化工基础 15 ·2、惰气含量 X NH3 (1-XNH; x) -PK@+1) X NH3 r.5 [(1-%n,)(1-x)- -P-Kr(+1) X NH3 =P+i-) 当T、P一定时，P、K=const, Xi,XNH3 如：30.4MPa,450℃时，若r=3,由上式计算得： x=0.15 0.1 0 XNH3=26 31 36(%) 循环气要定期排放。 ☑✉D☒？
2 、惰气含量 2 1.5 2 (r 1) · · (1 ) 3 3 r P K x x x p NH i NH 2 1.5 2 (r 1) · · [(1 )(1 ) ] 3 3 3 r P K x x x x x p NH i NH i NH 2 2 1.5 2 (1 ) (r 1) · · (1 ) 3 3 p i NH NH x r P K x x 当 T 、 P 一定时， P 、 K p = const , xi ↑, xNH3 ↓ 如： 30.4MPa ， 450℃ 时，若 r = 3 ，由上式计算得： xi = 0.15 0.1 0 xNH3 = 26 31 36 (%) ∴ 循环气要定期排放
化工基础 ·3、温度 T,K,↑，xN小。且，T越低 ，影响越剧烈。 100 .低温催化剂是发展方向。 80 10 ●4、压强 (%) 60 大气压 如 P↑，Xs↑。 40 300大气压 许 100大气压 .提高平衡氨含量措施： 20 T;P↑；r≈3；xJ 0 200300 400500 600700 温度（°C) M✉☒？
3 、温度 T↓, Kp↑, xNH3↑ 。且， T 越低 ，影响越剧烈。 ∴ 低温催化剂是发展方向。 4 、压强 P↑ ， xNH3↑ 。 ∴ 提高平衡氨工业含量措施： T↓; P↑; r ≈ 3 ; xi ↓
化工基础 §3氨合成的动力学基础 ●一、 催化剂 主要成分：Fe0Fe2O3 活性组分：Fe .使用前需还原： Fe304+4H2= 3Fe+4H,O 助催化剂：A山，O3、 Cao Mgo r=3,500℃，300atm: 等。 无催化剂，10mim,氨体积百分含量：4×10-1% 催化剂失活的原因： 10h, 1×10-9% Fe-Cat 5s, 7% (1)催化剂的老化 10s, 10% (2)催化剂的中毒 15s, 12% (3)机械杂质覆盖
§ 3 氨工业 动 学 础 合成的 力 基 一、催化剂 * 主要成分： FeO·Fe2O3 活性组分： Fe ∴ 使用前需还原： Fe3O4 + 4 H2 3 Fe + 4 H2O * 助催化剂： Al2O3 、 K2O 、 CaO 、 MgO 等。 催化剂失活的原因： ⑴ 催化剂的老化 ⑵ 催化剂的中毒 ⑶ 机械杂质覆盖 r = 3, 500 , 300atm ℃ ： 无催化剂， 10min ，氨工业体积百分含量： 4×10-11% 10h , 1×10-9% Fe － Cat ， 5s , 7% 10s , 10% 15s , 12%
化工基础 。二、反应机理和动力学方程 N2+[K-Fe→NIK-Fe] N2吸附 N2IK-Fe→2N[K-Fe] N2断键 2N[K-Fe]H2-2NH[K-Fe] 2NH[K-Fe]H2-2NH2[K-Fe] 2NH2[K-Fe]H2-2NH3[K-Fe] 2NH3[K-Fe]2NH3 [K-Fe] N2+3H2→2NH3 氮气的活性吸附是最慢的控制步骤。 TNHs =kipNa p 2-k3P 1.5 当Fe作为催化剂时，氨合成的反应速率： PN PH2 ✉☑？
二、反应机理和动力学方程 N2 + [K-Fe] → N2 [K-Fe] N2吸附 N2 [K-Fe] → 2N[K-Fe] N2断键 2N[K-Fe] + H2 → 2NH[K-Fe] 2NH[K-Fe] + H2 → 2NH2 [K-Fe] 2NH2 [K-Fe] + H2 → 2NH3 [K-Fe] 2NH3 [K-Fe] → 2NH3 + [K-Fe] 1.5 2 1.5 1 2 3 3 2 3 2 H NH NH H NH N p p k p p r k p N2 + 3H2 → 2NH3 氮气的活性吸附是最慢的控制步骤。 当 Fe 作为催化剂时，氨工业合成的反应速率：