㈠ 液氨的用途有哪些
液氨的用途有:
1、液氨主要用於生產硝酸、尿素和其他化學肥料,還可用作醫葯和農葯的原料。
2、液氨在國防工業中,用於製造火箭、導彈的推進劑。
3、液氨可用作有機化工產品的氨化原料,還可用作冷凍劑。
液氨的性質:
氨的合成是畝指合成氨生產的最後一道工序,其任務是將經過精製的氫氮混合氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。對於合成系統來說,液體氨即是它的產品,工業上合成氨的各種工藝流程一般以壓力的高低來分類。
氨合成效率高,混合氣中的氨易被分離。因為合成效率高,放出的熱量多,催化劑溫度高,易過熱而失去活性,所以催化劑的使用壽命較短。又因為是高溫迅橘配高壓操伍正作,對設備製造、材質要求都較高,投資費用大。
㈡ 有強烈的氨味的固體氮肥
碳酸氫銨和氯化銨。
有氨氣味氏明的固體氮肥只有兩殲野告種,碳酸氫銨和氯化銨。碳銨在空氣中會不停地分解出氨氣。
氯化銨本身在空氣中脊讓是不分解氨氣的,有氨氣味是因為產品在產出的時候裡面含有少量的碳銨。
㈢ 氨氣詳細資料大全
氨氣,Ammonia, NH 3 ,無色氣體。有強好岩烈的 *** 氣味。密度 0.7710。相對密度0.5971(空氣=1.00)。易被液化成無色的液體。在常溫下加壓即可使其液化(臨界溫度132.4℃,臨界壓力11.2兆帕,即112.2大氣壓)。沸點-33.5℃。也易被固化成雪狀固體。熔點-77.75℃。溶於水、乙醇和乙醚。在高溫時會分解成氮氣和氫氣,有還原作用。有催化劑存在時可被氧化成一氧化氮。用於制液氮、氨水、硝酸、銨鹽和胺類等。可由氮和氫直接合成而製得,能灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的黏膜,人吸入過多,能引起肺腫脹,以至死亡。
基本介紹
- 中文名 :氨氣
- 英文名 :Ammonia
- 化學式 :NH3
- 分子量 :17.031
- 熔點 :-77.7℃
- 沸點 :-33.5℃
- 水溶性 :極易溶於水
- 密度 :0.771g/L
- 外觀 :無色有 *** 性惡臭的氣味
分子結構,物理性質,化學性質,氨氣製法,工業製法,工業制備流程,實驗制備,銨鹽,噴泉實驗,氨氣檢驗,氨氣的危害,臨床表現,急救措施,泄漏應急處置措施,火災應急處置措施,職業危害預防措施,主要用途,
分子結構
氮原子有5個派銀價電子,其中有3個未成對,當它與氫原子化合時,每個氮原子可以和3個氫原子通過極性共價鍵結合成氨分子,氨分子里的氮原子還有一個孤對電子。氨分子的空間結構是三角錐型,極性分子。
物理性質
相對分子質量 17.031 氨氣在標准狀況下的密度為0.771g/L 臨界點132.4℃ 蒸汽壓 506.62kPa(4.7℃) 熔點-77.7℃;沸點-33.5℃ 溶解性:極易溶於水(1:700) 相對密度(水)0.82(-79℃) 相對密度(空氣)0.5971 自燃點651.1℃ 臨界塵襪宴壓力11.2mPa 臨界體積72.47cm3/mol 臨界密度0.235g/cm3 臨界壓縮系數0.242 液體熱膨脹系數,25℃時 0.0025 1/℃ 表面張力,25℃時 19.75×10-3 N/m,19.75dyn/cm 汽化熱,沸點下 1336.97kj/kg,574.9BTU/1b 熔化熱,熔點下 332.16kj/kg,142.83BTU/1b 氣體定壓比熱容cp,25℃時 2.112kj/(kg* k),0.505BTU/(1b·R) 氣體定容比熱容cp,25℃時 1.624kj/(kg* k),0.388BTU/(1b·R) 氣體比熱容比,cp/cv 1.301 氣體摩爾熵,25℃時 192.67j/(mol*k ) 氣體摩爾生成焓,25℃時 -45.9kj/mol 氣體黏度,25℃時 101.15×10-7Pa *s,101.15μP 液體黏度 ,25℃時 0.135mPa *s,0.082cp 燃燒熱,25℃(77oF)氣態時 18603.1kj/kg,7999.3BTU/1b 空氣中爆炸低限含量16.1%( φ ) 空氣中爆炸高限含量25%( φ )
