第一節(jié) 氨氣的簡介
氨氣,Ammonia, NH3,無色氣體。有強烈的刺激氣味。密度 0.7710。相對密度0.5971(空氣=1.00)。易被液化成無色的液體。在常溫下加壓即可使其液化(臨界溫度132.4℃,臨界壓力11.2兆帕,即112.2大氣壓)。沸點-33.5℃。也易被固化成雪狀固體。熔點-77.75℃。溶于水、乙醇和乙醚。在高溫時會分解成氮氣和氫氣,有還原作用。有催化劑存在時可被氧化成一氧化氮。用于制液氮、氨水、硝酸、銨鹽和胺類等??捎傻蜌渲苯雍铣啥频茫茏苽つw、眼睛、呼吸器官的粘膜,人吸入過多,能引起肺腫脹,以至死亡 。(可行性 研究 )
第二節(jié) 氨氣的制備技術(shù)
工業(yè)制法
工業(yè)上氨是以哈伯法通過N2和H2在高溫高壓和催化劑存在下直接化合而制成:
工業(yè)上制氨氣
N2+3H2==高溫高壓催化劑===2NH3(可逆反應(yīng))
△rHθ =-92.4kJ/mol
工業(yè)制備流程
工業(yè)制氨絕大部分是在高壓、高溫和催化劑存在下由氮氣和氫氣合成制得。氮氣主要來源于空氣;氫氣主要來源于含氫和一氧化碳的合成氣(純氫也來源于水的電解)。由氮氣和氫氣組成的混合氣即為合成氨原料氣。從燃料化工來的原料氣含有硫化合物和碳的氧化物,它們對于合成氨的催化劑是有毒物質(zhì),在氨合成前要經(jīng)過凈化處理。
1、哈伯法制氨:
高溫高壓
N2(g)+3H2(g)========2NH3(g)(可逆反應(yīng)) △rHθ=-92.4kJ/mol
催化劑
2、天然氣制氨 :天然氣先經(jīng)脫硫,然后通過二次轉(zhuǎn)化,再分別經(jīng)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(jīng)甲烷化作用除去后,制得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經(jīng)壓縮機壓縮而進入氨合成回路,制得產(chǎn)品氨。以石腦油為原料的合成氨生產(chǎn)流程與此流程相似。
3、重質(zhì)油制氨:重質(zhì)油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料氣,生產(chǎn)過程比天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置制得的氧用于重質(zhì)油氣化,氮用于氨合成原料。
4、煤(焦炭)制氨:煤直接氣化(見煤氣化)有常壓固定床間歇氣化、加壓氧-蒸汽連續(xù)氣化等多種方法。例如早期的哈伯-博施法合成氨流程,以空氣和蒸汽為氣化劑,在常壓、高溫下與焦炭作用,制得含(CO+H2)/N2摩爾比為3.1~3.2的煤氣,稱為半水煤氣。半水煤氣經(jīng)洗滌除塵后,去氣柜,經(jīng)過一氧化碳變換,并壓縮到一定壓力后,用加壓水洗滌除去二氧化碳,再進一步用壓縮機壓縮后用銅氨液進行洗滌,以除去少量一氧化碳、二氧化碳,然后送去合成氨。
第三節(jié) 氨氣的應(yīng)用范圍
氨用于制造氨水、氮肥(尿素、碳銨等)、復(fù)合肥料、硝酸、銨鹽、純堿等,廣泛應(yīng)用于化工、輕工、化肥、制藥、合成纖維等領(lǐng)域。含氮無機鹽及有機物中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。此外,液氨常用作制冷劑,氨還可以作為生物燃料來提供能源。
第四節(jié) 氨氣的注意事項
泄漏應(yīng)急處置措施
氨對人體生理的影響氨無色具有強烈的刺激臭味,對人體有較大的毒性。氨氣慢性中毒會引起慢性氣管炎、肺氣腫等呼吸系統(tǒng)病,急性氨中毒反映在咳嗽不止、憋氣等。
(1)少量泄漏。
撤退區(qū)域內(nèi)所有人員。防止吸入蒸氣,防止接觸液體或氣體。處置人員應(yīng)使用呼吸器。禁止進入氨氣可能匯集的局限空間,并加強通風(fēng)。只能在保證安全的情況下堵漏。泄漏的容器應(yīng)轉(zhuǎn)移到安全地帶,并且僅在確保安全的情況下才能打開閥門泄壓??捎蒙巴?、蛭石等惰性吸收材料收集和吸附泄漏物。收集的泄漏物應(yīng)放在貼有相應(yīng)標(biāo)簽的密閉容器中,以便廢棄處理。
(2)大量泄漏。
疏散場所內(nèi)所有未防護人員,并向上風(fēng)向轉(zhuǎn)移。泄漏處置人員應(yīng)穿上全封閉重型防化服,佩戴好空氣呼吸器,在做好個人防護措施后,用噴霧水流對泄漏區(qū)域進行稀釋。通過水槍的稀釋,使現(xiàn)場的氨氣漸漸散去,利用無火花工具對泄漏點進行封堵。
向當(dāng)?shù)卣?ldquo;119”及當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門、公安交警部門報警,報警內(nèi)容應(yīng)包括事故單位;事故發(fā)生的時間、地點、化學(xué)品名稱和泄漏量、危險程度;有無人員傷亡以及報警人姓名、電話。
禁止接觸或跨越泄漏的液氨,防止泄漏物進入陰溝和排水道,增強通風(fēng)。場所內(nèi)禁止吸煙和明火。在保證安全的情況下,要堵漏或翻轉(zhuǎn)泄漏的容器以避免液氨漏出。要噴霧狀水,以抑制蒸氣或改變蒸氣云的流向,但禁止用水直接沖擊泄漏的液氨或泄漏源。防止泄漏物進入水體、下水道、地下室或密閉性空間。禁止進入氨氣可能匯集的受限空間。清洗以后,在儲存和再使用前要將所有的保護性服裝和設(shè)備清洗消毒 。
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