《2013-2017年中國(guó)液氨行業(yè)調(diào)研與投資前景評(píng)估報(bào)告》液氨主要用于生產(chǎn)硝酸、尿素和其他化學(xué)肥料,還可用作醫(yī)藥和農(nóng)藥的原料。
在國(guó)防工業(yè)中,用于制造火箭、導(dǎo)彈的推進(jìn)劑。可用作有機(jī)化工產(chǎn)品的氨化原料,因?yàn)橐喊痹跉饣筠D(zhuǎn)變?yōu)闅獍?,能吸收大量的熱,被譽(yù)為“冷凍劑”,同時(shí)液氨具有一定的殺菌作用,所以在家禽養(yǎng)殖業(yè)中,被用于殺菌和降溫制冷作用。液氨還可用于紡織品的絲光整理。NH3分子中的孤電子對(duì)傾向于和別的分子或離子形成配位鍵,生成各種形式的氨合物。如[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、BF3·NH3等都是以NH3為配位的配合物。 液氨是一個(gè)很好的溶劑,由于分子的極性和存在氫鍵,液氨在許多物理性質(zhì)方面同水非常相似。一些活潑的金屬可以從水中置換氫和生成氫氧化物,在液氨中就不那么容易置換氫。但液氨能夠溶解金屬生成一種藍(lán)色溶液。這種金屬液氨溶液能夠?qū)щ?,并緩慢分解放出氫氣,有?qiáng)還原性。例如鈉的液氨溶液: 金屬液氨溶液顯藍(lán)色,能導(dǎo)電并有強(qiáng)還原性的原因是因?yàn)樵谌芤褐猩伞鞍焙想娮印钡木壒省?br />
例如金屬鈉溶解在液氨中時(shí)失去它的價(jià)電子生成正離子:液氨加熱至800~850℃,在鎳基催化劑作用下,將氨進(jìn)行分解,可以獲得含75%H2、25%N2的氫氮混合氣體。用此法制得的氣體是一種良好的保護(hù)氣體,可以廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、冶金工業(yè),以及需要保護(hù)氣氛的其他工業(yè)和科學(xué)研究中。
氨氣和乙酸氣加熱至420℃,在催化劑作用下,合成乙腈。
的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序,其任務(wù)是將經(jīng)過(guò)精制的氫氮混合氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。對(duì)于合成系統(tǒng)來(lái)說(shuō),液體氨即是它的產(chǎn)品。
工業(yè)上合成氨的各種工藝流程一般以壓力的高低來(lái)分類。
合成氨的方法
高壓法
操作壓力70~100MPa,溫度為550~650℃。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是氨合成效率高,混合氣中的氨易被分離。故流程、設(shè)備都比較緊湊。但因?yàn)楹铣尚矢?,放出的熱量多,催化劑溫度高,易過(guò)熱而失去活性,所以催化劑的使用壽命較短。又因?yàn)槭歉邷馗邏翰僮?,?duì)設(shè)備制造、材質(zhì)要求都較高,投資費(fèi)用大。工業(yè)上很少采用此法生產(chǎn)。
中壓法
液氨圖冊(cè)操作壓力為20~60MPa,溫度450~550℃,其優(yōu)缺點(diǎn)介于高壓法與低壓法之間,此法技術(shù)比較成熟,經(jīng)濟(jì)性比較好。因?yàn)楹铣蓧毫Φ拇_定,不外乎從設(shè)備投資和壓縮功耗這兩方面來(lái)考慮。從動(dòng)力消耗看,合成系統(tǒng)的功耗占全廠總功耗的比重大。功耗不單取決于壓力一項(xiàng),還要看其它工藝指標(biāo)和流程的布置情況??偟膩?lái)看,在15~30Pa的范圍內(nèi),功耗的差別是不大的,因此世界上采用此法的很多。
低壓法
操作壓力10MPa左右,溫度400~450℃。由于操作壓力和溫度都比較低,故對(duì)設(shè)備要求低,容易管理,且催化劑的活性較高,這是此法的優(yōu)點(diǎn)。但此法所用催化劑對(duì)毒物很敏感,易中毒,使用壽命短,因此對(duì)原料氣的精制純度要求嚴(yán)格。又因操作壓力低,氨的合成效率低,分離較困難,流程復(fù)雜。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)上此法已不采用了。合成氨工藝流程大概可以分為:原料氣的制備;原料氣的凈化;氣體壓縮和氨的合成四大部分。
其他法
苯胺工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)二苯胺(在催化劑的作用下)的過(guò)程中有副產(chǎn)物氨氣生成,將這些氨氣壓縮并降溫冷卻即成液態(tài)氨。在此過(guò)程中要進(jìn)行排污,而帶入雜質(zhì),因此液氨純度較低,用途受到限制。
液氨 - 廢氣回收 液氨整理加工過(guò)程有廢氣排出,其組成有水蒸氣、空氣和氨氣,其中氨氣是有害氣體,影響健康污染環(huán)境,為此要減少排放,加強(qiáng)回收,一方面可降低成本,另一方面可保護(hù)環(huán)境。
氨的回收有吸收法,把來(lái)自液氨整理機(jī)排出的氣體,通過(guò)管道輸送至回收裝置的洗滌塔(吸收塔),把混有空氣的氨氣在此塔內(nèi)用水吸收成氨水,此時(shí)空氣被清洗并排出塔外,然后通過(guò)蒸餾塔將氨和水分離,氨被蒸餾吸收制成濃氨水,濃氨水經(jīng)精餾即成濃氨氣,再將濃氨氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓和冷凝冷卻成液氨,輸入貯存罐。
在氨的回收裝置中,洗滌塔頂部有排氣口,要控制排放氣體中的含氨量,要低于環(huán)保要求。澄江紡機(jī)廠和南京化工大學(xué)協(xié)作創(chuàng)制的氨回收系統(tǒng),是吸收和壓縮相結(jié)合的方法。當(dāng)年2000年1月由中國(guó)紡機(jī)器材協(xié)會(huì)組織的專家現(xiàn)場(chǎng)考察,一致認(rèn)為該氨回收循環(huán)系統(tǒng)是成功的,在整個(gè)回收系統(tǒng)是創(chuàng)造性地運(yùn)用了低壓吸收、低壓精餾、低溫除水、壓縮冷凝的“三低一壓”技術(shù),既簡(jiǎn)化設(shè)備又節(jié)約能源,該法是在低溫低壓下操作運(yùn)轉(zhuǎn),安全系數(shù)大,還有利于減少維修力量。主要有洗滌塔(吸收塔)、精餾塔、壓縮機(jī)、冷凝器、液氨貯存罐。
液氨監(jiān)測(cè)與報(bào)警
液氨在使用過(guò)程中發(fā)生泄露須報(bào)警,探測(cè)報(bào)警裝置應(yīng)該符合國(guó)家消防技術(shù)監(jiān)督和安檢部門的要求。
液氨的壓力
因?yàn)榘钡呐R界溫度為132.4℃,低于此溫度只要予以適當(dāng)壓力即可將其液化。
在常溫下,大概需要7~8個(gè)大氣壓即可將氨液化為液氨存放。
但實(shí)際使用溫度未必是常溫,我國(guó)規(guī)定設(shè)計(jì)時(shí)要求不低于50℃的飽和蒸氣壓力。液氨容器的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該為2.16MPa