%为其它化工产品的原料。氨主要用于制造氮肥和复合肥料，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料合成氨是重要的无机化工产品氨合成的基本原理氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的其反应式为：可逆放热体积减小氨合成影响因素平衡常数：P(NH3)、p(H2)、p(N2)——平衡状态下氨气、氢气、氮气的分压结论：根据平衡移动规律可知，降低温度，提高压力，有利于平衡向生成氨的方向移动。氨合成影响因素（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。平衡氨含量：1·温度和压力的影响68.23%60.59%50.25%40.49%31.90%23.20%61.61%53.50%43.04%33.66%25.80%18.23%52.46%44.08%33.93%25.45%18.81%12.82%46.21%37.89%28.25%20.60%14.87%9.90%37.86%29.95%21.36%15.00%10.51%6.82%0.84%0.54%0.31%0.19%0.12%0.07%35038042046050055040.5230.3920.2615.2010.130.101压力/MPa温度/℃68.23%60.59%50.25%40.49%31.90%23.20%61.61%53.50%43.04%33.66%25.80%18.23%52.46%44.08%33.93%25.45%18.81%12.82%46.21%37.89%28.25%20.60%14.87%9.90%37.86%29.95%21.36%15.00%10.51%6.82%0.84%0.54%0.31%0.19%0.12%0.07%35038042046050055040.5230.3920.2615.2010.130.101压力/MPa温度/℃结论：当温度降低，压力升高时，平衡氨含量增加。表1纯氢氮气（氢氮比为3）的平衡氨含量（体积分数）2.氢氮比的影响氢氮值是指合成氨的原料气中氢组分和氮组分的体积比或摩尔比，而不是重量比。在合成气组分组成中，其数值控制在2.6~3.2，结论：氢氮比在3左右时，平衡氨含量具有最大值3·惰性气体的影响结论：惰性气体的存在，降低了氢气和氮气的有效分压，使平衡氨含量下降。思考：动力学角度提高反应速率（1）压力提高压力可加快总反应速率。（2）温度最适宜温度：反应速率最大的温度。（3）氢氮比反应初期氢氮比为1.5，反应速率最快；随着反应的进行，氨含量不断增加，最佳氢氮比随之增大；反应趋于平衡时，最佳氢氮比接近于3。思考：动力学角度提高反应速率（4）惰性气体的影响惰性气体含量增加，总反应速率下降。总结•什么是合成氨？（定义）•为什么要合成氨？（地位·作用）•怎么合成氨？（原理）•什么影响氨合成？（影响因素）小结由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨合成氨是重要的无机化工产品温度压力氢氮比惰性气体制作人：贾悦谢谢大家