工业生产条件的选择.ppt

在合成氨工业中，为增加氨的日 产量，下列变化过程中不能使平衡 向右移动的是（ ） A. 不断将氨分离出来 B. 使用催化剂 C. 采用5000C左右的温度 D. 采用2×107～5×107Pa的压强 合成氨生产示意图 图2中条件选定的主要原因是(选填字母序号) ； A．温度、压强对化学平衡影响 B．铁触媒在该温度时活性大 C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制 硫酸工业生产的流程 沸 腾 炉 接 触 室 吸收塔 净化 冷 却 尾气 空气 * * * 工业合成 工业生产主要要考虑哪些问题？ 速率要快，提高单位时间的产量 化学平衡能够正向移动，提高原料利用率 生产中的能源消耗，原料，设备条件等因素 理论 实际选择条件及原因 加快速率 平衡正向移动 压强 温度 催化剂 浓度 目的 选择条件 条件 高压 高温 使用催化剂 增大反应物浓度 高压 低温 无影响 增大反应物浓度 或减小生成物浓度 一、合成氨条件的选择N2+3H2 2NH3 +Q 31.4 57.5 79.8 92.6 98.8 1× 108Pa 23.1 42.2 65.2 84.2 95.4 6× 107 Pa 9.1 19.1 38.2 64.2 86.4 2× 107 Pa 4.5 10.6 25.1 52.0 81.5 1× 107 Pa 13.8 26.4 47.0 71.0 89.9 3× 107 Pa 0.05 0.1 0.4 2.2 15.3 1× 105 Pa 4000C 6000C 5000C 3000C 2000C 压 强 氨 含 量 温 度 压强怎么定？ 压强的选择 ①理论上:增大压强既可以增大反应速率，又能使平衡正向移动，所以压强越大越好。 ②实际上:压强越大，对设备的要求高、压缩H2和N2所需要的动力大，因此压强不宜过高。 实际选择压强20MPa-50MPa 温度的选择 降低温度有利于提高平衡混合物中氨的含量。但温度越低，反应速率越小，达到平衡所需要的时间越长，因此温度也不宜太低。 选用铁触媒做催化剂，它在500℃时活性最高。 实际生产： 1.及时分离出NH3，提高N2与H2转化率 2.控制N2与H2体积比为1:2.8， N2过量，提高H2的转化率。 3. N2和H2循环使用，提高N2与H2转化率。 增大N2的浓度 及时分离出NH3 速率 平衡移动方向 增大 减小 正向 正向 二、工业合成氨流程 SO3 H2SO4 SO2 S 金属硫化物 SO2的 制备 SO2 的氧化 SO3 的吸收 原理 工业设备 主要措施 原理 SO3 + H2O=H2SO4 S+O2 = SO2 点燃 4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2 高温 2SO2 + O2 2SO3+Q 催化剂 △ H2SO4 SO3 SO2 S 金属硫化物 如 FeS2 炉气净化，防止催化剂中毒 原料 粉碎 富氧空气 矿渣Fe2O3用于炼铁 炉气 98.3 97.7 96.7 94.9 92.9 85.6 5500C 99.3 99.0 98.6 97.8 96.9 93.5 5000C 99.7 99.6 99.5 99.2 98.6 97.5 4500C 99.9 99.9 99.9 99.7 99.6 99.2 4000C 100 atm 50 atm 25 atm 10 atm 5 atm 1 atm P T SO2 转化率 SO2氧化生产条件的选择 2SO2 + O2 2SO3+Q 压强采用常压：在常压下SO2的转化率已经较高,再增大压强，转化率的提高并不多,且对设备的要求更高。 温度450-500 ℃:V2O5(五氧化二钒）活性最高。 浓度:增大O2浓度，V加快，且提高SO2转化率。 催化剂 热交换器 接触室 预热SO2和O2， 冷却SO3 冷SO2和O2 热SO2和O2 冷SO3 98.3%浓H2SO4 尾气 H2SO4 SO3 吸收塔内部放置空心瓷环 浓硫酸从塔顶喷下 增大接触面积,延长吸收时间 用98.3%的浓硫酸吸收SO3，减少酸雾，吸收更充分 尾气吸收处理循环使用 硫酸工业生产的流程 接触法制硫酸时，SO2催化氧化适宜的温度是5000C,其理由是 ， 。 此反应是气体体积缩小的反应，但工业生产中并未采用加压措施的原因是 为提高SO2的转化率，工业上常使用 的方