第一章 合成氨
固氮方式三种形式:非生物固氮,生物固氮,人工固氮 1、含氮量=氮原子量∕氨分子量=14/17
2、合成氨的基本过程：①造气：用煤、原油、或天然气作原料，制备含氮、氢气的原料气；②净化：将原料气中的杂质如CO、CO2、S等脱除到ppm级(10-6)；③压缩和合成：净化后的合成气原料气必须经过压缩到15~30MPa、450℃左右。 3、甲烷制合成气化学反应：主反应：（高温、催化剂） (1)CH4?H2O＝CO?3H2?206.4kJmol(2)CO?H2O＝CO2?H2?41.2kJ/mol
副反应：
CH4＝2H2?C?74.9kJ.mol?1 2CO?CO2?C?172.4kJ.mol?1 CO?H2＝H2O?C?131.36kJ.mol?14、甲烷蒸汽转化反应的热力学分析：
Kp1?3pCO?pH2pCH4?pH2OKp2?pCO2?pH2pCO?pH2OdlnKp?H?dTRT2
5、控制积碳主要通过增加水蒸汽用量以调整气体组成和选择适当的温度、压力来解决。
6、CO歧化反应生C速率最快；从C的脱除速率看，C与水蒸汽的反应速率最快。
7、NiO为制备催化剂最主要活性成份；实际加速反应的活性成份是Ni，所以使用前必须进行还原反应，使氧化态NiO变成还原态Ni。 8、一段、二段转化压力的确定，主要依据以下原则：
(1) 降低能耗 能量合理利用 (2) 提高余热利用价值 全厂流程统筹 (3) 减少设备体积降低投资 综合经济效益
9、水碳比高，残余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此一般采用较高的水碳比，约3.0～3.5。
10、生成碳黑危害：堵塞反应管道、增大压降、局部区域高温、损坏催化剂、增大反应阻力、反应管爆裂。
11、干法脱硫：一般适用于含S量较少的情况（无机硫）;
湿法脱硫：一般适用于含S量较大的场合。 12、氧化锌脱硫法：（脱硫不彻底）（主要脱除无机硫）
ZnO(s)?H2S(g)＝ZnS(s)?H2O(g)?79kJ/mol
13、氧化锌脱硫过程：氧化锌脱硫就是H2S气体在固体ZnO上进行反应，生成H2O进入气相，ZnS则沉积在ZnO固体表面上。 14、ZnO对噻吩(C4H4S)的转化能力很差。 15、钴钼加氢催化剂几乎可使天然气中的有机硫全部转化成硫化氢，再用氧化锌吸收就可把总S降到0.1×10－6以下。 16、干法脱硫流程图：
含硫较少 含硫较多 17、ADA（蒽醌二磺酸钠）法脱硫原理： 吸收脱硫塔中： H 2S?Na2CO3?NaHS?NaHCO3溶解后的NaHS进一步反应： 2NaHS?4NaVO3?H2O ?Na2V4O9?4NaOH?2S? Na2V4O9?2ADA?2NaOH ?H2O ＝4NaVO3 ?2ADA(H) NaHCO3?NaOH?Na2CO3?H2O(H)上述吸收脱硫的总反应式为： H 2S?ADA?S??ADA在氧化再生塔中： 2ADA(H)?O2?2ADA?2H2O 18、苯菲尔(Benfield)法脱碳： CO2 (aq)? K2CO3 (aq)? H2O (aq)? 2KHCO3(aq)?Q19、碳化度或再生指数被定义为每摩尔K2CO3所已经吸收的CO2摩尔数，即溶液中K2CO3转化为KHCO3的转化度。 11[K总吸收的CO2摩尔数为： [ KHCO 总的K2CO3摩尔数为： 2CO3]?[KHCO3]3]22
[KHCO3]再生指数fc为： fc?2[K2CO3]?[KHCO3] 20、少量一氧化碳的脱除方法：①铜氨液洗涤法用醋酸铜氨液在高压低温下吸收CO、CO2并在减压加热下再生的方法。②甲烷化(甲醇化后甲烷化)法在催化剂作用下，CO和CO2与H2反应生成无毒的CH4。③液氮洗涤法 低温冷凝并用
2液氮洗涤的物理吸收法。 p?pCH4H2OrpCH4?pH2OKp?r4221、反应平衡及组成： Kp?pCO2?pH312pCO?pH2 rKpr?1(Kp1?Kp2)Kp1?1Kp12
yNH3r1.522、惰性气体对平衡氨含量的影响： ?Kp?p?22(1?y?y)(r?1)iNH3
惰性气体yi含量增加，左边分母减小，平衡氨含量肯定减小，即惰性气体对氨合成不利。增加惰性气体含量相当于降低了反应物的分压，对平衡不利。
23、氨合成塔基本要求：① 维持自热、有利于升温还原、催化剂生产强度大；
② 催化剂床层分布合理、保持催化剂活性； ③ 气流均匀、压降小；
