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高中NH的制取

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高中NH的制取_第1页
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    高中NH的制取    氨气制法 - 氨气的三种实验室制法一.加热固体胺盐和碱的混合物反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2==△== CaCl2+2NH3↑+2H2O反应装置:固体+固体==△==气体净化装置;用碱石灰干燥收集装置: 向下排空气法,验满方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生尾气装置:收集时,一般在管口塞一团棉花球,可减少NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3.实验室,氨常用铵盐与碱作用或利用氮化物易水解的特性制备:2NH4Cl(固态) + Ca(OH)2(固态)===2NH3↑+ CaCl2 + 2H2OLi3N + 3H2O === 3LiOH + NH3↑(1)不能用NH4NO3跟Ca(OH)2反应制氨气硝酸铵受撞击、加热易爆炸,且产物与温度有关,可能产生NH3、N2、N2O、NO(2)实验室制NH3不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2因为NaOH、KOH是强碱,具有吸湿性(潮解)易结块,不易与铵盐混合充分接触反应又KOH、NaOH具有强腐蚀性在加热情况下,对玻璃仪器有腐蚀作用,所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH)2制NH3。

3)用试管收集氨气为什么要堵棉花因为NH3分子微粒直径小,易与空气发生对流,堵棉花目的是防止NH3与空气对流,确保收集纯净4)实验室制NH3除水蒸气为什么用碱石灰,而不采用浓H2SO4和固体CaCl2因为浓H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4NH3与CaCl2反应能生成CaCl2·8NH3(八氨合氯化钙)CaCl2+8NH3==CaCl2·8NH3(5)实验室快速制得氨气的方法用浓氨水加固体NaOH(或加热浓氨水)二,加热浓氨水反应原理:NH3*H2O==△==NH3↑+H2O装置:三,浓氨水中加固态碱性物质装置:反应原理:浓氨水中存在以下平衡:NH3+H2O=(可逆)=NH3·H2O=(可逆)=NH4+ +OH- ,加入固态碱性物质(如CaO,NaOH,碱石灰等),消耗水且使c(OH-)增大,使平衡移动,同时反应放热,促使NH3*H2O的分解氨气制法 - 氨气工业制法空气中的氮气加氢工艺特点:高压催化工艺流程有很多方案,世界各国采用的也不尽相同目前世界上比较先进的有布朗三塔三废锅氨合成圈、伍德两塔两废锅氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡萨里轴径向氨合成工艺合成与冷冻工段的有效能损耗占全装置的15%左右。

流体流动、压缩、传热、冷冻、化学反应等诸方面的有效能损耗相当降低这些能耗的关键在于催化剂,如能找到一种低温高活性催化剂,则操作压力就可降低,压缩功和循环功也可降低氨合成反应是放热反应,合理回收能量是降低能耗的一个方面,适当增大一些反应设备和通气截面,就可降低传热、流动和化学反应的不可逆损耗减少弛放气,降低新鲜气的单耗是降低能耗的重要方面随着大型化的发展,氨合成圈已成为降低合成氨能耗的主要单元之一近代大型氨合成装置的代表设计有三种:1)布朗的三塔三废锅氨合成圈布朗三塔三废锅氨合成圈由3个合成塔和3个废锅组成塔内有催化剂筐,气体由外壳与筐体的间隙从底部向上流过,再由上向下轴向流过催化剂床三塔催化剂装填量比二塔多,最终出口氨含量可以从16.5%提高到21%以上,减少了循环气量,节省了循环压缩功合成塔控制系统非常简单,各塔设有旁路用阀门调节气体入塔温度由于氨合成反应平衡的限制,决定了催化剂温度,不需要调节催化剂床层反应温度2)伍德两塔三床两废锅氨合成圈伍德两塔三床两废锅氨合成圈采用两个较小的合成塔,3个催化剂床,两塔塔后各连一个废锅这种结构使反应温度分布十分接近最优的反应温度,气体的循环量和压降小,投资和能耗节省,副产高压蒸汽多。

3)托普索两塔三床两废锅氨合成圈托普索S-250系统采用无下部换热的S-200合成塔和S-50合成塔组成还包括:(1)废锅和锅炉给水换热器回收废热;(2)合成塔进出气换热器,水冷器,氨冷器和冷交换器,氨分离器及新鲜气氨冷器等合成塔为径向流动催化剂床,采用1.5mm~3mm小催化剂,压降为0.3MPa由S-200型塔出来的合成气,经废热锅炉回收热量,并保证入S-50型塔的合适温度,以提高单程合成率此外还有:生产方法:生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等①天然气制氨天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似②重质油制氨重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。

③煤(焦炭)制氨随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料液氨常用作制冷剂贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运氨气制法 - 氨气的三种实验室制法一.加热固体胺盐和碱的混合物反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2==△== CaCl2+2NH3↑+2H2O反应装置:固体+固体==△==气体净化装置;用碱石灰干燥收集装置: 向下排空气法,验满方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生尾气装置:收集时,一般在管口塞一团棉花球,可减少NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3.实验室,氨常用铵盐与碱作用或利用氮化物易水解的特性制备:2NH4Cl(固态) + Ca(OH)2(固态)===2NH3↑+ CaCl2 + 2H2OLi3N + 3H2O === 3LiOH + NH3↑(1)不能用NH4NO3跟Ca(OH)2反应制氨气硝酸铵受撞击、加热易爆炸,且产物与温度有关,可能产生NH3、N2、N2O、NO(2)实验室制NH3不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2因为NaOH、KOH是强碱,具有吸湿性(潮解)易结块,不易与铵盐混合充分接触反应。

又KOH、NaOH具有强腐蚀性在加热情况下,对玻璃仪器有腐蚀作用,所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH)2制NH33)用试管收集氨气为什么要堵棉花因为NH3分子微粒直径小,易与空气发生对流,堵棉花目的是防止NH3与空气对流,确保收集纯净4)实验室制NH3除水蒸气为什么用碱石灰,而不采用浓H2SO4和固体CaCl2因为浓H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4NH3与CaCl2反应能生成CaCl2·8NH3(八氨合氯化钙)CaCl2+8NH3==CaCl2·8NH3(5)实验室快速制得氨气的方法用浓氨水加固体NaOH(或加热浓氨水)二,加热浓氨水反应原理:NH3*H2O==△==NH3↑+H2O装置:三,浓氨水中加固态碱性物质装置:反应原理:浓氨水中存在以下平衡:NH3+H2O=(可逆)=NH3·H2O=(可逆)=NH4+ +OH- ,加入固态碱性物质(如CaO,NaOH,碱石灰等),消耗水且使c(OH-)增大,使平衡移动,同时反应放热,促使NH3*H2O的分解氨气制法 - 氨气工业制法空气中的氮气加氢工艺特点:高压催化工艺流程有很多方案,世界各国采用的也不尽相同目前世界上比较先进的有布朗三塔三废锅氨合成圈、伍德两塔两废锅氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡萨里轴径向氨合成工艺。

合成与冷冻工段的有效能损耗占全装置的15%左右流体流动、压缩、传热、冷冻、化学反应等诸方面的有效能损耗相当降低这些能耗的关键在于催化剂,如能找到一种低温高活性催化剂,则操作压力就可降低,压缩功和循环功也可降低氨合成反应是放热反应,合理回收能量是降低能耗的一个方面,适当增大一些反应设备和通气截面,就可降低传热、流动和化学反应的不可逆损耗减少弛放气,降低新鲜气的单耗是降低能耗的重要方面用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料液氨常用作制冷剂贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运  -全文完-。

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