合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨，為一種基本無機(jī)化工流程 。現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中，氨是化肥工業(yè)和基本有機(jī)化工的主要原料 。
合成氨工業(yè)在20世紀(jì)初期形成，開始用氨作火炸藥工業(yè)的原料，為戰(zhàn)爭服務(wù)，第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，轉(zhuǎn)向為農(nóng)業(yè)、工業(yè)服務(wù) 。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對氨的需要量日益增長，目前使用最廣泛的制氨工藝是煤化工制氨和天然氣化工制氨，原理大致相同，煤化工主要是使用煤粉和水在高溫高壓下行程半水煤氣，除去里面的雜質(zhì)(硫及硫化氫，其他顆粒)后，煤里面的炭原子和水分子里的氧原子結(jié)合行程二氧化碳和一氧化炭，在把一氧化碳氧化成二氧化碳，二氧化碳經(jīng)過提純可以作為副產(chǎn)品用于汽水、可樂的原料 。然后用MDEA溶液除去二氧化碳，剩下的氫分子與從加入系統(tǒng)的空氣中的氮氣在合成塔高溫高壓作用下反應(yīng)生產(chǎn)氨 。天然氣化工則簡單得多，直接用天然氣和水蒸氣在高溫高壓和催化劑的作用下反應(yīng)生成二氧化碳、一氧化碳和氫氣，再加入富氧空氣使一氧化碳燃燒徹底，變成二氧化碳，除去二氧化碳后，剩余的氫氣和氮氣在合成塔高溫高壓，催化劑作用下反應(yīng)生產(chǎn)氨 。
德國化學(xué)家哈伯(F.Haber，1868-1934)從1902年開始研究由氮氣和氫氣直接合成氨 。于1908年申請專利，即“循環(huán)法”，在此基礎(chǔ)上，他繼續(xù)研究，于1909年改進(jìn)了合成，氨的含量達(dá)到6上 。這是工業(yè)普遍采用的直接合成法 。反應(yīng)過程中為解決氫氣和氮氣合成轉(zhuǎn)化率低的問題，將氨產(chǎn)品從合成反應(yīng)后的氣體中分離出來，未反應(yīng)氣和新鮮氫氮氣混合重新參與合成反應(yīng) 。
合成氨反應(yīng)式如下：3H2+N2＝2NH3?(該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，等號上反應(yīng)條件為：“高溫高壓”，下為：“催化劑”)
氨是種無色有刺激性氣味的游離性液體，氨極易溶于水，能在氧氣中燃燒，氨的水溶液對人體皮膚具有腐蝕性，氣態(tài)氨能腐蝕人的呼吸道粘膜，因此具有很大的危險性 。一般化肥廠都會把氨儲存在球形儲罐內(nèi)，所以小伙伴們，如果你家鄉(xiāng)的化工廠也有這樣的球形儲罐，可就要小心了 。
文章插圖
【合成氨反應(yīng) 合成氨是什么？】液氨球罐
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