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⑵ 合成氨的發展歷程是怎樣的
德國化學家哈伯(F.Haber，1868-1934)從1902年開始研究由氮氣和氫氣直接合成氨。於1908年申請專利，即「循環法」，在此基礎上，他繼續研究，於1909年改進了合成，氨的含量達到6上。這是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(該反應為可逆反應，等號上反應條件為：「高溫高壓」，下為：「催化劑」)：
(2)工業合成氨有哪些重大突破擴展閱讀：
氨的主要用途：
氨的主要用途是氮肥、製冷劑、化工原料。無機方面主要用於制氨水、液氨、氮肥（尿素、碳銨等）、硝酸、銨鹽、純鹼。有機方面廣泛應用於合成纖維、塑料、染料、尿素等。
合成氨工業的特點：
1、農業對化肥的需求是合成氨工業發展的持久推動力。世界人口不斷增長給糧食供應帶來壓力，而施用化學肥料是農業增產的有效途徑。
氨水（即氨的水溶液）和液氨體本身就是一種氮肥；農業上廣泛採用的尿素、硝酸銨、硫酸銨等固體氮肥，和磷酸銨、硝酸磷肥等復合肥料，都是以合成氨加工生產為主。
2、與能源工業關系密切。合成氨生產通常以各種燃料為原料，同時生產過程還需燃料供給能量,因此,合成氨是一種消耗大量能源的化工產品。每噸液氨的理論能耗為 21.28GJ,實際能耗遠比理論能耗多，隨著原料、工廠規模、流程與管理水平不同而有差異。
日產 1000t氨的大型合成氨裝置生產液氨的實際能耗約為理論能耗的兩倍（表2[ 大型氨廠生產合成氨的實際能耗]）。
3、工藝復雜、技術密集。氨合成是在高壓高溫和催化劑存在下進行的，為氣固相催化反應過程。由於氨合成催化劑（見無機化工催化劑）很易受硫的化合物、碳的氧化物和水蒸氣毒害（見催化劑中毒）。
而從各種燃料製取的原料氣中都含有不同數量的這些物質，故在原料氣送往氨合成前，需將有害物質除去。因此合成氨生產總流程長，工藝也比較復雜，根據不同原料及不同的凈化方法而有多種流程（見氨）。
⑶ 工業合成氨的歷史
自從1809年在南美州的智利發現了硝酸鈉礦床之後，智利硝石很快就成為當時世界上無機礦物含氮肥料的主要來源，據估計，在1850-1900年間，全世界無機氮肥有70%來自智利硝石，但礦產資源是有限的，這就迫使人們去思考：如何使大氣中游離態氮，用人工的方法轉變成可為植物吸收的化合態氮，即人工固氮，一直是化學家探索的有關國計民生的重大課題，特別是如何利用空氣中氮和水中的氫直接合成氨一直十九世紀化學家研究的焦點之一。但由於長期未獲成功，以至有人得出「由氮和氫直接合成氨是不可能的」的錯誤結論。直到1909年，德國化學哈伯取得了突破性進展，成功地建立了每小時能產生80克氨的裝置，從而使人們看到了解決這一問題的曙光，開創了合成氨的歷史，哈伯也因此獲得了1918年的諾貝爾化學獎。
⑷ 哈柏對合成氨技術的貢獻是什麼
2.哈柏功不可沒
從BASF公司的所在地路易港溯萊茵河而上，有一個地方叫卡爾斯魯厄，此處有一所著名的大學叫卡爾斯魯厄工程學院。該學院的化學教授弗里茨·哈柏，此時也因深受克魯克斯警告的影響，開始致力於氨合成的研究工作。
1902年初，為了研究合成氨理論，哈柏去美國進行科學考察，他專程參觀和訪問了設在尼亞加拉的一座模仿自然界雷雨放電的生產固定氮的工廠。通過參觀，使他對固定氮為氮氧化物和氨的研究產生了濃厚的興趣。返回德國後，他便一頭鑽進了實驗室，開始了這一劃時代的研究工作。
1904年，維也納的兩位化工企業家——馬古利斯兄弟，意識到這項工作的偉大意義，慕名來到卡爾斯魯厄工程學院，正式與哈柏簽訂了研究氮氫元素合成氨的合同。從此，哈柏與其學生和助手全力以赴地投入了氨合成的試驗研究。
