合成氨工业发展史
合成氨工业与尿素生产技术
准
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尿素干燥：将尿素溶液干燥 成固体尿素
Part Three
尿素生产技术简介
尿素生产技术的发展历程
尿素的生产工艺流程
原料准备：将氨气和二氧化碳混合，形成氨气-二氧化碳混合气体 合成反应：在催化剂的作用下，氨气-二氧化碳混合气体发生反应，生成尿素 尿素分离：将生成的尿素从反应混合物中分离出来 尿素纯化：对分离出来的尿素进行纯化处理，得到高纯度的尿素 尿素包装：将纯化后的尿素进行包装，形成尿素产品
降低能耗：通 过改进生产工 艺和设备，降 低能耗，减少
生产成本。
提高原料利用 率：通过改进 生产工艺和设 备，提高原料 利用率，减少
生产成本。
降低废水处理 成本：通过改 进废水处理工 艺和设备，降 低废水处理成 本，减少生产
成本。
开发新型尿素生产工艺
提高生产效率：采用先进的生产工艺，提高尿素的生产效率 降低能耗：采用节能技术，降低尿素的生产能耗 减少污染：采用环保技术，减少尿素的生产污染 提高产品质量：采用先进的生产工艺，提高尿素的产品质量
合成氨工业与尿素生产技术在其他领域的应用
农业领域：作为肥料，提高农作物产量 工业领域：作为原料，用于生产塑料、橡胶、涂料等 环保领域：用于污水处理，减少环境污染 医药领域：用于生产药物，如抗生素、维生素等 食品领域：用于食品添加剂，提高食品品质 军事领域：用于制造炸药，提高军事实力
THANKS
汇报人：
合成氨工业的生产工艺流程
原料准备：天然气、煤炭、 石油等
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氨气分离：通过冷凝、吸收 等方法将氨气从反应气体中
分离出来
添加标题
尿素包装：将干燥后的尿素 进行包装和运输
合成氨的历史
合成氨的历史利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了150年的时间。
1795年有人试图在常压下进行氨合成，后来又有人在50个大气压下试验，结果都失败了。
19世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向；提高温度会将反应移向相反的方向，然而温度过低又使反应速度过小；催化剂对反应将产生重要影响。
当时物理化学的权威、德国的能斯特就明确指出：氮和氢在高压条件下是能够合成氨的，并提供了一些实验数据。
法国化学家勒夏特列第一个试图进行高压合成氨的实验，但是由于氮氢混和气中混进了氧气，引起了爆炸，使他放弃了这一危险的实验。
氮气和氢气的混和气体可以在高温高压及催化剂的作用下合成氨。
但什么样的高温和高压条件为最佳？用什么样的催化剂为最好？在物理化学研究领域有很好基础的哈伯决心攻克这一令人生畏的难题。
哈伯首先进行一系列实验，他并不盲从权威，而是依靠实验来探索，终于证实了能斯特的计算是错误的。
哈伯以锲而不舍的精神，经过不断的实验和计算，终于在1909年取得了鼓舞人心的成果，这就是在600℃的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，能得到产率约为8％的合成氨。
8％的转化率当然会影响生产的经济效益，怎么办？哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来，这个工艺过程是可行的。
于是他成功地设计了原料气的循环工艺。
根据哈伯的工艺流程，德国当时最大的化工企业——巴登苯胺和纯碱制造公司，组织了以化工专家波施为首的工程技术人员将哈伯的设计付诸实施。
工程师们改进了哈伯所使用的催化剂，两年间，他们进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了含铅镁促进剂的铁催化剂。
开发适用的高压设备也是工艺的关键，当时能受得住200个大气压的低碳钢，却害怕氢气的脱碳腐蚀。
波施想了许多办法，最后决定在低碳钢的反应管子里加一层熟铁的衬里，熟铁虽没有强度，却不怕氢气的腐蚀，这样总算解决了难题。
合成氨
要实现合成氨的工业化生产，要尽可能加快反应 速率和提高产物产率，所以必须从反应限度和反 应速率两个方面选择合成氨的反应条件
化学反应的 方向 合成氨反应 能否自发进 行 怎样能促使 化学平衡向 合成氨方向 移动
化学反应的 限度
化学反应的 速率
怎样能提 高合成氨 反应速率
适 宜 的 合 成 氨 条 件
工 艺 流 程
2.合成氨反应的限度和平衡转化率：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
