大学物理化学中的化学热力学和动力学问题（合成氨）

一、大学物理化学中的化学热力学和动力学问题（合成氨）

主要从2个方面考虑：

1、氨合成反应必须在催化剂的存在下才能进行

而催化剂必须在一定的温度范围内才具有催化活性

所以氨合成反应温度必须维持在催化剂的活性温度范围内

500摄氏度的时候是铁催化剂的活性温度

2、

合成氨是一个放热反应，降温有利于向放热反应方向进行，提高了平衡的转化率

但是反应速度很低

相反实际生产过程中，更注重的是产量

高温虽然会导致转化率降低，但是仍能满足实际生产

而且原料回收利用进一步减小原料损失

同时产物NH3生产出来后迅速转移也可以进一步减小转化率方面的损失

因此，实际生产中这一反应都是在较高的温度下进行

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二、合成氨工艺流程

在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下，N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后，将余料在送回反应器进行反应，

三、合成氨工业所用设备

合成塔

要催化剂（铁触煤）

压强20MPA~50MPA

温度500左右

四、合成氨中变炉为什么要三段

变换反应是强放热反应。催化剂的使用温度有一定限制，如果温度过高会损害催化剂。另一方面，由于是放热反应，因此较低的温度有利于反应向右端进行。所以，在反应温度到一定程度后，取热、降温，既有利于保护催化剂，又有利于推动变换反应的深度，降低CO出口浓度。而CO浓度低可以降低后续净化的负荷，或者降低最终合成氨合成反应段的惰性气体含量。