化學性質
( 1 )跟水反應 氨在水中的反應可表示為:NH
3 +H
2 O=NH
3 ·H
2 O 一水合氨不穩定受熱分解生成氨和水 氨水在中學化學實驗中三套用 ①用蘸有濃氨水的玻璃棒檢驗HCl等氣體的存在 ②實驗室用它與鋁鹽溶液反應制氫氧化鋁 ③配製銀氨溶液檢驗有機物分子中醛基的存在。
( 2 )跟酸反應 NH
3 +HNO
3 ===NH
4 NO
3 2NH
3 +H
2 SO
4 ===(NH
4 )
2 SO
4 NH
3 +HCl===NH
4 Cl 3NH
3 +H
3 PO
4 ===(NH
4 )
3 PO
4 NH3+CH3COOH===CH3COONH4 NH
3 +CO
2 +H
2 O===NH
4 HCO
3 ( 3 )在純氧中燃燒 4NH
3 +3O
2 ==點燃==2N
2 +6H
2 O
( 4 ) 催化氧化 4NH
3 +5O
2 =催化劑加熱=4NO+6H
2 O 該反應是放熱反應,是工業制硝酸的第一步。
( 5 )與碳的反應 NH
3 +C=加熱=HCN+H
2 (劇毒氰化氫)
( 6 )液氨的自偶電離 液氨的自偶電離為: 2NH
3 ==(可逆)NH
2 + NH
4 K=1.9×10^-30(223K)
( 7 )取代反應 取代反應的一種形式是氨分子中的氫被其他原子或基團所取代,生成一系列氨的衍生物。另一種形式是氨以它的氨基或亞氨基取代其他化合物中的原子或基團,例如: COCl
2 +4NH
3 ==CO(NH
2 )
2 +2NH
4 Cl HgCl
2 +2NH
3 ==Hg(NH
2 )Cl+NH
4 Cl 這種反應與水解反應相類似,實際上是氨參與的復分解反應,故稱為氨解反應。
( 8 )與水、二氧化碳 NH
3 +H
2 O+CO
2 ==NH
4 HCO
3 此反應可逆,碳酸氫銨受熱會分解 NH
4 HCO
3 =(加熱)=NH
3 +CO
2 +H
2 O
( 9 )與氧化物反應 3CuO+2NH
3 ==加熱==3Cu+3H
2 O+N
2 這是一個氧化還原反應,採用氨氣與氧化銅共熱,體現了氨氣的還原性。
( 10 ) 氨水(NH
3 ·H
2 O)對大部分物質沒有腐蝕性,但可腐蝕許多金屬,在有水汽存在的條件下對銅、銀等金屬有腐蝕性,一般若用鐵桶裝氨水,鐵桶應內塗瀝青。
( 11 ) NH
3 能使濕潤的紫色石蕊試紙變藍。 電離方程式在水中產生少量氫氧根離子,呈弱鹼性。
氨氣製法
工業製法
工業上氨是以哈伯法通過N
2 和H
2 在高溫高壓和催化劑存在下直接化合而製成: 工業上制氨氣 N
2 +3H
2 ==高溫高壓催化劑===2NH
3 (可逆反應) △rHθ =-92.4kJ/mol
工業制備流程
工業制氨絕大部分是在高壓、高溫和催化劑存在下由氮氣和氫氣合成製得。氮氣主要來源於空氣;氫氣主要來源於含氫和一氧化碳的合成氣(純氫也來源於水的電解)。由氮氣和氫氣組成的混合氣即為合成氨原料氣。從燃料化工來的原料氣含有硫化合物和碳的氧化物,它們對於合成氨的催化劑是有毒物質,在氨合成前要經過凈化處理。 1、哈伯法制氨:
高溫高壓
N
2 (g)+3H
2 (g)========2NH
