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工业上是如何合成氨的？

生活百科合成氨


工业上是如何合成氨的？

文章插图
工业合成氨反应的化学方程式为：N?+3H??2NH?（催化剂、高温高压条件下）
反应过程采用铁触媒（以铁为主混合的催化剂），铁触媒在500°C时活性最大，这也是合成氨选在500°C的原因 。
合成氨的反应特点
（1）可逆反应；
（2）正反应是放热反应；
（3）正反应是气体体积减小的反应 。
【工业上是如何合成氨的？】扩展资料
合成氨的发现过程
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上，这是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 。
合成氨反应的机理，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、—NH?和NH?，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨 。
工业合成氨的化学方程式：N?(g)+3H?(g)=2NH?(g)（可逆反应） 。
工业制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得 。氮气主要来源于空气；氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气（纯氢也来源于水的电解） 。
由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气 。从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物，它们对于合成氨的催化剂是有毒物质，在氨合成前要经过净化处理 。
高温高压 ：N?(g)+3H?(g)=2NH?(g)（可逆反应） 。△rHθ=-92.4kJ/mol 。
工业制氨：
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 。
以上内容参考：百度百科——工业合成氨

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