合成氨的工藝流程是什么?
一、合成氨的工藝流程是什么?
第一步是原料氣的制備。采用合成法生產氨,首先必須制備含氫和氮的原料氣。它可以由分別制得的氫氣和氮氣混合而成,也可同時制得氫氮混合氣。
第二步是原料氣的凈化。制取的氫氮原料氣中都含有硫化合物、一氧化碳、二氧化碳等雜質。這些雜質不僅能腐蝕設備,而且能使氨合成催化劑中毒。因此,把氫氮原料氣送入合成塔之前,必須進行凈化處理,除去各種雜質,獲得純凈的氫氮混合氣。
第三步是原料氣的壓縮和氨的合成。將純凈的氫氮混合氣壓縮到高壓,并在高溫和有催化劑存在的條件下合成為氨。
生產合成氨的原料主要焦炭、煤、天然氣、重油、輕油等燃料,以及水蒸氣和空氣;生產合成氨的主要過程一般如下圖所示。
原料 →原料氣的制備 → 脫 硫→ 一氧化碳的變換→ 脫 碳→ 少量一氧化碳及二氧化碳的清除→壓 縮 →氨的合成→ 產品氨。
擴展資料:
氨分子式為NH?,是一種無色氣體,有強烈的刺激氣味。極易溶于水,常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨,水溶液又稱氨水。降溫加壓可變成液體,液氨是一種制冷劑。
氨也是制造硝酸、化肥、炸藥的重要原料。氨對地球上的生物相當重要,它是許多食物和肥料的重要成分。氨也是所有藥物直接或間接的組成。
氨有很廣泛的用途,同時它還具有腐蝕性等危險性質。由于氨有廣泛的用途,氨是世界上產量最多的無機化合物之一,多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤對電子,所以它也是一種路易斯堿。
參考資料來源:百度百科-氨
合成氨的主要工藝過程有哪些?各過程的作用是什么?
第一步是原料氣的制備。采用合成法生產氨,首先必須制備含氫和氮的原料氣。它可以由分別制得的氫氣和氮氣混合而成,也可同時制得氫氮混合氣。
第二步是原料氣的凈化。制取的氫氮原料氣中都含有硫化合物、一氧化碳、二氧化碳等雜質。這些雜質不僅能腐蝕設備,而且能使氨合成催化劑中毒。因此,把氫氮原料氣送入合成塔之前,必須進行凈化處理,除去各種雜質,獲得純凈的氫氮混合氣。
第三步是原料氣的壓縮和氨的合成。將純凈的氫氮混合氣壓縮到高壓,并在高溫和有催化劑存在的條件下合成為氨。
生產合成氨的原料主要焦炭、煤、天然氣、重油、輕油等燃料,以及水蒸氣和空氣;生產合成氨的主要過程一般如下圖所示。
原料 →原料氣的制備 → 脫 硫→ 一氧化碳的變換→ 脫 碳→ 少量CO及CO2的清除
→壓 縮 →氨的合成→ 產品氨
二、什么是氨氮廢水處理?
氨氮廢水主要是污染物主要以氨態氮為主,污染物的COD含量比較高,水中有機物含量比較少 可生化性比較差。
在咱們現實生活中氨氮污水主要是工業上的污水,像焦化廠的焦化廢水、尿素生產廢水等等。
該種廢水處理一直是水處理的難點,氨氮廢水不僅面臨的處理比較困難的問題 還有氨氮回收的問題,氨氮本來就是資源。
焦化廢水處理近些年發展還不錯 生物處理比較成功
是指廢水中主要含的污染指標為氨氮,而進行廢水處理的主要工藝的功能為去除氨氮。
氨氮廢水處理主要是指水中以游離氨(NH3)和銨離子(NH4)形式存在的氮,這兩部分去掉,至于工藝,嗯,A/O/O工藝效果可以,投資還省,推薦您試下,惹 再有問題可以HI我,
近年來,國家環保力度加大,作為污染排放的重要產業,氨氮廢水處理方法尤為關鍵,吸附法處理氨氮廢水,能將廢水中的氨氮高效去除,保證處理后的廢水含量在20 mg/L以下,滿足企業的要求,降低廢水后續處理的壓力。
三、合成氨的研究意義是什么?