3 (g)(可逆反應) △rHθ=-92.4kJ/mol 催化劑 2、天然氣制氨:天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積),經甲烷化作用除去後,製得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路,製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。 3、重質油制氨:重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法製得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸汽轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化,氮用於氨合成原料。 4、煤(焦炭)制氨:煤直接氣化(見煤氣化)有常壓固定床間歇氣化、加壓氧-蒸汽連續氣化等多種方法。例如早期的哈伯-博施法合成氨流程,以空氣和蒸汽為氣化劑,在常壓、高溫下與焦炭作用,製得含(CO+H2)/N2摩爾比為3.1~3.2的煤氣,稱為半水煤氣。半水煤氣經洗滌除塵後,去氣櫃,經過一氧化碳變換,並壓縮到一定壓力後,用加壓水洗滌除去二氧化碳,再進一步用壓縮機壓縮後用銅氨液進行洗滌,以除去少量一氧化碳、二氧化碳,然後送去合成氨。
實驗制備
實驗室,氨常用銨鹽與鹼作用或利用氮化物易水解的特性制備:2NH
4 Cl(固態) + Ca(OH)
2 (固態)===2NH
3 ↑+ CaCl
2 + 2H
2 O Li
3 N + 3H
2 O === 3LiOH + NH
3 ↑ 實驗室快速製得氨氣的方法 用濃氨水加固體NaOH制備氨氣
銨鹽
銨鹽是氨與酸作用得到銨鹽,銨鹽是由銨根離子(NH4+)和酸根離子組成的化合物。一般為無色晶體,易溶於水,是強電解質。從結構來看,NH4+離子和Na+離子是等電子體。NH4+離子的半徑比Na+離子的大,而且接近於K+離子,一般銨鹽的性質也類似於鉀鹽,如溶解度,一般易溶,易成礬。銨鹽和鉀鹽是同晶型等,在化合物分類中常把銨鹽和鹼金屬鹽歸為一類。
1.水解 因為氨是弱鹼,銨鹽是弱鹼強酸鹽或弱鹼弱酸鹽,前者水解後溶液顯酸性: NH
4 + +H
2 O== NH
3 ·H
2 O+H
+ 2.受熱分解 所有的銨鹽加熱後都能分解,其分解產物與對應的酸以及加熱的溫度有關。分解產物一般為氨和相應的酸。如果酸具有氧化性,則在加熱條件下,氧化性酸和產物氨將進一步反應,使NH
3 氧化為N
2 或其氧化物: 碳酸氫銨最易分解,分解溫度為30℃: 氯化銨受熱分解成氨氣和氯化氫。這兩種氣體在冷處相遇又可化合成氯化銨。 硝酸銨受熱分解的產物隨溫度的不同而不同。加熱溫度較低時,分解生成硝酸和氨氣: 溫度再高時,產物又有不同;在更高的溫度或撞擊時還會因分解產物都呈氣體而爆炸。 硫酸銨要在較高的溫度才分解成NH
3 和相應的硫酸。強熱時,還伴隨有氨被硫酸氧化的副反應,所以產物就比較復雜。
3.跟鹼反應放出氨氣 實驗室里就是利用此反應來製取氨,同時也利用這個性質來檢驗銨離子的存在。
噴泉實驗
在常溫,常壓下,一體積的水中能溶解700體積的氨。 在乾燥的圓底燒瓶里充滿氨氣,用帶有玻璃管和滴管(滴管里預先吸入水)的塞子塞緊瓶口。立即倒置燒瓶,使玻璃管插入盛水的燒杯里(水裡事先加入少量的酚酞試液),把實驗裝置裝好後。打開橡皮管的夾子,擠壓滴管的膠頭,使少量的水進入燒瓶。觀察現象。 實驗的基本原理是使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內,在尖嘴導管口形成噴泉。
氨氣檢驗
方法一: 用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,試紙變藍證明有氨氣。
方法二: 用玻璃棒蘸濃鹽酸或者濃硝酸靠近,產生白煙,證明有氨氣。
方法三:
氨氣檢測儀表可以定量測量空氣中氨氣的濃度。
氨氣的危害
臨床表現
