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工业上怎么合成的氨气

发布时间:2023-03-28 11:26:09

❶ 合成氨的工艺流程是什么

第一步是原料气的制备。采用合成法生产氨,首先必须制备含氢和氮的原料气。它可以由分别制得的氢气和氮气混合而成,也可同时制得氢氮混合气。

第二步是原料气的净化。制取的氢氮原料气中都含有硫化合物、一氧化碳、二氧化碳等杂质。这些杂质不仅能腐蚀设备,而且能使氨合成催化剂中毒。因此,把氢氮原料气送入合成塔之前,必须进行净化处理,除去各种杂质,获得纯净的氢氮混合气。

第三步是原料气的压缩和氨的合成。将纯净的氢氮混合气压缩到高压,并在高温和有催化剂存在的条件下合成为氨。

生产合成氨的原料主要焦炭、煤、天然气、重油、轻油等燃料,以及水蒸气和空气;生产合成氨的主要过程一般如下图所示。

原料 →原料气的制备 → 脱 硫→ 一氧化碳的变换→ 脱 碳→ 少量一氧化碳及二氧化碳的清除→压 缩 →氨的合成→ 产品氨。


(1)工业上怎么合成的氨气扩展阅读:

氨分子式为NH₃,是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨,水溶液又称氨水。降温加压可变成液体,液氨是一种制冷剂。

氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。氨对地球上的生物相当重要,它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。

氨有很广泛的用途,同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途,氨是世界上产量最多的无机化合物之一,多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子,所以它也是一种路易斯碱。

❷ 工业制氨气的方法(化学方程式)

3H2+N2=高温高压催化剂=2NH3

❸ 工业制氨气的化学方程式是什么

工业制氨的化学方程式:N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反应)。

制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。氮气主要来源于空气;氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气(纯氢也来源于水的电解)。由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。

氨气

氨气(Ammonia),是一种无机化合物,化学式为NH3,分子量为17.031,无色、有强烈的刺激气味。密度 0.7710g/L。相对密度0.5971(空气=1.00)。易被液化成无色的液体。在常温下加压即可使其液化(临界温度132.4℃,临界压力11.2兆帕,即112.2大气压)。

沸点-33.5℃。也易被固化成雪状固体。熔点-77.75℃。溶于水、乙醇和乙醚。在高温时会分解成氮气和氢气,有还原作用。有催化剂存在时可被氧化成一氧化氮。用于制液氮、氨水、硝酸、铵盐和胺类等。可由氮和氢直接合成而制得,能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜。

以上内容参考:网络——氨气

❹ 工业上制氨的反应原理

工业合成氨反应和袜:3H2+N2=2NH3 (反应条件:高温高压催化剂作用下山携)注:催化剂为铁触媒。
天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧逗棚伏化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。

❺ 制备氨气有哪些方法

1、工业制法

工业上氨是以哈伯法通过N2和H2在高温高压和催化剂存在下直接化合而制成:

N2+3H2⇌2NH3△rHθ=-92.4 kJ/mol (反应条件为高温、高压、催化剂)

一般为铁触媒作催化剂,压强20-50 mPa,温度450℃左右。

2、实验制备

实验室,氨常用铵盐与碱作用或利用氮化物易水解的特性制备:

Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3↑

实验室快速制得氨气的方法:用浓氨水和固体NaOH反应制备氨气;

喷泉实验

在常温,常压下,一体积的水中能溶解700体积的氨。

在干燥的圆底烧瓶里充满氨气,用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。立即倒置烧瓶,使玻璃管插入盛水的烧杯里(水里事先加入少量的酚酞试 液),把实验装置装好后。

打开橡皮管的夹子,挤压滴管 的胶头,使少量的水进入烧瓶,观察现象。 实验的基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉。

❻ 工业合成氨的化学方程式

工业合成氨反应的化学方程式为:N₂+3H₂⇌2NH₃(催化剂、高温高压条件下)

反应过程采用铁触媒(以铁为主混合的催化剂),铁触媒在500°C时活性最大,这也是合成氨选在500°C的原因。

合成氨的反应特点

(1)可逆反应;

(2)正反应是放热反应;

(3)正反应是气体体积减小的反应。



(6)工业上怎么合成的氨气扩展阅读

合成氨的发现过程

德国化学家哈伯(F.Haber,1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利,即“循环法”。

在此基础上,他继续研究,于1909年改进了合成,氨的含量达到6上,这是工业普遍采用的直接合成法。

反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气棚则岁体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。

合成氨反应的机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上盯亮逐步生成—NH、—NH₂和NH₃,最后链睁氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。