在298K时，△H
＝-92.4kJ/mol
△S ＝-198.4J/（K· mol）
1）.根据正反应的焓变和熵变分析298K下合成氨反 应能否自发进行
△H－T· △S ＝－33.34kJ/mol 在298K时，反应可以自发进行
N2+3H2
2NH3(放热反应)
2)、温度怎么选择？
①因为正反应方向是放热的反应，所以降低温度有利 于提高平衡混合物中氨的含量。 ②可是温度越低，反应速率越小，达到平衡所需要的时 间越长，因而单位时间内产量低，因此温度也不宜太低。
③催化剂要在一定温度下效果最好。 实际生产中温度一般选择在700K （主要考虑催化剂 的活性）左右。
适宜条件: 温度: 700K (速率较快,转化率适中催化剂活性最大) 压强: 2×10 ～5×10 Pa（ 20MPa---50MPa ） (有利于氨的合成,对动力、材料强度、 设备制造要求适中) 催化剂：铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂) 使反应物在较低温度下较快的进行反应。 浓度：将生成的氨及时从混合气中分离出来， 且向循环气中不断补充 N2、H2（1:2.8)。
2）.利用化学平衡的知识分析什么条件有利于氨的 合成 降低温度、增大压强有利于化学平衡向生产氨的 方向移动
合成氨工业史话
合成氨工业史话
合成氨，又称氨气或氨水，是一种重要的化工产品，它的应用领域非常广泛，涉及到肥料、制药、农业、皮革制造、食品工业、纺织工业等行业。
合成氨的历史，自柯布西耶（Cobbe）于1828年首次制造氨以来，已经有190多年的历史了。
柯布西耶（Cobbe）1828年首次制造出合成氨，但当时还不成熟。
一些直接过氧化过程只能制备高浓度氨，但这类氨的反应速度很慢，所以当时并不能实用。
1903年，英国科学家威廉莱斯特（William Lister）发明了可以获得低浓度氨的工艺异烷烃过氧化，这才使得合成氨的发展迅速提升。
1913年，菲利普波顿（Philip Bolton）提出了氨及其衍生物精制工艺，它成为合成氨产业的标准工艺。
随着社会发展以及经济全球化，全球合成氨产业在过去的几十年里取得了显著发展，全球合成氨总产量从1985年的20亿多吨增长到2013年的190亿多吨，其全球市场份额也从1985年的5.4%增加到2013年的13.6%。
随着世界各地政府给予合成氨产业的支持，目前全球合成氨市场发展速度非常快，全球合成氨总产量远远超过210亿多吨。
今天，合成氨工业发展已经超过了以往几十年，合成氨产业的生产及使用对全球经济发展影响甚大，合成氨业务被认为是一个价值高达数百亿美元的全球行业。
合成氨产业的发展给人们生活创造出更多的便利，但同时也伴随着各种环境问题的产生，因此，国家和区域的监管界定也在不断发展，为社会健康发挥了很大的作用。
总之，从柯布西耶（Cobbe）首次制造氨到当今的强劲发展，合成氨的发展给人们的生活带来了福祉，推动了经济和工业发展，给世界经济带来了无限可能。
合成氨相关知识点
合成氨相关知识点合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化工、医药等领域。
它是一种无色气体，具有刺激性气味，可以作为氮肥、制冷剂、合成其他化学品的原料等。
本文将从合成氨的历史、制备方法、应用领域等方面介绍合成氨的相关知识点。
一、合成氨的历史合成氨的历史可以追溯到19世纪。
当时，德国化学家弗里德里希·维勒发现了一种将氮气与氢气反应得到氨的方法，这被认为是合成氨的首次成功制备。
随后，格哈特·诺贝尔等科学家在维勒的基础上进行了进一步研究，发展出了工业化生产合成氨的方法。
二、合成氨的制备方法合成氨的主要制备方法有哈柏-博斯曼法和奥斯特瓦尔德法。
哈柏-博斯曼法是最早使用的工业化合成氨方法，它是通过高温高压下将氮气和氢气催化反应得到氨。
奥斯特瓦尔德法则是一种更为高效的制备合成氨的方法，它是在铁铑催化剂的作用下，将氮气和氢气在适当温度和压力下反应生成氨。
三、合成氨的应用领域1. 农业领域：合成氨是一种重要的氮肥原料。
它可以与其他元素结合，制成氮肥产品，为植物提供充足的氮源，促进植物生长。
合成氨还可以直接用于土壤改良，提高土壤肥力。
2. 化工领域：合成氨是合成其他化学品的重要原料。
例如，合成氨可以与甲醇反应生成甲醇胺，用于制造涂料、纤维、塑料等产品。
此外，合成氨还可以用于制造硝酸、尿素等化学品。
3. 医药领域：合成氨可以作为一种药物原料，用于制造抗生素、维生素等药物。
合成氨还可以用于制造化妆品、洗涤剂等日用品。
4. 制冷领域：合成氨具有良好的制冷性能，可以用作制冷剂。
它被广泛应用于冰箱、空调等制冷设备中。
四、合成氨的环境影响合成氨的生产和应用过程中会产生一定的环境影响。