吸入的危害表現 氨的 *** 性是可靠的有害濃度報警信號。但由於嗅覺疲勞,長期接觸後對低濃度的氨會難以察覺。吸入是接觸的主要途徑,吸入氨氣後的中毒表現主要有以下幾個方面。 輕度吸入氨中毒表現有鼻炎、咽炎、喉痛、發音嘶啞。氨進入氣管、支氣管會引起咳嗽、咯痰、痰內有血。嚴重時可咯血及肺水腫,呼吸困難、咯白色或血性泡沫痰,雙肺布滿大、中水泡音。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸悶和胸骨後疼痛等。 急性吸入氨中毒的發生多由意外事故如管道破裂、閥門爆裂等造成。急性氨中毒主要表現為呼吸道黏膜 *** 和灼傷。其症狀根據氨的濃度、吸入時間以及個人感受性等而輕重不同。 急性輕度中毒:咽干、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、咳痰,胸悶及輕度頭痛,頭暈、乏力,支氣管炎和支氣管周圍炎。 急性中度中毒:上述症狀加重,呼吸困難,有時痰中帶血絲,輕度發紺,眼結膜充血明顯,喉水腫,肺部有干濕性噦音。 急性重度中毒:劇咳,咯大量粉紅色泡沫樣痰,氣急、心悸、呼吸困難,喉水腫進一步加重,明顯發紺,或出現急性呼吸窘迫綜合症、較重的氣胸和縱隔氣腫等。 嚴重吸入中毒:可出現喉頭水腫、聲門狹窄以及呼吸道黏膜脫落,可造成氣管阻塞,引起窒息。吸入高濃度的氨可直接影響肺毛細血管通透性而引起肺水腫,可誘發驚厥、抽搐、嗜睡、昏迷等意識障礙。個別病人吸入極濃的氨氣可發生呼吸心跳停止。
皮膚和眼睛接觸的危害表現 低濃度的氨對眼和潮濕的皮膚能迅速產生 *** 作用。潮濕的皮膚或眼睛接觸高濃度的氨氣能引起嚴重的化學燒傷。急性輕度中毒:流淚、畏光、視物模糊、眼結膜充血。 皮膚接觸可引起嚴重疼痛和燒傷,並能發生咖啡樣著色。被腐蝕部位呈膠狀並發軟,可發生深度組織破壞。 高濃度蒸氣對眼睛有強 *** 性,可引起疼痛和燒傷,導致明顯的炎症並可能發生水腫、上皮組織破壞、角膜混濁和虹膜發炎。輕度病例一般會緩解,嚴重病例可能會長期持續,並發生持續性水腫、疤痕、永久性混濁、眼睛膨出、白內障、眼瞼和眼球粘連及失明等並發症。多次或持續接觸氨會導致結膜炎。
急救措施
清除污染 如果患者只是單純接觸氨氣,並且沒有皮膚和眼的 *** 症狀,則不需要清除污染。假如接觸的是液氨,並且衣服已被污染,應將衣服脫下並放入雙層塑膠袋內。 如果眼睛接觸或眼睛有 *** 感,套用大量清水或生理鹽水沖洗20min以上。如患者戴有隱形眼鏡,又容易取下並且不會損傷眼睛的話,應取下隱形眼鏡。 對接觸的皮膚和頭發用大量清水沖洗15min以上。沖洗皮膚和頭發時要注意保護眼睛。
病人復甦 應立即將患者轉移出污染區,至空氣新鮮處,對病人進行復甦三步法(氣道、呼吸、循環)。 氣道:保證氣道不被舌頭或異物阻塞。 呼吸:檢查病人是否呼吸,如無呼吸可用袖珍面罩等提供通氣。 循環:檢查脈搏,如沒有脈搏應施行心肺復甦。
初步治療 氨中毒無特效解毒葯,應採用支持治療。 如果接觸濃度≥500ppm,並出現眼 *** 、肺水腫的症狀,應立即就醫。 對氨吸入者,應給濕化空氣或氧氣。如有缺氧症狀,應給濕化氧氣。 如果呼吸窘迫,應考慮進行氣管插管。 如皮膚接觸氨,會引起化學燒傷,可按熱燒傷處理:適當補液,給止痛劑,維持體溫,用消毒墊或清潔床單覆蓋傷面。如果皮膚接觸高壓液氨,要注意凍傷。 誤服者給飲牛奶,有腐蝕症狀時忌洗胃。
泄漏應急處置措施
氨對人體生理的影響氨無色具有強烈的 *** 臭味,對人體有較大的毒性。氨氣慢性中毒會引起慢性氣管炎、肺氣腫等呼吸系統病,急性氨中毒反映在咳嗽不止、憋氣等。 (1)少量泄漏。 撤退區域內所有人員。防止吸入蒸氣,防止接觸液體或氣體。處置人員應使用呼吸器。禁止進入氨氣可能匯集的局限空間,並加強通風。只能在保證安全的情況下堵漏。泄漏的容器應轉移到安全地帶,並且僅在確保全全的情況下才能打開閥門泄壓。可用砂土、蛭石等惰性吸收材料收集和吸附泄漏物。收集的泄漏物應放在貼有相應標簽的密閉容器中,以便廢棄處理。 (2)大量泄漏。 疏散場所內所有未防護人員,並向上風向轉移。泄漏處置人員應穿上全封閉重型防化服,佩戴好空氣呼吸器,在做好個人防護措施後,用噴霧水流對泄漏區域進行稀釋。通過水槍的稀釋,使現場的氨氣漸漸散去,利用無火花工具對泄漏點進行封堵。 