❼ 氨气制备方法

氨气制备方法指的是制取氨气野弯的方法。氨气是实验室与生产中的常用气体。制取氨气的方法主要有加热固体氯化铵与熟石灰的混合物,然后将气体收集起来。

氨气制备方法之工艺流程有很多方案,世界各国采用的也不尽相同。至2014年为止世界上比较先进的有布朗三塔三废锅氨合成圈[2]、伍德两塔两废锅氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡萨里轴径向氨合成工艺。

氨气制备方法,实验室制法,固体铵盐制取
加热固体铵盐和碱的混合物
反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O

装置图1
反应装置:固体+固体加热制气体装置。包括试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)等。
净化装置(可省略):用碱石灰干燥。
收集装置: 向下排空气法,验满方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。
尾气装置:收集时,一般在管口塞一团棉花球,可减少NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3。
注意事项:
不能用NH4NO3跟Ca(OH)2反应制氨气。硝酸铵受撞击、加热易爆炸,且产物与温度有关,可能产生NH3、N2、N2O、NO。[5]
实验室制NH3不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2。因为NaOH、KOH是强碱,具有吸湿性(潮解)易结块,不易与铵盐混合充分接触反应。又KOH、NaOH具有强腐蚀性在加热情况下,对玻璃仪器有腐蚀作用,所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH)2制NH3。
用试管收集氨气要堵棉花。因为NH3分子微粒直径小,易与空气发生对流,堵棉花目的是防止NH3与空气对流,确保收集纯净;减少NH3对空气的污染。
实验室制NH3除水蒸气用碱石灰,而不采用浓H2SO4和固体CaCl2。因为浓H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4。NH3与CaCl2反应能生成CaCl2·8NH3(八氨合氯化钙)。CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3
氮化物制取
可以用氮化物与水反应或者叠氮化物分解。如:[5]
Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3↑

氨气制备方法之浓氨水制取
反应原理:NH3·H2O NH3↑+H2O。
装置图2
这种方法一般用于实验室快速制氨气。
装置:烧瓶,酒精灯,铁架台,橡胶塞,导管等。
注意事项:加热浓氨水时也会有水蒸气,需要用干燥装置除杂。同上,这种方法制NH3除水蒸气用碱石灰,而不要采用浓H2SO4和固体CaCl2 。[5]
浓氨水中加固态碱性物质
反应原理:浓氨水中存在以下平衡:

装置图3
NH3+H2O⇌ NH3·H2O⇌NH4+ +OH-,[6]
加入固态碱性物质(如CaO,NaOH,碱石灰等),消耗水且使c(OH-)增大,使平衡移动,同时反应放热,促使NH3·H2O的分解。

氨气制备方法之工业合成氨技术
合成氨指由氢气、氮气在高压、高温、催化剂作用下直接化合生成的氨,是固氮的一种方法。目前世界上的氨,除少数从焦炉气中回收的副产品外,绝大部分均由合成法制造。该法生产工艺基本过程如下:[7]
造气
合成氨原料气中的氮气一般来自空气,氢气则需要制备。制氢的原料有天然气、石脑油、重质油、煤等。
脱硫
制氢的原料中,一般含有少量的硫化氢或硫化物,它们会进入原料气中,这些含硫物质,极易使后续阶段使用的催化剂中毒,必须首先将其除去,这个过程称为脱硫。脱硫主要有物理吸收(用甲醇、聚乙二醇二甲醚作吸收剂)和化学吸收两种,后者常用的有氨水催化法和改良蒽醌二磺酸法等。[7]
变换
经脱硫后的原料气中,除氢气外,还含有一定量的一氧化碳。为提高氢气产量,利用水蒸气和一氧化碳反应,使之转化成氢气,该过程称为变换。反应式如下:
CO+H2O→CO2+H2
反应必须通过使用催化剂完成。
脱碳。将变换气中的二氧化碳除去的过程叫脱碳。其方法有物理吸收和化学吸收两种,后者效果更并逗好。我国开发的氨水脱除二氧化碳得到碳酸氢铵(一种常用氮肥)的方法在小型合成氨厂普遍使用。其反应式如下:[7]
NH3+CO2+H2O→NH4HCO3
精炼
经过上述几个过程得到的氮、氢原料气中还含有少量的一氧化碳和二氧化碳,而合成反应使用的催化剂要求碳的氧化物总量不能大于10ppm,必须进颂蔽闷一步脱去;少量水分对催化剂的活性等也有影响, 同样要除去。除去这些微量有害物质的过程, 称为精炼。最早采用铜氨液吸收法,反应式为:[7]
Cu(NH3)2+CO+NH3→Cu(NH3)3CO
少量二氧化碳可被氨进一步吸收。

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