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氨氣的制備方法

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時間:2022-07-29 16:59:00【

 工業(yè)準(zhǔn)備

 

1.哈伯氨

大多數(shù)工業(yè)氨是在高壓、高溫和催化劑存在下由氮和氫合成的。氮氣主要來自空氣;氫主要來自含氫和一氧化碳的合成氣(純氫也來自水解)。氮和氫的混合物是合成氨的原料氣。燃料化工原料氣中含有對氨合成催化劑有毒的硫化物和碳氧化物,合成氨前必須進(jìn)行凈化。

N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△Rhθ=-92.4 kJ/mol(反應(yīng)條件:高溫、高壓、催化劑)

催化劑一般為鐵催化劑,壓力20-50MPa,溫度450℃左右。

 

2.天然氣制氨

首先對天然氣進(jìn)行脫硫,然后進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化,然后通過一氧化碳轉(zhuǎn)化、二氧化碳去除等,通過甲烷化去除仍含有約0.1-0.3%(體積分?jǐn)?shù))一氧化碳和二氧化碳的氮和氫混合物,生成氫氮摩爾比為3的凈化氣。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后,進(jìn)入氨合成回路,生成氨產(chǎn)品。石腦油制氨的工藝與此類似。

 

3.重油制氨

重油包括各種深加工殘渣,部分氧化可獲得氨原料氣。生產(chǎn)過程比氣-蒸汽轉(zhuǎn)換法簡單,但需要一個空氣分離裝置??諝夥蛛x裝置產(chǎn)生的氧氣用于重油氣化,氮氣用作合成氨的原料。

 

4.煤氣化法

煤的直接氣化方法有很多種,如常壓固定床氣化、加壓氧蒸汽連續(xù)氣化等,例如在哈伯-博世氨合成的早期階段。用空氣和蒸汽作為氣化劑,在常壓和高溫下與焦炭反應(yīng),生成摩爾(CO+H2)/N2比為3.1~3.2的氣體,稱為半水煤氣。半水煤氣經(jīng)清洗除塵后進(jìn)入儲氣罐。一氧化碳轉(zhuǎn)化壓縮到一定壓力后,用加壓水沖洗除去二氧化碳,再由壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮,用銅氨溶液沖洗除去少量一氧化碳和二氧化碳,再送入合成氨。

 

 

實驗室準(zhǔn)備

 

在實驗室里,氨通常是由銨鹽與堿反應(yīng)或氮化物容易水解而成。

 

也可以用濃氨和固體氫氧化鈉制備。氨和氫氧化鈉不反應(yīng),但氫氧化鈉溶解在氨中釋放出大量熱量,分解氨。

 

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