向當地 *** 和「119」及當地環保部門、公安交警部門報警,報警內容應包括事故單位;事故發生的時間、地點、化學品名稱和泄漏量、危險程度;有無人員傷亡以及報警人姓名、電話。 禁止接觸或跨越泄漏的液氨,防止泄漏物進入陰溝和排水道,增強通風。場所內禁止吸菸和明火。在保證安全的情況下,要堵漏或翻轉泄漏的容器以避免液氨漏出。要噴霧狀水,以抑制蒸氣或改變蒸氣雲的流向,但禁止用水直接沖擊泄漏的液氨或泄漏源。防止泄漏物進入水體、下水道、地下室或密閉性空間。禁止進入氨氣可能匯集的受限空間。清洗以後,在儲存和再使用前要將所有的保護性服裝和設備清洗消毒。
火災應急處置措施
在貯存及運輸使用過程中,如發生火災應採取以下措施: (1)報警:迅速向當地119消防、 *** 報警。報警內容應包括:事故單位;事故發生的時間、地點、化學品名稱、危險程度;有無人員傷亡以及報警人姓名、電話。 (2)隔離、疏散、轉移遇險人員到安全區域,建立500m左右警戒區,並在通往事故現場的主要幹道上實行交通管制,除消防及應急處理人員外,其他人員禁止進入警戒區,並迅速撤離無關人員。 (3)消防人員進入火場前,應穿著防化服,佩戴正壓式呼吸器。氨氣易穿透衣物,且易溶於水,消防人員要注意對人體排汗量大的部位,如生殖器官、腋下、 *** 等部位的防護。 (4)小火災時用乾粉或CO
2 滅火器,大火災時用水幕、霧狀水或常規泡沫。 (5)儲罐水災時,盡可能遠距離滅火或使用遙控水槍或水炮撲救。 (6)切勿直接對泄漏口或安全閥門噴水,防止產生凍結。 (7)安全閥發出聲響或變色時應盡快撤離,切勿在儲罐兩端停留。
職業危害預防措施
(1)氨作業工人應進行作業前體檢,患有嚴重慢性支氣管炎、支氣管擴張、哮喘以及冠心病者不宜從事氨作業。 (2)工作時應選用耐腐蝕的工作服、防鹼手套、眼鏡、膠鞋、防毒口罩,防毒口罩應定期檢查,以防失效。 (3)在使用氨水作業時,應隨身備有清水,以防萬一;在氨水運輸過程中,應隨身備有3%硼酸液,以備急救沖洗;配製一定濃度氨水時,應戴上風鏡;使用氨水時,作業者應在上風處,防止氨氣 *** 面部;操作時要嚴禁用手揉擦眼睛,操作後洗凈雙手。 (4)預防皮膚被污染,可選用硼酸油膏。 (5)配備良好的通風排氣設施、合適的防爆、滅火裝置。 (6)工作場所禁止飲食、吸菸、禁止明火、火花。 (7)應急救援時,必須佩帶空氣呼吸器。 (8)發生泄漏時,將泄漏鋼瓶的滲口朝上,防止液態氨溢出。 (9)加強生產過程的密閉化和自動化,防止跑、冒、滴、漏。 (10)使用、運輸和貯存時應注意安全,防止容器破裂和冒氣。 (11)現場安裝氨氣監測儀及時報警發現。
主要用途
氨用於製造氨水、氮肥(尿素、碳銨等)、復合肥料、硝酸、銨鹽、純鹼等,廣泛套用於化工、輕工、化肥、制葯、合成纖維等領域。含氮無機鹽及有機物中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。此外,液氨常用作製冷劑,氨還可以作為生物燃料來提供能源。
㈣ 生產液氨上市公司有哪些
液氨上市公司有:華錦股份、柳化、魯北化工、河化、川恆股份世龍實業、湖北宜化、金能科技、新洋豐、宏達股份等等。
華錦股份:石化板塊產品包括柴油、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、船用燃料油、工業硫磺、石油甲苯、石油混合二甲苯等;化肥板塊產品包括尿素、甲醇、液氨等。總股本15.99萬股,流通A股15.99萬股,每股收益0.2000元。
柳化股份:公司2020年實現總營收1.07億,同比增長-71.36%。
四川瀘天化股份有限公司的主營業務為尿素、復合肥等化肥類產品以及液氨、甲醇、二甲醚、液態硝銨、濃硝酸、稀硝酸、四氧化二氮、車用尿素等化工類產品的生產銷售。
湖北宜化:從近五年ROE來看,近五年ROE均值為-17.34%,過去五年ROE最低為2017年的-160.93%,最高為2020年的47.49%。 公司主要經營化肥生產銷售;液氨、甲醇、甲醛、氫氧化鈉、氫、硫磺、一氧化碳與氫氣混合物。
