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    2)一水合氨(NH3·H2O)即氨水,能腐蚀多种金属,特别是铜,氨区要求不用铜材质设备。

    3)氨的催化氧化是放热反应。

    4)NH3在水中产生少量氢氧根离子,呈弱碱性。

    电离方程式:NH3+H2O→NH4++OH-

    5)氨与酸反应生成铵盐:NH3+HCl=NH3ClS

    1.1.4  用途

    氨是制造硝酸、化肥、和炸药的重要原料。氨是所有食物和肥料的重要成分。氨易溶于水,常温常压下,水和氨可按1:700溶解,将液氨除去压力后,会吸收周围的热变成气体,是一种制冷剂。

    70%的氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础,氨本身是重要的氮素肥料,其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成其他肥料,称之为“化肥氨”。另外30%的氨是生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的重要基础原料,称之为“工业氨”。

    1.2  合成氨技术的发展概况

    氨是重要的化工产品之一,在国民经济中占有重要地位[1]。经多年发展,氨合成技术已经成熟。1909年,德国化学家哈勃根据多年的经验提出了“循环法”的工业合成氨方法,直到今天这种方法成为工业上普遍使用的直接合成方法[2]。世界粮食生产的历史因合成氨工业的成功而发生了巨大的改变[3]。它不仅解决了因人口增长而引起的粮食短缺问题,而且奠定了化学工程科学和多相催化科学基础[3]。催化合成氨技术在20世纪化学工业的发展中起着核心的作用[4]。

    世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段[5]。根据合成氨技术的发展情况分析,未来合成氨技术的发展将会继续围绕“降低生产成本、提高运行周期,改善经济性”的基本目标, 进一步研究开发在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面的技术。

    中国合成氨生产时20世纪30年代开始的,南京永利化学工业公司铔厂、上海天利氮气制品厂和大连化学厂都是在那时建成投产的[4]。

    解放前中国只有两家规模不大的合成氨厂。1949年全国氮肥产量仅0.6万吨,而1982年达到1021.9万吨。发展至今,中国已成为世界上产量最高的国家之一。发展史如表1-2:

    表1-2  世界合成氨发展年表

    时间 事件 备注

    1754年 Brewstly将卤砂(氯化铵)和石灰共热,第一次制出了氨。

    1784年 Bertholet提出氨是由氢和氮组成的。

     1809年 Henry测出氨中氢氮比为3:1。

    1898年 Frank等用焦炭和石灰石在电炉中烧制成碳化钙(电石),再由碳化钙和氮气反应生成氰氨化钙(石灰氮),作为氮肥施用。这个方法通称为氰胺法。 此法不久即获得工业化,电耗在10MW·h/t(NH3)以上。

    20世纪初 Bucher提出现将纯碱、焦炭和铁的混合物制成团块,置入外部加热的1000℃的炉中,通入氮气生成氰化钠,水解后得到氨。 此法因能耗过高,未能得到发展。

    20世纪 欧洲的Pechiney财团用氧化铝与焦炭在氮气氛和1600℃高温下反应生成氮化铝,氮化铝水解后生成氨。 此法由于炉子的耐火材料问题,未能获得发展。

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