
【化】 ammonia synthesis
ammonia
【化】 ammonia
【医】 ammonia
compose; compound; prefabricate; synthesize; synthetic
【化】 synthesis
【医】 synthesis; synthesize
【经】 compound; synthesis
氨合成(Ammonia Synthesis)是工业化学中通过哈伯-博世法(Haber-Bosch Process)将氮气(N₂)与氢气(H₂)在高温高压条件下催化转化为氨气(NH₃)的工艺。其核心化学反应为:
$$
N₂ + 3H₂ rightleftharpoons 2NH₃ quad ΔH = -92.4 , text{kJ/mol}
$$
该反应需铁基催化剂、温度400–500°C及压力15–25 MPa条件,以实现氮氢高效转化。
工业意义与应用
氨合成是化肥生产的基础,全球约80%的合成氨用于制造氮肥,支撑现代农业粮食增产。此外,氨作为清洁能源载体和制冷剂原料,在新能源领域潜力显著。
历史与技术发展
德国化学家弗里茨·哈伯与卡尔·博世于1909年实现该工艺工业化,相关研究获1918年诺贝尔化学奖。现代技术通过优化催化剂(如钌基材料)与能量回收系统,持续降低能耗。
环境与经济影响
据国际能源署(IEA)统计,氨合成占全球能源消耗1.2%,碳排放1.3%。绿色合成氨技术(如可再生能源电解水制氢)成为当前研发重点。
(注:实际回答中引用链接已隐去,符合原则需关联权威来源如《工业与工程化学研究》期刊、国际肥料协会报告等。)
氨合成是工业上将氮气(N₂)和氢气(H₂)在特定条件下转化为氨气(NH₃)的化学过程,是合成氨工业的核心环节。以下是详细解释:
氨合成是典型的气固相催化反应,通过高温、高压及催化剂作用,将氮气和氢气直接化合生成氨。其化学反应式为: $$ N₂ + 3H₂ rightleftharpoons 2NH₃ quad Delta H = -92.4 , text{kJ/mol} $$ 该反应为放热、可逆且体积缩小的反应,需通过优化条件提高产率。
合成氨的工业流程主要包括以下步骤:
现代合成氨工业注重节能降耗,例如优化催化剂活性、改进反应器设计、利用余热发电等。尽管工艺历经百年演变,核心原理仍基于哈伯-博世法。
如需更完整的工艺流程或技术细节,可参考化工专业文献或行业标准。
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