合成氨论文结论

德国化学家哈伯(， 1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。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。合成氨反应式如下：N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温 高压",下为:"催化剂")合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。

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这个是因为催化剂在那个温度活性最高，正反应速率最大，达到平衡最快。

工业反应不仅要考虑反应限度还要考虑产率。

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合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，为一种基本无机化工流程。现代化学工业中，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。

合成氨反应的机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。

扩展资料：

合成氨的主要初始原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。

1、天然气制氨

天然气先经脱硫，通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约体积，经甲烷化作用除去后，制的氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。

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。

3、煤（焦炭）制氨

以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。中国能源结构上存在多煤缺油少气的特点，煤炭成为主要的合成氨原料，天然气制氨工艺则受到严格限制。

参考资料来源：百度百科-合成氨

1.向空气要氮肥

新的氮肥从哪里寻找?科学家们自然而然地想到了空气。科学家们已经知道，在地球周围的空气中，氮气占了相当大的一部分，约为79％，可以说是取之不尽、用之不竭。但是，虽然空气中有大量的游离氮，但氮的化学性质却很不活泼，要直接利用它还是很困难的。科学家发现，在自然界常温状态下，游离氮只能被一种在豆科植物上生长的细菌所直接利用，这种菌叫做根瘤菌。根瘤菌有一种绝妙的本事，即它具有固氮的功能，它能够在常温下将空气中的氮气转化成自身所需要的氮肥。于是，向空气要氮肥成了科学家们追求的目标。

克鲁克斯的警告，首先引起了德国的重视，因为德国所瓜分的殖民地很少，粮食必须自给自足。和其他欧洲国家的科学家一样，德国的化学家也在想使空气中的氮气同氢气直接化合得到合成氨，并使它变成化肥硫酸铵。然而，这并不像使氧气和氢气化合生成水蒸气那样简单，许多化学家都认为难以进行，连著名的化学家李比希也认为那是不可能的。

但是，李比希的结论的确有些过偏，人类进入20世纪后，科学家逐渐要把这一切变成现实，已经研制出了几种将空气中的氮作为化合物提取的空气氮固定法。虽然不太实用，但却为将来的发展打下了基础。

1900年初，莱比锡大学的奥斯特瓦尔德教授经过多年对催化剂的研究之后宣称：氨已经合成成功。他用铁丝做催化剂，将氨分解为氮气和氢气，反过来又使容积6％的氮气和氢气合成氨。这的确是可能的，如果使用催化剂也许能够进行从前所不可能的氮和氢的化合。为此，他向德国巴登苯胺纯碱公司(BASF化学公司)请求援助资金100万马克。

但是，还是有许多科学家感到怀疑，在众多的怀疑者中，有一个人是经过认真思考而提出疑问的，他就是刚进入BASF公司工作一年的青年工程师博施，此时他年仅26岁。

博施知道奥斯特瓦尔德合成氨成功的方法后，他重新进行了这位大科学家的实验，结果他发现，那个所谓合成的氨根本不是合成的，实际上是因为氨分解实验时使用铁丝而出来的，他思考再三，不知是否应该指出这位大科学家的错误，最后，他鼓足勇气，公布了他的研究成果，正式指出了奥斯特瓦尔德的错误。

对于许多著名的科学家来说，博施确实是无名之辈，有人指责他：“新参加工作的人懂得什么?”

但是，随后一些科学家重复进行了实验，结果也证明了博施的正确，他们开始对博施刮目相看，博施由此而名声大振，从此，他对空气中氮的固定法产生了兴趣。

1902年，科学家弗兰克和卡勒把碳化钙用电炉加热到1000℃以上，使它同空气中的氮化合而制成石灰氮，但是，这并不意味着实现了人工合成了氮肥的梦想，因为制造碳化钙必须把生石灰和焦炭装进2300℃以上高温电炉，这样，消耗了大量的电力，因而不太实用。所以，也就没有从根本解决农业上所需要的化肥问题。

1903年，伯克兰和艾德又研制出另外一种固定氮的方法，他们采用在空气中放出电火花的方法，使空气中的氮与氧化合，生成硝酸，进而生成硝酸钙，但是，同样的问题是：这种方法仍需要大量的电力。

奥斯特瓦尔德在公布了他的实验结果后，博施等人指出了他的错误，最后，他自己也认识到了自己的错误。他潜下心来，继续深入地进行催化剂的研究。

奥斯特瓦尔德所在的莱比锡大学，早在1897年1月就建成了大型实验室，所以，他有深入研究不可缺少的条件。他同研究员一起进行催化剂的研究。有一次，他们发现，仅用一千万分之一克的胶质状铂催化剂，就能使氧化氢分解速度提高100万倍。他坚信：催化剂对于工业生产一定具有重要的作用。很久以来，对什么样的化学反应用什么样的催化剂效果最好?什么样的催化剂结构对化学反应起加速或延缓作用?这些问题人们都不了解，全是凭经验进行摸索。奥斯特瓦尔德进行了理论研究，他给催化剂下了这样的定义：

“化学反应尚未出现最终生成物时，能使反应速度发生变化的物质。”

他还形象地把催化剂比喻为“机械润滑油”，它并不给予机械能量，却能起到减少摩擦的作用。

奥斯特瓦尔德开辟了作为现代化学技术标志之一的催化剂在工业上利用的道路，为人工合成化肥铺平了道路，没有他的催化剂理论，别人以后也不会合成化肥。

工业合成氨 N2(g)+3H2(g)--2NH3(g)+Q 首先 工业生产要求又快又多 快 指速率 提高速率的方法：1、升高温度 （升高温度是化学反应速率加快） 2、增大压强 3、增加N2的浓度（通常选用N2而不是H2因为N2较经济 易获得） 4、加入催化剂（但催化剂只是增加速率 与平衡移动无关） 使平衡尽可能向正反应移动的方法：1、降低温度（这里考虑的是平衡移动） 2、增大压强 3、增加N2的浓度 综上 根据工业制备的特点 可以的出这样的结论 合成氨反应需要 适温、高压、催化剂 因为适温对温度的要求不高 所以考虑催化剂 因为催化剂有本身要求的活性温度 所以工业合成氨在催化剂应的活性温度下 而大多数催化剂都是含铁的 铁做催化剂的活性温度 大概在500℃左右 综上， 要采用500度的高温