氯化铵和熟石灰反应装置 氯化铵和熟石灰
和氯化铵熟石灰(氯化铵和熟石灰反应装置)
战后和战后 , 在生产和工程技术方面 , 没有什么比“本土炼钢”和“粗氨水”更常被提及的了 。可以说 , 氨水的合成对于饱受战争摧残的人类来说也是一个非常重要的突破 , 几乎可以和炼钢相提并论 。
合成氨到底有什么意义?可以说 , 这是人类第一次通过化学合成的方式完全介入自然循环 , 从而人类在自然循环中依靠自己的努力变得与造物主相似 , 改变了过去依赖天气吃饭的状态 。
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氨是主要的无机化工产品之一 , 在国民经济中占据主要地位 , 其中约80%的氨用于生产化肥 , 20%是其他化工产品的原料 。氨是制造氮肥和复合肥的重要原料 , 如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵和各种含氮复合肥 , 都是以氨为原料 。氨作为工业原料和氨化饲料 , 其用量约占世界产量的1/2 。
硝酸、各种含氮无机盐和有机中间体、磺胺类药物、聚氨酯、聚酰胺纤维、丁腈橡胶等都需要氨直接作为原料 。液氨通常用作制冷剂 。
通过一系列的合成过程 , 人类已经用它们合成了活性非常高的氨 , 这必须说是一个奇迹 。还有一点就是今天的合成肥料行业是由于合成氨的出现 。直到今天 , 合成氨仍然是我们固定氮源的唯一途径 。在这里 , 世嘉将谈谈合成氨是如何发展起来的 。
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自然界中的氮循环 , 我们可以看到除了合成氨以外 , 自然界的固氮方式只有闪电和固氮菌固氮 , 后者占优势 。在一个生态系统中 , 在生态平衡存在的情况下 , 固氮菌的固氮能力是有限度的 , 生态系统获得的氮量也是有限度的 , 一块土地上能养的人数也是有限度的 。合成氨的出现使人类突破了这一局限 , 养出了一大批人 。
在我们谈论氨合成之前 , 我们先来谈谈氨 。与三酸两碱相比 , 氨的发明很晚 , 确切地说 , 氨的发明还很早 , 但氨的区别很晚 。氨气的英文名是氨 , 如果把这个词改成拉丁文 , 大概就是屎的意思 , 意思是人类很早就知道动物的排泄物会散发出难闻的气味 。现在我们知道这是由于微生物对有机胺的分解 。
直到1774年(乾隆三十九年) , 英国化学家Priestley才第一次通过加热氯化铵和熟石灰来制备氨(现在似乎中学化学也在用氨做同样的事情) , 当时他已经知道氨是碱性的或者至少是溶于水的 , 所以他称氨为碱性空气体 。10年后的1784年(乾隆四十九年) , 法国科学家贝特霍莱特证明了氨是由氢和氮组成的 。
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著名的喷泉实验也是普里斯特利的杰作 。此外 , 这个人还证明了空气体由两种成分组成 , 其中一种成分可以让老鼠非常开心 。
19世纪中叶 , 即鸦片战争前后 , 随着农业科学的发展 , 人们意识到氮源对植物生长的重大意义 , 有意识地利用氨作为人工氮源来促进农产品的产出 。这时 , 氨来自煤化工 , 因为煤中含有1%-2%的氮 。在焦化过程中 , 这些氮会转化成氨 , 氨存在于煤气中 。当煤气被引入水中或用硫酸接收时 , 得到硫酸铵 。可以说这是最早制备铵肥的方法 。想想都可笑 。如今 , 这部分氨被称为含氨废气 。每年都不知道有多少企业面临环境问题 。然而 , 在当时 , 这部分天然气确实是一种非常宝贵的资源 。遗憾的是 , 这种方法得到的氨水浓度很低 , 氨含量不到2% , 大大限制了它的应用领域 。因此 , 针对这类氨水开发了蒸馏浓缩工艺 , 逐渐演变成现代氨蒸馏塔 。
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这是蒸氨塔的常见工艺 。将含氨废水还原至反蒸馏塔 , 氨的相对挥发度大于水进行分离 , 塔顶可得到15%-20%的氨水 , 塔底氨水浓度约为500ppm 。与常规蒸馏塔不同的是 , 氨蒸馏塔采用直接蒸汽加热 , 同时塔顶有冷凝器 , 对气体进行部分冷凝 , 再将塔顶气体抽出后通过氨冷却器进一步冷却 。
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