拓展資料:
A.什麼是液氨
液氨,又稱為無水氨,是一種無色液體,有強烈刺激性氣味。氨作為一種重要的化工原料,為運輸及儲存便利,通常將氣態的氨氣通過加壓或冷卻得到液態氨。
液氨易溶於水,溶於水後形成銨根離子NH4+、氫氧根離子OH-,溶液呈鹼性。液氨多儲於耐壓鋼瓶或鋼槽中,且不能與乙醛、丙烯醛、硼等物質共存。液氨在工業上應用廣泛,具有腐蝕性且容易揮發,所以其化學事故發生率很高。
公司上市需要的條件
只有股份公司才具備上市的資格;
申請上市公司,公司經營必須是3年以上,而且在這三年內沒有更換過董事、高層管理人員,並且公司經營合法、符合國家法律規定;
上市公司的注冊資金無虛假出資,沒有抽逃資金的現象;
上市公司的注冊資金至少3000萬,公開發行的股份是公司總股份的1/4以上,股本總額至少4億元,公開發行的股份10%以上。
上市公司財務狀況良好,最近三年內無重大違法行為。
㈤ 氨的主要用途和工業製法
合成氨
氨是重要的無機化工產品之一,在國民經濟中佔有重要地位。除液氨可直接作為肥料外,農業上使用的氮肥,例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復合肥,都是以氨為原料的。合成氨是大宗化工產品之一,世界每年合成氨產量已達到1億噸以上,其中約有80%的氨用來生產化學肥料,20%作為其它化工產品的原料。
德國化學家哈伯1909年提出了工業氨合成方法,即「循環法」,這是目前工業普遍採用的直接合成法。反應過程中為解決氫氣和氮氣合成轉化率低的問題,將氨產品從合成反應後的氣體中分離出來,未反應氣和新鮮氫氮氣混合重新參與合成反應。合成氨反應式如下:
N2+3H2≈2NH3
合成氨的主要原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。經過近百年的發展,合成氨技術趨於成熟,形成了一大批各有特色的工藝流程,但都是由三個基本部分組成,即原料氣制備過程、凈化過程以及氨合成過程。
1.合成氨的工藝流程
(1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。對於固體原料煤和焦炭,通常採用氣化的方法製取合成氣;渣油可採用非催化部分氧化的方法獲得合成氣;對氣態烴類和石腦油,工業中利用二段蒸汽轉化法製取合成氣。
(2)凈化 對粗原料氣進行凈化處理,除去氫氣和氮氣以外的雜質,主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。
① 一氧化碳變換過程
在合成氨生產中,各種方法製取的原料氣都含有CO,其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2,因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下:
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由於CO變換過程是強放熱過程,必須分段進行以利於回收反應熱,並控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換,使大部分CO轉變為CO2和H2;第二步是低溫變換,將CO含量降至0.3%左右。因此,CO變換反應既是原料氣製造的繼續,又是凈化的過程,為後續脫碳過程創造條件。
② 脫硫脫碳過程