哈柏研究氨的合成理論，是從可逆反應的平衡條件方面入手的。哈柏認為，僅有催化劑的知識是不夠的，需要有對化學反應的新的理解——化學平衡理論，這個理論的核心就是：原料物質一般不會全部成為生成物質，同時，生成物質也會發生逆反應。在一定的反應條件下，即濃度、溫度、壓力之下，這種正逆反應是平衡的。
哈柏認識到，若根據這種思想調整反應條件，從前認為不可能的氨合成也許是可能的。哈柏首先想到，也許高溫會進行這個反應。他按照他的思路開始進行實驗，但是，結果卻出乎意料，當溫度升高到1000℃時，氨的產量才不過是原料體積的0.012％，這還不如低溫度時的產量。但是，降低反應溫度時，反應卻又變得十分緩慢。哈柏認為，為了使化學反應加快，需要有適當的催化劑。
從1904年4月至1905年7月，這一年多時間里，雖然哈柏他們夜以繼日地堅持在實驗室里做著各種枯燥的試驗，但幾乎每次試驗的結果都令人失望。於是，馬古利斯兄弟見無利可圖，便取消了對這個項目的資金支持，這樣，哈柏就陷入了極度窘迫的境地。
與此同時，在柏林大學研究化學平衡理論的瓦爾特·赫爾曼·能斯特教授，也已投入了合成氨理論的研究，他親自製造高壓釜，進行高溫、高壓實驗。經過實驗，他發現哈柏的實驗結果有問題，數字過大，實際上僅0.0032％，還要再小一個數量級，這就證明了哈柏的實驗結果是不可行的。
瓦爾特·赫爾曼·能斯特為了使它的研究能夠實現工業化，請求某個有名的化學公司製造設備，雖然它的壓力並不算太高，但是，這個公司還是難以制出能耐住這樣高溫、高壓的設備，於是，他犯了一個極大的錯誤，打消了實現工業化的念頭，而埋頭於實驗室研究。
哈柏雖然在計算上有錯，但在與能斯特的這場爭論中，弄清了要使產量進一步提高就要對原料氣——氮氣和氫氣施以高壓、降低溫度，並使用催化劑。
能斯特灰心了，哈柏卻沒有灰心，他從瓦爾特·赫爾曼·能斯特終止的地方開始了新的實驗。此時，他不僅已經熟悉這個實驗的理論，而且具備了成功的基礎。
哈柏等人在化學平衡理論的指導下，開始一點一點地、耐心地進行試驗，他們實驗在什麼樣的壓力和溫度下產量能達到百分之幾。他們還下大力氣尋找最佳的催化劑，曾把能夠禁受數百個大氣壓的反應容器鑲嵌在槍彈殼里，用阿烏埃爾社團的瓦斯燈公司提供的鉑、鎢、鈾等稀有金屬，竭力尋找新的催化劑。
哈柏就是在這樣的困境下，冒著高溫、高壓的危險繼續試驗。正當哈柏的試驗研究屢遭失敗而一籌莫展的關鍵時候，法國科學院院刊上報道了法國化學家採用高溫、高壓合成氨，而使反應器發生爆炸事故的消息。哈柏知道後深受啟發，他果斷地改變了試驗條件，特別是提高了反應壓力，並改進了工藝，終於取得了令人振奮的進展，合成氨的產量顯著增加了。
1907年，哈柏等人選擇鋨或鈾為催化劑，在約550℃和150至250個大氣壓的不尋常的高壓條件下，成功地得到了8.25％的氨，第一次成功地製取了0.1公斤的合成氨，從而使合成氨有可能邁出實驗室階段。這無疑是一個具有實用價值的突破。而在此時，能斯特以50個大氣壓、685℃，以鉑粉或細鐵粉、錳做催化劑，卻只取得了產量為0.96％的氨。哈柏的實驗比能斯特的實驗幾乎高出8倍。
這一勝利極大地鼓舞了哈柏和他的助手們，他們預感到合成氨的試驗研究已進入了實用化階段，於是，又加緊對高溫、高壓合成氨工藝的研究。經過艱苦卓絕的試驗研究，他們取得了一系列第一手的實驗數據，大大加快了試驗研究的步伐，不斷取得令人振奮的新進展。
哈柏的科研成果極大地震動了歐洲化學界，化工實業界人士紛紛購買他的合成氨專利，獨具慧眼的德國巴登苯胺純鹼公司捷足先登，搶先付給哈柏2500美元預訂費，並答應購買他以後的全部研究成果。但公司中很多工程師，對鋼制反應容器的赤熱程度表示不安，對如此高壓更感吃驚，因而對它的工業化持有懷疑。他們想起法國所發生的反應器爆炸的消息，擔憂地說：「昨天爆炸的高壓釜只有7個大氣壓。」言外之意，哈柏的高壓實驗條件也可能引起爆炸。
