合成氨的反应方程式

发布网友发布时间：2024-05-03 11:03

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热心网友时间：2024-10-16 00:06

合成氨的反应方程式为N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），相关内容如下：

1.氨合成

氨合成是指合成氨原料气（氮氢混合气）在高温、高压和催化剂存在下直接合成为氨的工艺过程。决定反应的主要因素是铁催化剂的活性，反应所产生的氨与氮气、氢气的分离以及氮、氢气的循环使用。

不同还原条件下得到的催化活性有很大差异。正常生产时，铁催化剂常因氮氢混合气中含有少量硫化合物、碳的氧化物等气体而降低活性，通常规定一氧化碳和二氧化碳不超过10ppm（体积）。

铁催化剂的寿命(见催化剂寿命)与其制造质量、使用条件有密切关系，短的1～2年，长的可达8至9年。

2.氨的分离

氨合成的单程转化率不高，为了取得产品氨，需将氨气从氨合成塔出口气中分离出来。工业上通常用两种方法:冷凝法，利用氨的临界温度比氮、氢高的特点，只需把含氨混合气冷却，其中的氨即可从气态冷凝成液态。

温度越低，冷凝的氨越多。工业生产都采用产品液氨作制冷剂。为了节省制冷剂用量，混合气先用水冷却。

吸收法，利用氨气在水中的溶解度比氮、氢气大的性质，在高压下用水吸收，制成浓氨水。从浓氨水制取液氨尚需经过氨水精馏、氨气冷凝等步骤，消耗热能较多，工业上已很少采用。但近年利用有机溶剂吸收氨的研究，已取得了进展。

早期氨合成流程多采用往复式压缩机，反应热未加利用。出塔气体先经水冷却，一部分氨被冷凝，再进入氨分离器。

为降低循环气中甲烷、氩的含量，出氨分离器后的气体要少量放空，大部分则进入循环气压缩机，补充压力后进入滤油器，新鲜氮氢混合气也在此加入。

混合后气体通过冷交换器内上部的换热器与分离液氨后的循环气体换热，然后在氨冷凝器中冷却到0℃以下，使大部分氨冷凝并返回冷交换器内下部的分离器，在此分离出液氨。分离氨后的气体去上部换热器，被加热到20～30℃进氨合成塔，从而完成一个循环。