合成氨工艺学.docVIP

  1. 1、本文档共16页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

合成氨工艺学

以氨得合成为重点,阐述合成原理,并对一些合成塔、合成流程进行分析对比,然后对现代合成氨工厂得一些问题如原料路线、大型化、综合利用等,着重从技术经济得角度作一些分析。

§13-1概述?

13—1、1?合成氨工业得重要性?

合成氨工业就是基础化学工业得重要组成部分,有十分广泛得用途.

氨可生产多种氮肥,如尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等;还可生产多种复合肥,如磷铵复合肥等。?

氨也就是重要得工业原料。基本化学工业中得硝酸、纯碱及各种含氮无机盐;有机工业各种中间体,制药中磺胺药物,高分子中聚纤维、氨基塑料、丁腈橡胶、冷却剂等。?

国防工业中三硝基甲苯、硝化甘油、硝化纤维等

13-1、2合成氨工业发展简介?

1784年,有学者证明氨就是由氮与氢组成得。19世纪末,在热力学、动力学与催化剂等领域取得进展后,对合成氨反应得研究有了新得进展.1901年法国物理化学家吕·查得利提出氨合成得条件就是高温、高压,并有适当催化剂存在。?

1909年,德国人哈伯以锇为催化剂在17~20MPa与500~600℃温度下进行了合成氨研究,得到6%得氨。1910年成功地建立了能生产80gh—1氨得试验装置。?

1911年米塔希研究成功以铁为活性组分得合成催化剂,铁基催化剂活性好、比锇催化剂价廉、易得。?

合成氨得生产需要高纯氢气与氮气.氢气得主要来源有:气态烃类转化、固体燃料气化与重质烃类转化。

现在工业上采用天然气、炼厂气,石脑油、焦炉气、重油、焦炭与煤生产合成氨。其在高温下与水蒸汽得作用,制取粗原料气,都可用下式:

CnHm+nH2O(g)=nCO+(n+m/2)H2?

或C+H2O=CO+H2

13—1、3合成氨得原则流程?

合成氨生产得原则流程如图示。

在这个原则流程中,由于氨合成这一步最为困难,工艺条件要求也最严格,所以就是主要化学反应过程,应该首先进行优化。原料气得生产与净化过程就是氨合成得前置过程,它得优化必须以满足氨合成得要求为前提;氨得分离与循环气返回合成塔既就是氨合成得后继过程也就是氨合成得前置过程。因此氨得合成与分离必须结合在一起统筹考虑.

§13-2氨合成得热力学基础?

从化学工艺得角度瞧其核心就是反应过程工艺条件得确定,而确定反应得最佳工艺条件,需先从事反应热力学与动力学得研究。

13-2、1氨合成反应与反应热?

氢气与氮气合成氨就是放热,体积缩小得可逆反应,反应式如下:

0、5N2+1、5H2==NH3ΔH?298=-46、22?kJ·mol-1?

其反应热不仅与温度有关,还与压力与组成有关。

氨合成反应得热效应表见教材(P143)?

13—2、2氨合成反应得平衡常数?

应用化学平衡移动原理可知,低温、高压操作有利于氨得生成。但就是温度与压力对合成氨得平衡产生影响得程度,需通过反应得化学平衡研究确定。其平衡常数为:

式中,?p,pi—分别为总压与各组分平衡分压;?

yi-平衡组分得摩尔分数.?

高压下化学平衡常数Kp值不仅与温度有关,而且与压力与气体组成有关,用逸度表示:?

式中:?f,γ分别为各平衡组分得逸度与逸度系数、?

13-2、3影响平衡时氨浓度得因素?

若总压为P得混合气体中含有N2,?H2,?NH3与惰性气体得得摩尔分数分别为yN2,yH2,yNH3与yi其关系为yN2+yH2+yNH3+yi=1、令原始氢氮比R=?yH2/?yN2,则各组分得平衡分压为?

所以

所以

整理得

此式可分析影响平衡氨含量得诸因素:?

a。压力与温度得影响:温度越低,压力越高,平衡常数Kp越大,平衡氨含量越高。?

b.氢氮比得影响当温度、压力及惰性组分含量一定时,使yNH3为最大得条件为?

若不考虑R对Kp得影响,解得R=3时,yNH3为最大值;高压下,气体偏离理想状态,Kp将随R而变,所以具有最大yNH3时得R略小于3,约在2、68~2、90之间。?

c、惰性气体得影响惰性组分得存在,降低了氢、氮气得有效分压,会使平衡氨含量降低。?

§13—3氨合成动力学?

13-3、1氨合成催化剂

以铁为主得催化剂(铁系催化剂)有催化活性高、寿命长、活性温度范围大、价廉易得等特点,广泛地被国内外合成氨厂家采用.?

催化剂得活性成分就是金属铁,而不就是铁氧化物。使用前用氢氮混合气对催化剂还原,使铁氧化物还原为具有较高活性得a型纯铁.还原反应方程式为:?

FeO·Fe2O3+4H2==3Fe+4H2O?

A12O3在催化剂中能起到保持原结构骨架作用,从而防止活性铁得微晶长大,增加了催化剂得表面积,提

文档评论(0)

saasej + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档