(1)在合成氨的原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现

作者&投稿:犁邰 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
合成氨生产需要的原料气是什么?~

哈柏法---是透过氮气及氢气产生氨气(NH3)的过程。
氮气及氢气在200个大气气压及摄氏400度,通过一个铁化合物的催化剂(Fe3+),会发生化学作用,产生氨气。在这个情况下,产量一般是10-20%。
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) (该反应是可逆反应)
ΔHo, 反应热为-92.4 kJ/mol。
选择高温的条件是为了提高反应速率,但因为此反应是放热反应,在此条件下平衡后的产率反而较低温时为低。
(一)原料的制备
(1)合成氨的原料氮气来自于空气(以液态空气的分馏取得),氢气来自于水和燃料。原料气包含杂质,因此在参与反应前需要去除杂质,即原料气的净化。
(2)氢的制备
天然气(取其甲烷成分),液化石油气(取其丙烷及丁烷成分)及石油(取其石脑油等碳氢化合物)可以用来制造合成氨的原料氢气。

第一步先把原料中的硫化物清除,是为硫化物会毒害哈伯-博施法所使用的催化剂。催化加氢可以把有机硫化物变成硫化氢:
H2 + RSH → RH + H2S(g)
产生的硫化氢会被氧化锌吸收,变成水和硫化锌:
H2S + ZnO → ZnS + H2O
在镍的催化下与水反应,经脱硫的碳氢化合物(如甲烷)转变成氢气和一氧化碳的混合物:
CH4 + H2O → CO + 3 H2
一氧化碳与水反应,转化成二氧化碳及制造更多的氢气:
CO + H2O → CO2 + H2 (可逆反应)
接下来二氧化碳可经2-氨基乙醇溶液吸收或使用变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA,在此使用具有专利的固态吸附媒介)清除。
制备氢的最后步骤是以使用催化剂的甲烷化(methanation)移除在氢气中残留的少量一氧化碳及二氧化碳:
CO + 3 H2 → CH4 + H2O
CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
水蒸气重组, 一氧化碳变换,清除二氧化碳及甲烷化的步骤在25 至 35 Pa的压强进行。

CO会使合成氨的催化剂(还原铁)中毒
一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。CO易与Fe发生反应Fe+5CO=Fe(CO)5,有N2和H2通过中毒的催化剂时,催化剂的活性又能恢复,因此这种中毒是暂时性中毒。

(1)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0表明正反应为放热反应,降低温度,化学平衡向着放热方向即正向进行,或吸收除去二氧化碳化学平衡正向移动,故答案为:适当降低温度或吸收除去二氧化碳;
(2)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),是一反应前后气体体积不变的反应,当把2L容器中t0时c(CO)=2.0mol/L,在t0时刻将容器的体积扩大至4L,此时c(CO)=1.0mol/L,平衡不移动,各浓度未原平衡时的
1
2
,c(CO)与反应时间t变化曲线为:,
故答案为:;

(3)CO2和NH3合成CO(NH22,根据元素守恒可知,同时还有H2O生成,化学方程式为:2NH3+CO2
 一定条件 
.

氨气怎样才能合成出来?
答:并且在500°C时催化剂铁触媒的活性最大,故在实际生产中,一般选用500°C。3、催化剂 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。最后,制得的氨量也不算多,还可以采取迅速冷却,使气态氨变为液态氨。也可原料重复利用。

合成氨工艺流程
答: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...

合成氨生产需要的原料气是什么?
答:N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) (该反应是可逆反应)ΔHo, 反应热为-92.4 kJ/mol。选择高温的条件是为了提高反应速率,但因为此反应是放热反应,在此条件下平衡后的产率反而较低温时为低。(一)原料的制备 (1)合成氨的原料氮气来自于空气(以液态空气的分馏取得),氢气来自于水和燃料。原料气...

合成氨的工业特点
答:在原料气制备方面,合成氨的原料主要是氮气和氢气。氮气来源于空气,而氢气则可以通过天然气、石脑油、重质油和煤等原料制得。这些原料经过一系列的处理和转化,最终得到适合合成氨的原料气。然而,合成氨的生产过程是一个高能耗的过程。由于反应需要在高温高压下进行,因此需要消耗大量的能源来提供反应所需...

合成氨的热化学方程式
答: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。工艺流程 1、原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;...

...回答下列问题:(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离...
答:先将空气加压降温变成液态,然后再加热,使氮气首先从液态空气中蒸发出来,留下的就是液态氧气。故分离方法是液化和分馏;另一种方法是将空气与C反应后除去CO 2 ,采用煤和天然气制备H 2 的化学方程式分别为:C+H 2 O(g) CO+H 2 、CH 4 +H 2 O(g) CO+3H 2 ;(2)合成氨的设备...

《合成氨生产工艺》课程教学改革初探_合成氨生产工艺
答:《合成氨生产工艺》是包括无机化学、分析化学、物理化学、化工原理、化工热力学、化工设备、机械基础等知识在实际生产中有机的综合应用,因此,必须确保学生能够掌握并将所学基础知识串联综合起来,应用于实际生产。《合成氨生产工艺》是按照原料气的制备、原料气的净化、原料气的压缩和合成这一先后顺序进行讲解的,不同的...

谁知道氨气工业制造流程
答:工业制备流程 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...

合成氨工艺流程
答: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...

工业合成氨
答:① 一氧化碳变换过程 在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下:CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ 由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余...