各種原料製取的粗原料氣,都含有一些硫和碳的氧化物,為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒,必須在氨合成工序前加以脫除,以天然氣為原料的蒸汽轉化法,第一道工序是脫硫,用以保護轉化催化劑,以重油和煤為原料的部分氧化法,根據一氧化碳變換是否採用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多,通常是採用物理或化學吸收的方法,常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料氣經CO變換以後,變換氣中除H2外,還有CO2、CO和CH4等組分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物,又是製造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
一般採用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同,可分為兩大類。一類是物理吸收法,如低溫甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法,如熱鉀鹼法,低熱耗本菲爾法,活化MDEA法,MEA法等。 4
③ 氣體精製過程
經CO變換和CO2脫除後的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害,規定CO和CO2總含量不得大於10cm3/m3(體積分數)。因此,原料氣在進入合成工序前,必須進行原料氣的最終凈化,即精製過程。
目前在工業生產中,最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法,是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO,而且也能脫除甲烷和大部分氬,這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣,深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝,要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小於0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,並且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下:
CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
(3)氨合成 將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓,在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序,是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行,由於反應後氣體中氨含量不高,一般只有10%~20%,故採用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下:
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol
2.合成氨的催化機理
熱力學計算表明,低溫、高壓對合成氨反應是有利的,但無催化劑時,反應的活化能很高,反應幾乎不發生。當採用鐵催化劑時,由於改變了反應歷程,降低了反應的活化能,使反應以顯著的速率進行。目前認為,合成氨反應的一種可能機理,首先是氮分子在鐵催化劑表面上進行化學吸附,使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用,在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,最後氨分子在表面上脫吸而生成氣態的氨。上述反應途徑可簡單地表示為:
xFe + N2→FexN
FexN +〔H〕吸→FexNH
FexNH +〔H〕吸→FexNH2
