
【化】 synthesis of ammonia
ammonia
【化】 ammonia
【医】 ammonia
【计】 synthesis method
【医】 synthetic process
氨合成法(Ammonia Synthesis Process)是工业上通过氮气(N₂)与氢气(H₂)在高温高压及催化剂作用下生成氨气(NH₃)的化学工艺。该技术核心为哈伯-博世法(Haber-Bosch process),其化学反应方程式为:
$$
N_2 + 3H_2 rightleftharpoons 2NH_3
$$
反应需在铁基催化剂、温度400–500°C、压力15–25 MPa条件下进行。
工艺原理
通过热力学与动力学调控,平衡氮氢混合气体的转化率。高温高压条件突破反应活化能壁垒,催化剂(如氧化铁与氧化铝复合物)则加速分子解离与重组。
工业应用
全球90%氨用于化肥生产(如尿素、硝酸铵),是现代农业与食品供应的基石。氨还是炸药、制冷剂及合成纤维的原料。
技术演进
传统哈伯法因高能耗受争议,现代研究聚焦低温低压催化剂(如钌基材料)与可再生能源驱动的绿色合成路径。
“氨合成法”一般指工业上通过氮气(N₂)和氢气(H₂)在特定条件下合成氨气(NH₃)的化学工艺,最主流的方法是哈柏法(Haber Process),又称哈柏-博施法(Haber-Bosch Process)。以下是详细解释:
氨合成法是一种在高温、高压和催化剂作用下,将氮气与氢气直接化合生成氨气的工业方法。其核心化学反应为: $$ N₂ + 3H₂ rightleftharpoons 2NH₃ quad (Delta H = -92.4 , text{kJ/mol}) $$ 该反应需在铁基催化剂(如Fe₃O₄与K₂O、Al₂O₃的混合物)存在下进行,反应条件通常为400-500℃、15-25 MPa。
合成氨是现代化学工业的基石,其产品(液氨或氨水)主要用于:
传统哈柏法能耗较高(占全球能源消耗的1-2%),且依赖化石燃料。近年研究方向包括:
如需更完整的工艺流程图示或历史背景,可参考化工专业教材或行业文献。
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