專利名稱：常壓合成氨的制作方法
常壓和高壓合成氨的區(qū)別常壓合成氨NH3是離子合成氨NH3。
高壓合成氨NH3是分子合成氨NH3。
氮氣N2的性質氮氣N2和氫氣H2來比較，氮氣就比氫氣穩(wěn)定的多，氮氣好象惰性氣體，在一般的情況下，不和任何物質發(fā)生化學反應。氮分子是兩個氮原子2N組成，氮分子N2中間有3根共價鍵N三N。因此結合的相當牢固。但是在高溫800℃時，氮的化學性質卻非?；顫姟?br>
催化劑Fe3O4催化劑四氧化三鐵Fe3O4，它有固定的溫度，(200℃)。在200℃時，合成氨的濃度最濃，高達15.3％。但催化劑每上升10℃，合成氨的濃度就下降2倍以上。合成氨的反應速度加快2倍以上。
高壓合成氨高壓合成氨即分子合成氨，分子氮氫氣進入200℃的催化劑時，必須停留一段時間才能合成氨。因為氮氫氣到了催化劑里，受到催化劑的吸附和排斥，使氮氫氣變成離子和原子然后才能合成氨。所以分子合成氨在200℃的催化劑里必須停留一段時間才能合成氨。
這種問題怎樣解決呢？A首先把200℃的催化劑，提高到500℃，使氮氫分子處于松馳和激蕩狀態(tài)。B在激蕩狀態(tài)的基礎上，加上高壓很快的合成了氨，消除了氮氫氣在催化劑里停留的時間，也相應的提高了氨的濃度。
常壓合成氨常壓合成氨即離子合成氨，要想常壓合成氨又要消除在催化劑里停留的時間，就必須把氮氫分子變成離子。什么叫離子呢？氮氣是由兩個原子2N組成，在高溫時它就分裂成兩個原子N、N。兩個氮原子，有的多電子N-，有的少電子N+，總起來都叫離子，不多不少的叫原子。常壓就是不加壓。常壓合成氨，先把氮氫氣在800℃溫度下，分解成離子，然后進入催化劑而合成氨。附圖
一為合成氨簡易圖離子不能單獨存在，只要溫度一降低再遇到200℃的催化劑，就馬上合成了氨，沒有停留時間。氨的濃度達15.3％。附圖二為冷卻器簡易圖化學平衡表如下表我們再從化學平衡表來看高壓與常壓的區(qū)別。
左邊第一豎格，是表示溫度的一格。
表的上面第二格是表示大氣壓的一格。
(合成氨的反應達到平衡時反應混和物里氨的含量)。
(氮氣和氫氣按照1∶3的體積比混和反應時有催化劑存在)。
(2)
化學平衡表溫度℃格的200℃的右邊，和上面的一大氣壓格的下面有個數(shù)字15.3。這15.3就是催化劑在200℃時，在常壓下氨的濃度，(一大氣壓是空氣的自然壓力，叫常壓)。用百分號表示就是15.3％。
溫度℃格的500℃的右邊和一大氣壓格的下面有個數(shù)字0.1。這0.1就是催化劑在500℃時，在常壓下氨的濃度。用百分號表示就是0.1％。
從化學平衡表上來看，200℃的催化劑和500℃的催化劑在合成氨的濃度上來比，200℃比500℃的效率高153倍。
200℃的催化劑在常壓下合成氨，必須把分子變成離子，否則就有停留的時間。
500℃的催化劑，是分子合成氨，要想把0.1％的氨的濃度提上去，就必須加高壓，如100個氣壓，氨的濃可以提到10.6％。請查化學平衡表和參考(四)高壓合成氨。
(七)、從成本上比較一般的來說，常壓合成氨，催化劑固定在200℃，氮氫氣加高溫800℃，分解成離子，然后再合成氨，氨的濃度15.3％。
高壓合成氨，催化劑固定在500℃，加上100個大氣壓，氨的濃度10.6％。
常壓合成氨，用煤20公斤，加溫800℃，可以維持一個小時。一公斤煤按0.30元計算，20公斤煤共6元錢；高壓合成氨，用100大氣壓，一個氣壓將近一安電，按80度電計算，每度電0.50元，合計40元。40÷6＝6倍余4。這就是說，常壓合成氨比高壓合成氨成本低6倍多。
(八)、總結高壓合成氨是靠提高催化劑的溫度(合成塔)500℃而消除氮氫氣在催化劑里停留時間的，靠高壓100-320個大氣壓提高氨的濃度的；常壓合成氨是離子合成氨，是靠離子的高速反應而消除在催化劑里停留時間的，是以200℃的催化劑為基礎，氮氫氣加高溫而提高濃度的。(氮氫氣的溫度增加氨的濃度也增加)。
在效率上比常壓合成氨比高壓合成氨效率高153倍。
在成本上比常壓合成氨比高壓合成氨成本低6倍多。
注意常壓合成氨在壓力上存在著很大的潛力，如在自然的一大氣壓下，再加上一個人工大氣壓，氨的濃度就由15.3％上升到30.6％。如氣壓再增一倍，氨的濃度就升到61.2％，依次類推。(壓力增一倍氨的濃度也增一倍)。
權利要求
常壓合成氨氨合成塔外有加溫管(高壓沒有)；加溫管所起的作用，就是把氮、氫氣分子，分解成離子和原子。氨合成塔內有冷卻器(高壓沒有)；冷卻器使塔內的催化劑永恒的保持200℃。合成氨催化劑為200℃(高壓500℃)；200℃的催化劑，使合成氨的濃度達到最高水平15.3％。(高壓500℃氨濃度0.1％)。
全文摘要
A:常壓合成NH
文檔編號C01C1/04GK1276342SQ9910816
公開日2000年12月13日 申請日期1999年6月8日 優(yōu)先權日1999年6月8日
發(fā)明者王立東 申請人:王立東