FexNH2 +〔H〕吸FexNH3xFe+NH3
在無催化劑時,氨的合成反應的活化能很高,大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑後,反應以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應活化能為126 kJ/mol~167 kJ/mol,第二階段的反應活化能為13 kJ/mol。由於反應途徑的改變(生成不穩定的中間化合物),降低了反應的活化能,因而反應速率加快了。
3.催化劑的中毒
催化劑的催化能力一般稱為催化活性。有人認為:由於催化劑在反應前後的化學性質和質量不變,一旦製成一批催化劑之後,便可以永遠使用下去。實際上許多催化劑在使用過程中,其活性從小到大,逐漸達到正常水平,這就是催化劑的成熟期。接著,催化劑活性在一段時間里保持穩定,然後再下降,一直到衰老而不能再使用。活性保持穩定的時間即為催化劑的壽命,其長短因催化劑的制備方法和使用條件而異。
催化劑在穩定活性期間,往往因接觸少量的雜質而使活性明顯下降甚至被破壞,這種現象稱為催化劑的中毒。一般認為是由於催化劑表面的活性中心被雜質占據而引起中毒。中毒分為暫時性中毒和永久性中毒兩種。例如,對於合成氨反應中的鐵催化劑,O2、CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時,催化劑的活性又能恢復,因此這種中毒是暫時性中毒。相反,含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中毒後,往往完全失去活性,這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理,活性也很難恢復。催化劑中毒會嚴重影響生產的正常進行。工業上為了防止催化劑中毒,要把反應物原料加以凈化,以除去毒物,這樣就要增加設備,提高成本。因此,研製具有較強抗毒能力的新型催化劑,是一個重要的課題。
主要用途:主要為製造尿素、磷銨、三聚氰胺、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、硝酸、丙烯腈等無機和有機化工產品以及冷凍、塑料、冶金、醫葯、國防等工業的原料。
㈥ 氨水主要用於哪些產品
1. 軍事上作為一種鹼性消毒劑,用於消毒沙林類毒劑。常啟燃用的是10%濃度的稀氨水(密度0.960),冬季使用濃度則為20%。
2. 無機工業用於制選各種鐵鹽。
3.毛紡、絲綢、印染等工業用於洗滌羊毛、呢絨、坯布,溶解和調整酸鹼度,並作為助基雀染劑等。 有機工業用作胺化劑,生產熱固性酚醛樹脂的催化劑。
4. 醫葯上用稀氨水對呼吸和循環起反射性刺激,悄鋒虛醫治暈倒和昏厥,並作皮膚刺激葯和消毒葯。
5. 作洗滌劑、中和劑、生物鹼浸出劑。還用於制葯工業,紗罩業,曬圖等。
㈦ 什麼洗滌產品含有氨的成分
洗潔凈、洗手液、沐浴液、洗發香波、護發素等等盡管配方有很大差異,其主要成分是陰離子表面活性劑[主要用於洗滌去污]、非離子表面活性劑[主要便於增稠,略有去污能力],兩性離子表面活性劑[酸液中顯示為陽離子,陽離子無去污能力,有抗靜電,對織物有調理柔軟作用,鹼液中顯示為非離子或陰離子,自身去污洗滌力差,但可使其它陰離子洗滌增加2至4倍。],護發素內含非離子表面活性劑外,不含陰離子表面活性劑,只含陽離子表面活性劑和非離子硅氧烷表面活性劑,故護發素沒有洗滌效果,陽離子可以使頭發抗靜電、柔軟,鬆散、飄穗薯隱逸,猜廳硅氧烷使頭發發光率增強、光亮,以上這幾種洗化產品中共用一種非離子表面活性劑——6501、或6502,化學名稱為椰手冊油二乙醇醯胺[分1:1,1:1.5,或1:2],上面提到的兩性離子多數用十二烷二甲基氧化胺等,而護發素中用到的陽離子表面活性劑——十二烷二甲基芐基氯化銨[俗稱季銨],這幾種表面活性中的含胺[銨]原子團就是氨的衍生物。