④ 换热强度大、换热体积小、塔内空间利用率高； ⑤ 生产稳定、操作灵活、操作弹性大； ⑥ 结构简单可靠、内件有自由余地。
24、氨合成塔的分类：① 冷管式 ② 冷激式 ③ 间接换热式
第二章 化学肥料
1、尿素水溶液持续加热可生成缩二脲。 2、尿素合成的化学反应：
2NH3(l)?CO2(l)?NH2COONH4(l)?86.93kJ.mol?1
NH2COONH4(l)?NH2CONH2(l)?H2O(l)?28.45kJ.mol?1
3、尿素分子结构式CO(NH2)2，分子量为60.057；含氮量46.67%。 4、尿素合成的反应条件：物料配比以及反应平衡转化率的表示都以CO2为基准组分。氨碳比(a)，反应原料中NH3与CO2的摩尔比为氨碳比； 水碳比(b)，反应原料中H2O与CO2的摩尔比为水碳比；
平衡转化率(x)，反应生成尿素的摩尔数与总CO2进料摩尔数之百分比为平衡转化率。
5、硝酸铵简称“硝铵” ，分子式NH4NO3，分子量80.04，氮含量35%。 6、氨与硝酸的中和反应：HNO 3 ? NH 3 ? NH 4 NO . 4 kJ / mol （放热反应） ? 1743
7、中和过程影响氮损失的因素：a. 温度过高；b. 硝酸浓度高，蒸出水分多，夹带的氨多； c. 氨纯度低，排放惰性气体损失氮多；d. 碱性条件比酸性条件损失大，实际生产硝酸略多，游离硝酸控制为0~0.1g/l；e. 中和器的设计造成气液接触不良或有局部氨积累都会加剧氮损失。 8、硝酸铵生产的典型工艺流程
9、磷肥含磷量以五氧化二磷为基准，氮肥以氮元素为基准，钾肥是以氧化钾为
基准。
10、热法磷酸反应式：P 4 ? 10CO ? 10O2 ? P4O10 ? 10CO2
P4O10 ? 2H2O ? 4HPO3HPO3 ?H2O ? H3PO4
11、热法磷肥分类：① 钙镁磷肥；② 钢渣磷肥；③ 脱氟磷肥。 12、钾来源：含钾盐矿、含钾卤水
13、磷酸铵类肥料主要指磷酸与氨反应生成的化合物——磷酸一铵(NH4H2PO4)和磷酸二铵[(NH4)2HPO4]。
磷酸一铵(NH4H2PO4)组成为12.17%N,61.71%P2O5 磷酸二铵[(NH4)2HPO4]组成为21.71%N,53.75%P2O5 14、 微量元素的作用: 硼肥：硼对农作物的主要作用是显著提高授粉率，促进根系发育，增加固氮能力，提高抗病害能力。
锌肥：锌能促进植物光合作用和呼吸作用。缺锌会使作物生成停滞、引起缺绿病等。
钼肥：钼能促进根瘤菌和其它固氮微生物的固氮作用，提高固氮能力几十、几百倍，促进植物体内糖类的形成和转化，促进硝态氮还原、早发芽、早成熟等。
第三章硫酸
15、硫铁矿的焙烧速度：460～560℃为第一阶段，斜率大，活化能大。温度升高，反应速率增加很快。化学反应受动力学(速度)控制。 560～720℃为过渡阶段，反应速度受温度影响较小。
> 720℃为第三阶段，反应速度随温度升高再增加，但增加幅度小。第三阶段活化能较小，焙烧反应主要受氧扩散的控制。
16、提高焙烧速率的途径：① 提高操作温度。但不宜太高，太高会使炉内结疤，焙烧反而不能顺利进行。通常温度范围为850～950℃。
② 减小硫铁矿粒度。可以减小扩散阻力，增加接触面积，对第三阶段速度增加有利。
③ 增加空气与矿粒的相对运动，加强传质过程。 ④ 提高入炉空气氧含量。 17、沸腾焙烧炉简称沸腾炉，下部为沸腾区，由空气将矿粉流化；中部为扩散区，锥形(15°~20°)，混合充分，并使大颗粒沉降；上部为焙烧空间，主要反应区域。沸腾焙烧的空气流速是重要因素，操作速度范围： ?f(流化)????t(带出)18、硫铁矿废热锅炉的特殊性：① 热气的含尘量大，不要直接冲击锅炉管，注意炉管排列间距要大，防止积灰。
② 含硫量大，腐蚀性强，注意防止SO3在壁内与水蒸汽冷凝。所以应采用较高副产蒸汽压力，饱和温度(管壁)高于SO3露点，防止腐蚀。 ③ 防止炉气泄漏(污染)和空气进入炉内。
19、焙烧方法：①氧化焙烧：控制氧过量，使硫铁矿完全氧化为Fe2O3，主要反应： 2FeS2?5.5O2?Fe2O3?2SO2?1655.8kJmol②磁性焙烧：控制氧适当过量，磁、硫铁矿部分氧化为Fe3O4： 硫铁矿: 3FeS2?8O2?Fe3O4?6SO2磁铁矿: 3Fe7S8?38O2?7Fe3O4?24SO2③硫酸化焙烧：温度600～700℃, 空气过量1.5～2.0%,使钴铜镍等金属生成硫酸
