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工業合成氨怎麼分離
發布時間：2025-08-02 03:35:26① 合成氨工業中分離氨氣的方法
合成氨工業中分離氨氣的方法——降低溫度使氨氣液化儲存在鋼瓶中。
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，為一種基本無機化工流程。現代化學工業中，氨是化肥工業和基本有機化工的主要原料。合成氨工業在20世紀初期形成，開始用氨作火炸葯工業的原料，為戰爭服務，第一次世界大戰結束後，轉向為農業、工業服務。隨著科學技術的發展，對氨的需要量日益增長。
1、合成氨的反應特點
①可逆反應；②正反應是放熱反應；③正反應是氣體體積減小的反應。[1]
根據化學反應速率的知識，得知升溫、增大壓強、及使用催化劑都可以使合成氨的化學反應速率增大；降溫、增大壓強可以提高平衡時混合物中氨氣的含量。
2、合成氨的工藝條件：
（1）壓強
有研究表明，在400°C，壓強超過200MPa時，不使用催化劑，氨便可以順利合成，但實際生產中，太大的壓強需要的動力就大，對材料要求也會增高，這就增加了生產成本，因此，受動力材料設備影響，目前我國合成氨廠一般採用20MPa~50MPa.
（2）溫度
從理想條件來看，氨的合成在較低溫度下進行有利，但溫度過低，反應速率會很小，並且在500°C時催化劑鐵觸媒的活性最大，故在實際生產中，一般選用500°C。
（3）催化劑
採用鐵觸媒（以鐵為主，混合的催化劑），鐵觸媒在500°C時活性最大，這也是合成氨選在500°C的原因。
最後，製得的氨量也不算多，還可以採取迅速冷卻，使氣態氨變為液態氨。也可原料重復利用。
但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。
3、工業制氨
①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。
②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氣轉化法簡單，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，氮作為氨合成原料外，液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
③煤（焦炭）制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展，以煤（焦炭）為原料製取氨的方式在世界上已很少採用。
4、氨氣的用途
氨主要用於製造氮肥和復合肥料，氨作為工業原料和氨化飼料，用量約佔世界產量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、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。液氨常用作製冷劑。
貯運
商品氨中有一部分是以液態由製造廠運往外地。此外，為保證製造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡，防止因短期事故而停產，需設置液氨庫。液氨庫根據容量大小不同，有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型。液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運。
② 合成氨的流程示意圖如下： 回答下列問題：（1）工業合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來
2NH 3 (g)；（3）冷卻塔（或冷凝器）；n；高溫氣體由冷卻塔的上端進入，冷卻水從下端進入，逆向冷卻效果好；（4）將液氨與未反應的原料氣分離；（5）13.8。