合成氨在化學工業史上意義重大,是基礎理論在工業上成功運用的典范,還開創了化工高壓技術。此外,合成氨過程中出現的問題也向理論化學提出了要求,推動了基礎理論的進一步發展。
四、合成氨是人類科學技術上的一項重大突破,其反應原理為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4 kJ?mol-1一
(1)H2S雜質常用氨水吸收,產物為NH4HS,一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,得到單質硫并使吸收液再生,反應過程中生成一水合氨,依據原子守恒和電子守恒配平書寫化學方程式為:2NH4HS+O2
?一定條件?
.
?
2NH3?H2O+2S;
故答案為:2NH4HS+O2
?一定條件?
.
?
2NH3?H2O+2S;
(2)反應①CH4(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ?mol-1,是氣體體積增大的吸熱反應,一定可以提高平衡體系中H2百分含量,說明平衡正向進行,又能加快反應速率,說明影響反應速率的條件可以是升溫、加壓、增大濃度等,分析反應特征可知反應正向進行且反應速率增大的只有升溫平衡向吸熱反應進行,平衡正向進行反應速率增大;
a.反應是吸熱反應,升高溫度,反應速率增大,平衡正向進行,平衡體系中H2百分含量增大,故a符合;
b.增大水蒸氣濃度,平衡正向進行,反應速率增大,但平衡體系中H2百分含量不一定增大,故b不符合;
c.加入催化劑,改變反應速率不改變化學平衡,反應速率增大,氫氣百分含量不變,故c不符合;
d.降低壓強,反應速率減小,平衡逆向進行,氫氣百分含量減小,故d不符合;
故選a;
利用反應②,將CO進一步轉化,可提高H2產量,若1mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分數為20%)中 CO為0.2mol,H2的物質的量為0.8mol,與H2O反應,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合氣體,依據反應前后氣體體積不變,增加的部分應該是起始的水蒸氣的物質的量為0.18mol,設轉化的一氧化碳的物質的量為x,依據化學平衡三段式列式計算
????????????CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2 kJ?mol-1
起始量(mol) 0.2??0.18+x????? 0???? ?0.8
變化量(mol) x?????? x??????? x???? ?x
平衡量(mol)0.2-x?? 0.18????? x???? ?x+0.8
則0.2-x+x+x+0.8=1.18
x=0.18
則CO轉化率為
0.18mol
0.2mol
×100%=90%
故答案為:a;90%;
(3)依據反應特征N2+3H2=2NH3 △V
????????????????1??3?? 2???? 2
????????? 平衡體積????? V??? V?
即反應前后氣體體積減小為生成氨氣的體積,相同條件下,氣體體積比等于氣體物質的量之比,圖象分析可知平衡狀態氨氣體積含量42%,設平衡混合氣體體積為100,氨氣為體積42,則反應前氣體體積100+42=142,氮氣和氫氣按照1:3混合,氮氣體積=142×
1
4
=35.5,依據化學方程式計算反應的氮氣體積為21,平衡狀態氮氣為35.5-21=14.5,則氮氣體積分數為14.5%;
故答案為:14.5%;
(4)合成氨的反應是放熱反應,開始反應,氨氣物質的量增大,達到平衡狀態,繼續升溫,平衡逆向進行,氨氣物質的量減小,畫出的圖象為:
;
故答案為:;
(5)分析流程合成氨放熱通過Ⅳ熱交換器加熱反應混合氣體,使反應達到所需溫度,提高合成氨原料總轉化率,依據平衡移動原理分析,分離出氨氣促進平衡正向進行,把平衡混合氣體中氮氣和氫氣重新循環使用,提高原理利用率;
故答案為:Ⅳ,分離液氨,未反應的氮氣和氫氣循環使用;
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