
【化】 synthesis of ammonia
ammonia
【化】 ammonia
【醫】 ammonia
【計】 synthesis method
【醫】 synthetic process
氨合成法(Ammonia Synthesis Process)是工業上通過氮氣(N₂)與氫氣(H₂)在高溫高壓及催化劑作用下生成氨氣(NH₃)的化學工藝。該技術核心為哈伯-博世法(Haber-Bosch process),其化學反應方程式為:
$$
N_2 + 3H_2 rightleftharpoons 2NH_3
$$
反應需在鐵基催化劑、溫度400–500°C、壓力15–25 MPa條件下進行。
工藝原理
通過熱力學與動力學調控,平衡氮氫混合氣體的轉化率。高溫高壓條件突破反應活化能壁壘,催化劑(如氧化鐵與氧化鋁複合物)則加速分子解離與重組。
工業應用
全球90%氨用于化肥生産(如尿素、硝酸铵),是現代農業與食品供應的基石。氨還是炸藥、制冷劑及合成纖維的原料。
技術演進
傳統哈伯法因高能耗受争議,現代研究聚焦低溫低壓催化劑(如钌基材料)與可再生能源驅動的綠色合成路徑。
“氨合成法”一般指工業上通過氮氣(N₂)和氫氣(H₂)在特定條件下合成氨氣(NH₃)的化學工藝,最主流的方法是哈柏法(Haber Process),又稱哈柏-博施法(Haber-Bosch Process)。以下是詳細解釋:
氨合成法是一種在高溫、高壓和催化劑作用下,将氮氣與氫氣直接化合生成氨氣的工業方法。其核心化學反應為: $$ N₂ + 3H₂ rightleftharpoons 2NH₃ quad (Delta H = -92.4 , text{kJ/mol}) $$ 該反應需在鐵基催化劑(如Fe₃O₄與K₂O、Al₂O₃的混合物)存在下進行,反應條件通常為400-500℃、15-25 MPa。
合成氨是現代化學工業的基石,其産品(液氨或氨水)主要用于:
傳統哈柏法能耗較高(占全球能源消耗的1-2%),且依賴化石燃料。近年研究方向包括:
如需更完整的工藝流程圖示或曆史背景,可參考化工專業教材或行業文獻。
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