第6讲 化学反应的调控
⒈了解化学反应的调控原理，掌握化学反应速率和化学平衡的基本概念和调控方法。
⒉理解合成氨反应的特点以及外部条件对合成氨反应的影响，能够解析合成氨生产的主要流程。
⒊掌握工业生产条件选择的依据和原则，了解实际生产过程中调控化学反应的方法和手段。
重点: 化学反应的调控重点在于理解化学反应速率和化学平衡的概念及其在合成氨反应中的应用。
难点:根据化学反应的特点和外部条件来选择适宜的反应条件，以及如何利用化学反应速率和化学平衡理论来解释实际生产中的问题。
一、外界条件对合成氨反应的影响
1．升高温度、增大压强、增大反应物浓度及使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大。
2、降低温度、增大压强、增大反应物的浓度等有利于提高平衡混合物中氨的含量。
3．催化剂可以增大反应速率，但不改变平衡混合物的组成。
二、合成氨生产条件的选择和优化
1．压强的选择
根据合成氨反应的热化学方程式，正向反应气体体积减小，从平衡控制的角度来看，合成氨时压强越大越好。但压强越大，对材料强度和设备制造的要求越高。这将大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10_MPa～30_MPa。
2．温度的选择
根据平衡移动原理，合成氨应该采用低温以提高平衡转化率。但是温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡时间过长，这在工业生产中是很不经济的。因此，需要选择一个合适的温度。目前，实际生产一般采用的温度是400～500_℃。
3．催化剂的选择
即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢，通常需要加入催化剂。目前，合成氨工业中普遍使用的是以02(□)铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。铁触媒在500_℃左右时活性最大，这也是合成氨反应一般选择在400～500_℃进行的重要原因。
4．浓度对合成氨生产的影响
(1)原料气必须净化，防止“催化剂中毒”。