首先，合成氨的制备过程需要消耗大量的能源，导致二氧化碳等温室气体的排放增加。
其次，合成氨的使用过程中，如果没有正确处理和储存，可能会对土壤和水体造成污染。
因此，合成氨的生产和应用需要严格控制和管理，以减少环境影响。
合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化工、医药等领域。
工业合成氨发展史
氨是一种制造化肥和工业用途众多的基本化工原料。
随着农业发展和军工生产的需要，20世纪初先后开发并实现了氨的工业生产。
从氰化法演变到合成氨法以后，近30年来，原料不断改变，余热逐渐利用，单系列装置迅速扩大，推动了化学工业有关部门的发展以及化学工程进一步形成，也带动了燃料化工中新的能源和资源的开发。
早期氰化法1898年，德国 A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨：Ca(CN)2＋3H2O─→2NH3＋CaCO31905年，德国氮肥公司建成世界上第一座生产氰氨化钙的工厂，这种制氨方法称为氰化法。
第一次世界大战期间，德国、美国主要采用该法生产氨，满足了军工生产的需要。
氰化法固定每吨氮的总能耗为153GJ，由于成本过高，到30年代被淘汰。
合成氨法利用氮气与氢气直接合成氨的工业生产曾是一个较难的课题。
合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。
直至1909年，德国物理化学家F.哈伯用锇催化剂将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨，并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。
但是，在高压、高温及催化剂存在的条件下，氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。
为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。
这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。
由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。
该公司在德国化学家A.米塔斯提议下，于1912年用2500种不同的催化剂进行了6500次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。
而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿命仅有80h以及合成氨用氮氢混合气的制造方法，都被该公司的工程师 C.博施所解决。
此时，德国国王威廉二世准备发动战争，急需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡建成世界上第一座日产30t合成氨的装置，1913年9月9日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。
合成氨工业
武汉市第十一中学2010-2011学年度研究性学习制作者：蔡洋、陈西子、郑哲、郑晴、周慧敏高二（12）班合成氨工业是基本无机化工之一。
氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。
从氨可加工成硝酸，现代化学工业中，常将硝酸生产归属于合成氨工业范畴。
合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作火炸药工业的原料，为战争服务;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。
随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。
50年代后氨的原料构成发生重大变化，近30年来合成氨工业发展很快。
二、合成氨工业的历史1918年诺贝尔化学奖获得者哈伯与合成氨工业哈伯(FritzHaber)，德国化学家。
1868年12月9日生于德国的布劳斯雷。
哈伯先后在柏林大学和海德堡大学学习。
1891年他在夏洛顿堡高等工业学院获得博士学位。
此后，进人瑞士苏黎世的埃德格内西高等工业学院，在德国化学家尤奇的指导下，成为化学工程专业博士后研究生。
毕业后任耶纳大学诺尔教授的助教，后又转人卡尔斯鲁厄高等工业学院任教。
1896年，他任巴登大学讲师。
1902年德国本生学会派哈伯到美国做访问学者。
1905年哈伯在慕尼黑出版了《工业气体反应热力学》一书。
书中阐述了他对氮、氢合成反应平衡关系的研究。
哈伯经过不断探索和不懈努力，从常温常压到高温高压，从火花下反应到使用不同催化剂。
最后，在200个大气压和温度在500-600℃时，氢、氮反应得到6%以上的氨。
1909年7月，哈伯成功地建立了每小时能产生80克氨的实验装置。
哈伯为合成氨工业奠定了基础。
德国巴登苯胺和苏打公司由此看到了合成氨的工业化发展前景，投人巨资，聘请化学工程专家波施从事工业化设计。
耗时5年，终于找到了合适的催化剂，并设计出能长期使用和可操作的简便合成氨装置。
1910年该公司建起了世界第一座合成氨试验厂。
1913年建立了年产7000吨规模的合成氨厂。
1914年第一次世界大战开始，在战争期间该厂为德国提供了世界少有的氮化合物，以生产炸药和化肥。
工业合成氨
• 环保政策的实施对工业合成氨产业的结构调整和转型升
级具有积极推动作用
05
工业合成氨的技术创新与发展趋势
工业合成氨的技术创新方向
提高工业合成氨的环保性能
• 采用环保性能较好的生产工艺，降低环境污染
• 采用先进的污染治理技术，降低污染物排放
提高工业合成氨的生产效率
• 优化生产工艺，降低能源消耗，提高设备性能
需求将继续保持增长
• 机遇主要来自技术创新、市场需求等方面的推动
• 工业合成氨产业将通过技术创新、结构调整等措施，提
高产业竞争力
CREATE TOGETHER
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
DOCS
20世纪后期，工业合
成氨产业在全球范围内
得到了快速发展
• 通过高温、高压条件下的氮气与
• 工业合成氨成为当时化学工业的
• 新建的生产装置不断涌现，产能
大
• 这一发明为工业合成氨的大规模
• 随着技术的不断进步，工业合成
• 工业合成氨的生产技术不断创新，
生产奠定了基础
氨的生产成本逐渐降低
工业合成氨产业面临一定的挑战和机遇
• 挑战主要来自环境保护、能源消耗等方面的压力
• 机遇主要来自技术创新、市场需求等方面的推动
⌛️
02
工业合成氨的生产方法及原料
工业合成氨的主要生产方法
传统的工业合成氨生产方法
改进的工业合成氨生产方法
• 采用哈伯-博施工艺，通过高温、高压条件下的氮气与氢
• 采用甲醇制氨、天然气制氨等工艺，降低生产过程中的
• 反应器是工业合成氨生产的核心设备，用于氮气与氢气的反应
过程
合成氨简介
合成氨简介合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，为一种基本无机化工流程。
现代化学工业中，氨是化肥工业和基本
有机化工的主要原料。
合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作火炸药工业的原料，为战争服务，第一次世界大战结束后，转向为农业、工业服务。
随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。
[1] 1、发现过程
德国化学家哈伯(F.Haber，1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气
直接合成氨。
于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6上。
这是工业普遍采用的直接合成法。
反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。
[3]
合成氨反应式如下：
(该反应为可逆反应，等号上反应条件为：“高温高压”，下为：“催化剂”)[3]
2、催化机理
热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。
当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。
合成氨反应的机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。
接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。
上述反应途径可简单地表示为：
xFe+N2→FexN
FexN+[H]吸→FexNH
FexNH+[H]吸→FexNH2。
文档：氨的合成历史【全国一等奖】
氨的合成历史利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了150年的时间。
1795年有人试图在常压下进行氨合成，后来又有人在50个大气压下试验，结果都失败了。
