Đề tài Sản xuất amoniac

• amoniac lµ mét dung m«i rÊtquan träng vµ cã nhiÒu øng dông. • trong c«ng nghiÖp ng­êi ta tæng hîp amoniac . Tæng hîp NH3 nh­ thÕ nµo nhØ? S¶n suÊt amoniac Môc tiªu bµi häc nµy: • BiÕt ®­îc amoniac lµ ho¸ chÊt quan träng ®Æc biÖt lµ trong n«ng nghiÖp • N¾m ®­îc nguån nguyªn liÖu s¶n xuÊt amoniac • M« t¶ ®­îc c¸c giai ®o¹n s¶n xuÊt amoniac • HiÓu ®­îc c¸c ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é , ¸p suÊt , xóc trong ph¶n øng ®iÒu chÕ amoniac I. tÇm quan träng cña amoniac • Lµ ho¸ chÊt cã nhiÒu øng dông ®¨c biÖt lµ trong n«ng nghiÖp: s¶n xuÊt ph©n bãn ho¸ häc(®¹m...) ®­îc sö dông trùc tiÕp ®Ó bãn cho c©y ... amonic cã tÇm quan trong nh­ thÕ nµo • §iÒu chÕ muèi amoni • §iÒu chÕ axit HNO3 , x« ®a ... §iÒu chÕ hidrazin N2H4 (chÊt ®èt cho tªn löa). NH3 láng lµ chÊt g©y l¹nh trong m¸y l¹nh. Nhµ m¸y s¶n xuÊt NH3 §iÒu chÕ amoniac tõ nguyªn liÖu g× cã thÓ lÊy tõ 2 nguån sau *§i tõ 2nguyªn liÖu chÝnh lµ N2 vµ H2 Kh«ng khÝ vµ khÝ lß cèc (khÝ t¹o ra khi s¶n xuÊt than)(H2, CH4,CO, NH3 ....) Kh«ng khÝ , h¬i n­íc , than II/ Nguån nguyªn liÖu ....................................................... * T¹o nguyªn liÖu N2 , H2 tõ kh«ng khÝ . h¬i n­íc , than ®¸. • Cho hæn hîp kh«ng khÝ (N2, O2) h¬i n­íc ®i qua than nung ®á c¸c ph¶n øng x¶y ra.: C + O2 = CO CO2 + C  2CO C + H2O  H2 + CO => s¶n phÈm chñ yÕu lµ N2 ,H2 ,CO sau ®ã lo¹i CO thu ®­îc hæn hîp N2 , H2 III. nghiªn cøu mÆt lý thuyÕt cña ph¶n øng tæng hîp NH3 • §©y lµ ph¶n øng thuËn nghÞch, N2+ 3H2  2NH3 • ë nhiÖt ®é thÊp ph¶n øng chËm , nÕu thùc hiÖn ë 450- 5000C , xóc t¸c Fe , Al2O3 , K2O hay Pt ë 200- 300 atm ho¨c cao h¬n th× ph¶n øng x¶y ra víi hiÖu xuÊt cao . • NÕu t¨ng ¸p suÊt , nång ®é c©c chÊt tham gia ph¶n øng th× c©n b»ng dÞch chuyÓn theo chiÒu t¹o NH3 ViÕt ph­¬ng tr×nh t¹o NH3 tõ N2 vµ H2 IV. Thùc hiÖn trong c«ng nghiÖp. * S¬ ®å tæng hîp: 2. Máy nén N2 H2 1. Các khí đ­îc trộn đều và làm sạch 3. Mâm chuyển hóa 4. Buồng làm lạnh N2 H2 NH3 NH3 đóng thùng N2 và H2 không phản ứng được tái sử dụng Mâm đựng xúc tác Fe >200 atmosphe 450°C Có hay quá không nhỉ? s¬ ®å thiÕt bÞ tæng hîp NH3 2. Máy nén N2 H2 1. Các khí đ­îc trộn đều và làm sạch 3. Mâm chuyển hóa 4. Buồng làm lạnh NH3 đóng thùng N2 và H2 không phản ứng được tái sử dụng Mâm đựng xúc tác Fe >200 atmosphe 450°C Có hay quá không nhỉ? Đi từ nguồn nhiên liệu khí thiên nhiên 1. Ðiều chế khí tổng hợp: Khí thiên nhiên ( chủ yếu là metan) được chuyển hóa bằng hơi nước hoặc oxi theo các phản ứng: CH4 + H2O = CO + 3H2 (2) CH4 + 1/2 O2 = CO + 2H2 (3) Khí CO tạo thành được chuyển hóa tiếp thành hydro và CO2: CO + H2O = CO2 + H2 (4) Phản ứng (2) và (4) thuận nghịch và thu nhiệt. Phản ứng (2) xảy ra đủ lớn ở 1350°C trở lên, điều này thực hiện tương đối khó cho nên thường dùng xúc tác và dư hơi nước. Chính vì thế phản ứng (4) xảy ra đồng thời với phản ứng (2). Tùy theo chất oxi hóa sử dụng mà trong công nghiệp có 3 loại công nghệ chuyển hóa: - Chuyển hóa bằng hơi nước có xúc tác. - Chuyển hóa bằng hơi nước và oxi có xúc tác. - Chuyển hóa không có xúc tác bằng oxi hay không khí giàu oxi. * Chuyển hóa khí thiên nhiên bằng hơi nước với xúc tác là Ni: