人工固氮技术-合成氨课件.ppt

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1、一.复习检测:,1.工业制备硫酸的原理(用方程式表示):2.生产中反应条件的控制:温度:;压强:;加催化剂能 反应速率,适当增加 的量。,第一步:,第二步:,第三步:,(催化氧化),(吸收),造气,一.复习检测:,课题2 人工固氮合成氨,二.任务揭示:,1.合成氨的反应原理,2.合成氨的基本生产过程,3.合成氨工业的发展。,在新疆和青海交界处有一狭长山谷,每当牧民和牲畜进入后,风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣,狂风大作,人畜必遭雷击。奇怪的是那里的牧草十分茂盛,四季常青,被当地牧民称为“魔鬼谷”。你能用化学方程式及必要的文字叙述解释“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗?,魔鬼谷,人们常说雷雨发庄家

2、,你能用化学原理加以解释吗?,N2+O2=2NO,放电或高温,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,雷雨发庄稼,三.自主学习:,1、含氮化合物在生活中的意义和用途:,氮是植物生长必不可少的元素之一。,农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。,制造染料,制造人造纤维,制造油漆,制造炸药,用途:,意义:,2、自然界中的氮循环,土壤中含氮化合物的主要来源:,氮的固定,将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定,三.自主学习:,固氮方法:(1)自然固氮:雷雨固氮(闪电时,N2 转化为NO)生物固氮(如:豆科作物的根瘤菌将N2转化为化合态氮)。(2)人工固氮:(用N2 和H2 合成氨)

3、,一.合成氨的反应原理,如下图合成氨装置,现象:加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮气的混合气体,可以看到湿润的pH试纸变_色。,蓝,1)浓度:使用过量的氮气。2)温度:400500;3)高压:10MPa30MPa;4)催化剂(加快反应速率):如铁触媒,合成氨的反应条件,(放热反应),思考:,根据勒夏特列原理分析讨论合成氨工业适宜的反应条件?,用图式表示合成氨的流程图:,原料气的制取,净化,合成,分离,液氨,二.合成氨的基本生产过程,(一)造气,思考:工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来源于哪里?,N2主要来源于_,H2主要来源于_。,空气,(从空气中分离出N2有哪些方法?),碳氢化物和

4、水反应,一种方法是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气;另一种方法是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得氮气。,(二)原料气净化,想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质有哪些?用什么方法除去杂质气体?,杂质有CO,CO2 和H2S等气体,用氨水吸收H2S气体,使CO变成CO2,CO2常用K2CO3溶液吸收,NH3H2O+H2S=NH4HS+H2O,H2O+CO=CO2+H2,K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3,用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、O2、H2S等少量有害气体。,从合成塔出来的混合气体,氨气约占总体积的_,要把混合气体通过冷凝器、_,再导入液氨贮灌

5、。剩余气体再送回合成塔,循环利用(合成氨转化率较低,要采用循环操作)。,(三)合成与分离,15%,分离器,Company Logo,工业合成氨的工业流程1,工业合成氨的工业流程2,阅读书本页后总结,三.合成氨工业的发展,1、原料及原料气的净化,2、催化剂的改进,3、环境保护,合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应而制得,其中一步的反应为:(正反应吸热),下列措施中,能提高CO转化率的是()A增大压强 B降低温度 C增大水蒸气浓度 D加催化剂,五.巩固拓展:,五.巩固拓展:,2.合成氨工业有下列流程:原料气制备;氨的合成;原料气净化和压缩;氨的分离。其先后顺序为()AB C D,小结:,工业合成氨:(1)原理与过程:(2)原料:(3)合成条件:(4)三废处理:,

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