實驗室如何制取氨氣,有什么其它制作方法呢

一、實驗室如何制取氨氣

加熱固體銨鹽和堿的混合物

反應(yīng)原理：2NH4Cl+Ca（OH）2=△= CaCl2+2NH3↑+2H2O?

反應(yīng)裝置：固體+固體加熱制氣體裝置。包括試管、酒精燈、鐵架臺（帶鐵夾）等。

凈化裝置（可省略）：用堿石灰干燥。

收集裝置： 向下排空氣法，驗滿方法是用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍色；或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生。

尾氣裝置：收集時，一般在管口塞一團棉花球，可減少NH3與空氣的對流速度，收集到純凈的NH3.

注意事項：

不能用NH4NO3跟Ca（OH）2反應(yīng)制氨氣。硝酸銨受撞擊、加熱易爆炸，且產(chǎn)物與溫度有關(guān)，可能產(chǎn)生NH3、N2、N2O、NO。

實驗室制NH3不能用NaOH、KOH代替Ca（OH）2。因為NaOH、KOH是強堿，具有吸濕性（潮解）易結(jié)塊，不易與銨鹽混合充分接觸反應(yīng)。又KOH、NaOH具有強腐蝕性在加熱情況下，對玻璃儀器有腐蝕作用，所以不用NaOH、KOH代替Ca（OH）2制NH3。

用試管收集氨氣要堵棉花。因為NH3分子微粒直徑小，易與空氣發(fā)生對流，堵棉花目的是防止NH3與空氣對流，確保收集純凈；減少NH3對空氣的污染。

實驗室制NH3除水蒸氣用堿石灰，而不采用濃H2SO4和固體CaCl2。因為濃H2SO4與NH3反應(yīng)生成（NH4）2SO4。NH3與CaCl2反應(yīng)能生成CaCl2·8NH3（八氨合氯化鈣）。CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3

用氮化物制取氨氣

可以用氮化物與水反應(yīng)或者疊氮化物分解。如：

Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3↑

加熱濃氨水？

反應(yīng)原理：NH3·H2O =△= NH3↑+H2O。

這種方法一般用于實驗室快速制氨氣。

裝置：燒瓶，酒精燈，鐵架臺，橡膠塞，導(dǎo)管等。

注意事項：加熱濃氨水時也會有水蒸氣，需要用干燥裝置除雜。同上，這種方法制NH3除水蒸氣用堿石灰，而不要采用濃H2SO4和固體CaCl2。

濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì)

反應(yīng)原理：濃氨水中存在以下平衡：

NH3+H2O? NH3·H2O?NH4+ +OH-，加入固態(tài)堿性物質(zhì)（如CaO，NaOH，堿石灰等），消耗水且使c（OH-）增大，使平衡移動，同時反應(yīng)放熱，促使NH3·H2O的分解。

二、氨氣工業(yè)制法

空氣中的氮氣加氫

工藝流程有很多方案，世界各國采用的也不盡相同。至2014年為止世界上比較先進的有布朗三塔三廢鍋氨合成圈、伍德兩塔兩廢鍋氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡薩里軸徑向氨合成工藝。

隨著大型化的發(fā)展，氨合成圈已成為降低合成氨能耗的主要單元之一。近代大型氨合成裝置的代表設(shè)計有三種：

1.布朗的三塔三廢鍋氨合成圈

布朗三塔三廢鍋氨合成圈由3個合成塔和3個廢鍋組成。塔內(nèi)有催化劑筐，氣體由外殼與筐體的間隙從底部向上流過，再由上向下軸向流過催化劑床。三塔催化劑裝填量比二塔多，最終出口氨含量可以從16.5%提高到21%以上，減少了循環(huán)氣量，節(jié)省了循環(huán)壓縮功。合成塔控制系統(tǒng)非常簡單，各塔設(shè)有旁路用閥門調(diào)節(jié)氣體入塔溫度。由于氨合成反應(yīng)平衡的限制，決定了催化劑溫度，不需要調(diào)節(jié)催化劑床層反應(yīng)溫度。

2.伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈

伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈采用兩個較小的合成塔，3個催化劑床，兩塔塔后各連一個廢鍋。這種結(jié)構(gòu)使反應(yīng)溫度分布十分接近最優(yōu)的反應(yīng)溫度，氣體的循環(huán)量和壓降小，投資和能耗節(jié)省，副產(chǎn)高壓蒸汽多。

3.托普索兩塔三床兩廢鍋氨合成圈

托普索S-250系統(tǒng)采用無下部換熱的S-200合成塔和S-50合成塔組成。還包括：（1）廢鍋和鍋爐給水換熱器回收廢熱；（2）合成塔進出氣換熱器，水冷器，氨冷器和冷交換器，氨分離器及新鮮氣氨冷器等。合成塔為徑向流動催化劑床，采用1.5mm～3mm小催化劑，壓降為0.3MPa。由S-200型塔出來的合成氣，經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，并保證入S-50型塔的合適溫度，以提高單程合成率。

三、氨氣制法的其它方法

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。

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)過程比天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化法簡單，但需要有空氣分離裝置?？諝夥蛛x裝置制得的氧用于重質(zhì)油氣化，氮作為氨合成原料外，液態(tài)氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。

煤（焦炭）制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發(fā)展，以煤（焦炭）為原料制取氨的方式在世界上已很少采用。

四、氨氣的預(yù)防方法

生產(chǎn)過程中加強密閉化，液氨管線閥門應(yīng)經(jīng)常檢修，防止意外破裂。加強通氣，使車間空氣中氨氣最高容許濃度控制在30mg/L。貯存和運輸液氨或氨水時，應(yīng)防熱、防曬，免受震動，以免膨脹炸裂；使用時應(yīng)嚴格遵守安全操作規(guī)程，做好個人防護。

平時組織對意外事故急救工作演練，一定要明確群發(fā)性急性氨中毒的急救程序，即現(xiàn)場救護程序（包括事故前準備階段和現(xiàn)場救護階段）與臨床搶救治療程序。

嚴格執(zhí)行“氨標”中規(guī)定，凡從事氨作業(yè)人員均應(yīng)進行就業(yè)前體檢，有明顯的呼吸系統(tǒng)疾病、肝或腎臟疾病、心血管疾病者應(yīng)禁忌從事氨作業(yè)。根據(jù)接觸情況，對作業(yè)者每1～2年進行體檢一次。

新樓房（尤其在北方冬季施工的）不要馬上入住，打開窗戶通風(fēng)一段時期，室內(nèi)盡量少用含有添加劑和增白劑的裝修材料。

如是畜牧業(yè)應(yīng)合理選址和科學(xué)設(shè)計。豬場應(yīng)選擇在地勢高燥、地形開闊、排水方便、通風(fēng)良好，周圍無居民區(qū)、無化工廠、屠宰場和礦區(qū)的等污染較多地方。做到徹底及時排出糞便、墊料和污水等廢棄物，通風(fēng)換氣良好，盡量減少舍內(nèi)有害氣體產(chǎn)生。

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