制氨气主要有工业和实验室两种方法。以下是工业和实验室制氨气的方法:
工业制氨方法
哈伯法 反应原理:
利用催化剂在高温高压条件下将氮气(N2)和氢气(H2)反应生成氨气(NH3)。
化学方程式:N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
特点:是目前最广泛使用的工业制氨方法,效率高,成本较低。
天然气制氨 原料处理:
天然气先进行脱硫处理,然后通过二次转化,再经过一氧化碳变换和二氧化碳脱除等工序。
合成气:得到氮氢混合气,氢氮摩尔比调整至3左右。
甲烷化:除去混合气中的一氧化碳和二氧化碳。
压缩机压缩:将处理后的气体压缩后进入氨合成回路。
重质油制氨 原料处理:
利用部分氧化法将重质油转化为合成氨原料气。
空气分离:需要空气分离装置制得氧气用于重质油气化,氮气作为氨合成原料。
煤(焦炭)制氨 原料气化:
煤(焦炭)通过气化得到含有一氧化碳和氢气的合成气。
净化处理:包括洗涤除尘、一氧化碳变换、二氧化碳脱除等步骤。
氨合成:将处理后的气体压缩后进入氨合成回路。
实验室制氨方法
加热固体氯化铵与熟石灰 反应原理:
2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O。
装置:使用试管、酒精灯等组成的固体加热型制气装置。
干燥:使用碱石灰等碱性干燥剂。
收集:采用向下排空气法,使用湿润的红色石蕊试纸验满。
加热浓氨水 反应原理:
浓氨水不稳定,加热易分解产生氨气。
装置:直接加热浓氨水。
浓氨水与固体烧碱或生石灰混合 反应原理:
浓氨水滴加到固态碱性物质上,消耗水并放热促进氨水分解。
装置:将浓氨水滴加到烧碱或生石灰上。
以上是工业和实验室制氨气的方法。工业方法通常在高压、高温条件下进行,而实验室方法则通常在常温下进行,且规模较小。需要注意的是,实验室方法通常用于教学演示或小规模制备氨气