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氨,無機化合物,常溫下為氣體,無色有刺激性惡臭的氣味,易溶于水,氨溶于水時,氨分子跟水分子通過氫鍵結合成一水合氨(NH3·H2O),一水合氨能小部分電離成銨離子和氫氧根離子,所以氨水顯弱堿性,能使酚酞溶液變紅色。氨與酸作用得可到銨鹽,氨氣主要用作致冷劑及制取銨鹽和氮肥。氨作為一種重要的化工原料,應用廣泛,為運輸及儲存便利,通常將氣態的氨氣通過加壓或冷卻得到液態氨。氨易溶于水,溶于水后形成氫氧化銨的堿性溶液。氨在20℃水中的溶解度為34%。液氨在工業上應用廣泛,而且具有腐蝕性,且容易揮發,所以其化學事故發生率相當高。氨為氮和氫的化合物,合成氨工業的主產品和煉焦工業的副產品,能灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的粘膜,人吸入過多,能引起肺腫脹,以至死亡。體內氨主要自氨基酸代謝產生,氨是毒性物質,血氨增多對腦神經組織損害最明顯。雖然氨在人體內不斷產生,但肝臟有強大能力將氨轉變為無毒的尿素,維持人血中氨在極低濃度。

氨使酚酞變紅
20世紀初,工業上開發了氰化法和合成氨法生產氨,前者因能耗遠大于后者而被淘汰。世界上的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,在氨合成前要經過凈化處理。
天然氣制氨:天然氣先經脫硫,然后通過二次轉化(見合成氣),再分別經過一氧化碳變換、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),經甲烷化作用除去后,制得氫氮摩爾比為3的純凈氣(見合成氨原料氣),經壓縮機壓縮而進入氨合成回路,制得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
重質油制氨:重質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,生產過程比天然氣蒸汽轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置制得的氧用于重質油氣化,氮作為氨合成原料外,液態氨還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
煤(焦炭)制氨:焦炭是早期合成氨生產的原料,現除中國、聯邦德國外,其他國家已很少采用。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。半水煤氣經洗滌除塵后,去氣柜,經過一氧化碳變換,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。如用水將氨吸收,所得產品為氨水。商品氨水濃度為15%~30%(質量)。如用冷凝法分離氨,所得產品為液氨,含氮82.3%。氨水和液氨均可直接用作肥料。
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[2] 李開喜, 凌立成, 劉朗, 張碧江, & 劉振宇. (2001). 氨水活化的活性炭纖維的脫硫作用. 環境科學學報, 21(1).
[3] 李鳳, 張之練, 顧雪蓮, & 張建超. (2020). 氨水制備裝置.