19世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向；提高温度会将反应移向相反的方向，然而温度过低又使反应速度过小；催化剂对反应将产生重要影响。
一、石灰氮法1898年德国化学家弗兰克(A. Frank 1834一1916)和卡罗( N. Caro,1834一1910)偶然发现碳化钙在氮气中加热时生成氰氨基化钙:CaC2+N2→CaCN2+C这是一个放热反应，反应开始后就不用供给热量。
由于生成的产物中含有副产物粉末状炭黑，故为黑色固体，并称这一混合物为石灰氮，将它粉碎即可用作肥料，它在土壤中逐渐水解放出氨:CaCN2+3H2O===2NH3↑+CaCO3石灰氮与过热水蒸气作用时即产生氨。
德国在1905年建成第一套石灰氮工厂，但在第一次世界大战期间，主要把生成的氨制成硝酸作为制炸药的原料。
我国在1950年一1960年曾在吉林等地大规模生产石灰氮。
但这种方法中所用的碳化钙要耗用大量电能，因此和此后的哈伯一博施法相比，在经济上差距很大，现已多半停产。
二、氨的直接合成法最早从物理化学立场思考由氮气和氢气直接合成氨反应的是1909年诺贝尔化学奖得主奥斯特瓦尔德，他用了19世纪最后的10年时间研究了催化剂在氢、氮和氨体系中的作用，结果认为已经找到合成氨的方法。
于1900年把取得的成果交给德国巴登苯胺纯碱公司( BASF)，要价1万马克。
公司随即把这一项目交给刚来的26岁的博施去做重复实验。
进入20世纪以后又有一位德国物理化学家能斯特( W. H Nernst,1860一1941)指出：氮和氢在高压条件下是能够合成氨的，并提供了一些实验数据。
他在1906年根据自己阐明和命名的热原理计算了氮、氢和氨体系的化学平衡值，此后又在格列姆(Rudesheimer)公司支持下测定了它们在30大气压-75大气压及700℃一1 000℃状态下的平衡值，这时氨的最大体积分数为% (685℃,50大气压)。
合成氨的发展历程是怎样的
合成氨的发展历程是怎样的在探索合成氨崎岖的道路上，它不仅使两位杰出的化学家勒夏特列和能斯特折戟蒙羞，而且使一位对人类社会发展作出巨大贡献，并因此获得诺贝尔化学奖的哈伯堕落成为助纣为虐与人民为敌的可耻下场。
后来人们把合成氨称为化学发展史上的“水门事件”。
1900年，法国化学家勒夏特列在研究平衡移动的基础上通过理论计算，认为N2和H2在高压下可以直接化合生成氨，接着，他用实验来验证，但在实验过程中发生了爆炸。
他没有调查事故发生的原因，而是觉得这个实验有危险，于是放弃了这项研究工作，他的合成氨实验就这样夭折了。
后来才查明实验失败的原因，是他所用混合气体中含有O2，在实验过程中H2和O2发生了爆炸的反应。
稍后，德国化学家能斯特通过理论计算，认为合成氨是不能进行的。
因此人工合成氨的研究又惨遭厄运。
后来才发现，他在计算时误用一个热力学数据，以致得到错误的结论。
在合成氨研究屡屡受挫的情况下，哈伯知难而进，对合成氨进行全面系统的研究和实验，终于在1908年7月在实验室用N2和H2在600℃、200个大气压下合成氨，产率仅有2%，却也是一项重大突破。
当哈伯的工艺流程展示之后，立即引起了早有用战争吞并欧洲称霸世界野心的德国军政要员的高度重视，为了利用哈伯，德国皇帝也屈尊下驾请哈伯出任德国威廉研究所所长之职。
而恶魔需要正好迎合了哈伯想成百万富翁的贪婪心理。
从1911年到1913年短短的两年内，哈伯不仅提高了合成氨的产率，而且合成了1000吨液氨，并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT。
到1913年的第一次世界大战时，哈伯已为德国建成了无数个大大小小的合成氨工厂，为侵略者制造了数百万吨炸药，因而导致并蔓延了这场殃祸全球的世界大战。
这就是第一次世界大战德国为什么能够坚持这么久的不解之谜谜底。
当事实真相大白于天下时，哈伯爱到了世界各国科学家的猛烈抨击，尤其当他获得1918年诺贝尔化学奖时，更激起世界人民的愤怒。
人工合成氨实验的成功令人欢欣鼓舞，它对工业、农业生产和国际科技的重大意义是不言而喻的，但对三位杰出的科学家而言则是黑色的“水门事件”。
合成氨的成长历程及煤合成氨原理
合成氨的发展历程及煤合成氨原理一、合成氨的历程1.怎样固氮——问题浮出水面氨（Amonia），分子式NH3，1754 年由英国化学家普里斯特利（J.Joseph Priestley）加热氯化铵和石灰石时发现。
1784 年，法国化学家贝托雷（C.L.Berthollet）确定了氨是由氮和氢组成的。
从那以后很长一段时间，氨的主要来源是氮化物，而氮化物的主要来源是自然界中的硝石矿产。
19 世纪以来，人类步入了现代化的历程。