1909年，哈柏又提出了「循環」的新概念。所謂「循環」，就是讓沒有發生化學反應的氮氣和氫氣重新返回到反應器中去，把已反應的氨通過冷凝分離出來，這樣，周而復始，以提高合成氨的獲得率，使流程實用化。這一概念的提出，可以說是合成氨邁向工業化進程中具有決定性意義的重大突破。德國政府極為重視，立即接受和採用了這個新設想。
當年7月2日，哈柏在實驗室製成了一座小型的合成氨裝置模型，這是世界上第一個氨合成裝置的模型。博施同他的部下米塔希一起，作為巴登苯胺純鹼公司的代表，前來接收哈柏的實驗技術和裝置。哈柏當場演示了他的合成氨裝置，這種裝置魔術般地以每小時0.08公斤的速度合成著氨。博施親眼看到了液氨滴落的情況。前來觀看的專家們共同認為，用不了多長時間，它將成為日產幾噸的設備，從而清楚地預見了它的工業化的前景。
巴登苯胺純鹼公司立即買下了哈柏合成氨的專利權，並將其全部研究成果接收下來，雙方還簽訂了協議，其要點是：不管生產工藝如何改進，合成氨的售價如何下降，巴登苯胺純鹼公司每售出1噸氨，哈柏分享10馬克，其收入永不改變。
1919年，瑞典科學院考慮到哈柏發明的合成氨已在經濟中顯示出巨大的作用，經過慎重考慮，正式決定為哈柏頒發1918年度的世界科學最高的榮譽和獎勵——諾貝爾化學獎，以表彰他在合成氨研究方面的卓越貢獻，從此，他躋身於世界著名化學家的行列。
⑸ 我國合成氨發展狀況
我國的合成氨工業起步於20世紀30年代。一個是由著名愛國實業家范旭東先生創辦的南京永利化學工業公司錏廠—— 永利寧廠，現南京化學工業公司的前身；另一個是日本佔領東北後在大連開辦的滿洲化學工業株式會社。其最高年產量不過50KT。另外，上海吳蘊初的天原還有一套電解水制氫生產合成氨、硝酸的小型車間(32年吳蘊初訪問Du pont購買的一套日產4t液氨的合成氨中試裝置)。整個合成氨生產從業人員約3400人，技術人員150人。
新中國成立以後，經過數十年的努力，己形成了遍及全國的、完整的合成氨工業布局。我國擁有多種原料、不同流程的大、中、小型合成氨廠1000多個。1999年我國合成氨產量為34.5Mt，列世界第一。
解放後，我國化學工業的發展是從建設中型氮肥廠開始的。經歷了以下幾個階段：
①
恢復老廠，建設新廠 (新中國成立—— 1956年)
建國之初，在恢復與擴建老廠的同時，從前蘇聯引進了三套以煤為原料、年產5萬噸合成氨配9萬噸硝銨裝置，創建了吉化、蘭州、太原三大化工基地。
②
自力更生發展中型氮肥廠
(1956年—— 1965年)
56年自行設計、製造了7.5萬噸合成氨系統，以川化的創建為標志。到65年中氮投產了15家。20世紀60年代隨著石油、天然氣資源的開采，64年又從英國引進了一套以天然氣為原料的10萬噸合成氨裝置(即瀘天化)。
③
小氮肥的迅猛發展
(1965年—— 1975年)
為了適應農業發展的迫切需要，58年由著名化工專家侯德榜提出了碳化法合成氨製取碳酸氫銨的新工藝。在經歷了技術關、經濟關後，從20世紀60年代開始在全國各地(除西藏外)建設了一大批小型氨廠，鼎盛的1979年時最多達1540座氨廠。
④
大型氮肥廠的引進和發展
(1975年——至今)
20世紀70年代是世界合成氨工業大發展時期。由於大型合成氨的優越性，1972年我國作出了引進大型合成氨裝置的決定。73年開始，首批引進了13套年產30萬噸大型合成氨成套裝置(其中10套為天然氣為原料，建在川化、瀘天化、雲南、貴州等地)。為了擴大原料范圍，78年又第二批引進了4套年產30萬噸合成氨裝置。20世紀90年代，又先後引進了14套具有20世紀90年代先進水平的大型合成氨成套裝置，從而掌握了世界上幾乎所有的先進工藝和技術。
同時從20世紀70年代起，我國開始了大型合成氨成套裝置的自行設計、自行製造工作，第一套年產30萬噸的合成氨裝置於80年在上海建成投產。特別是於90年代初在川化建成投產的年產20萬噸合成氨裝置達到了當時的國際先進水平。