随着农业的发展，氮肥的需求量在不断提高；同时随着工业的突飞猛进，炸药的需求量也在迅速增长。
1809 年，在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地；但是面对人类不断膨胀的需求，自然界的生物和矿产资源毕竟有限。
然而全世界无论何处，大气的五分之四都是氮，如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转化为化合物的形式，那么，氮是取之不尽、用之不竭的。
因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式，成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题，而合成氨，作为固氮的一种重要形式，也变成了19 至20 世纪化学家们所面临的突出问题之一。
2.历经磨难，终成正果——从实验室到工业生产在合成氨研究屡屡受挫的情况下，德国物理化学家F·哈伯（Fritz Haber）知难而进，对合成氨进行了全面系统的研究和实验，决心攻克这一令人生畏的难题。
1912 年在德国奥堡（Oppau）建成世界上第一座日产30t合成氨的装置，1913 年9 月9 日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。
一百多年来无数科学家们合成氨的设想，终于得以实现。
合成氨历经磨难，终于从实验室走向了工业化，它成了工业上实现高压催化反应的一座里程碑。
由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931 年度诺贝尔化学奖金。
3.艰难的探索N2+3H2=2NH3氨的合成反应式：N2+3H2=2NH3合成氨的化学原理，写出来，不过这样一个方程式；但就是这样一个简单的化学方程式，从实验室研究到最终成功、实现工业生产，却经历了约150 年的艰难探索。
我国合成氨工业进展评述
参考内容
引言
引言
合成氨工业是人类社会的重要支柱产业之一，其发展状况直接影响着全球的 工业、农业和医疗等领域。本次演示将围绕合成氨工业的发展现状及重要性展开 讨论，旨在让读者了解该行业的发展动态及其对人类社会的贡献。
关键词介绍
关键词介绍
1、合成氨：合成氨是指将氮气和氢气在高温高压条件下合成为氨气的过程。 该工艺的发展经历了多个阶段，目前已经实现了高效、节能和环保的生产方式。
一、背景介绍
一、背景介绍
合成氨工业的发展历史可以追溯到20世纪初，当时我国开始从西方引进合成 氨技术。随着时间的推移，我国合成氨工业逐渐发展壮大，成为全球最大的合成 氨生产国。目前，我国合成氨行业正处于由传统高能耗、高污染生产向绿色、低 碳、智能化生产转型的关键时期，未来发展趋势将更加注重环保、能效和可持续 发展。
关键词介绍
2、生产工艺：合成氨的生产工艺主要包括天然气制氢、氮气氢气合成、氨分 离和氨合成四个步骤。随着技术的不断进步，生产工艺也在不断优化，以提高产 量和降低能耗。
关键词介绍
3、产量和应用领域：合成氨的产量和应用领域非常广泛，主要用于农业生产、 化工制造、医疗和军事等领域。同时，它也是许多重要化学品的主要原料，如尿 素、硝酸等。
六、结论
六、结论
我国合成氨工业在近年来取得了显著进展，无论是生产技术、产量还是产品 质量都得到了提升。然而，面对未来发展的挑战和需求，我国合成氨工业还需在 技术研发、市场拓展和环保等方面继续努力。通过政策支持、产业升级和绿色转 型等措施的实施，我国合成氨工业有望实现更高水平的发展和更加可持续的未来。
二、研究现状
1.新技术的应用
1.新技术的应用
近年来，我国合成氨工业不断加强科技创新，积极推广应用新技术，如采用 先进的新型催化剂、优化生产工艺、提高设备运行效率等手段，大大提高了合成 氨的生产效率和产品质量。此外，信息技术、自动化技术在合成氨生产中也得到 了广泛应用，进一步提高了生产效率和降低了能耗。
我国合成氨工业的发展历史及现状ppt
谢
11
谢！
11
中国合成氨产量发展概况
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 产量
市场供需情况分析及预测
中国作为农业大国，也是化肥生产大国，合成氨生产大国。最近十 多年来中国合成氨生产能力大幅增长，2002年中国合成氨总生产能力约 4500×10。t／a，实际产量3654×10。t／a，能力和产量已居世界第一 位。国内氮肥消费量经过了近20年的高速增长，目前已进入平稳发展阶 段，根据国家“十五”化肥发展规划，预计2000～2010年中国化肥需求 增长率约为1．5 %，化肥用氨稍有增长，而工业用氨变化不大。目前中 国合成氨生产基本上已满足氮肥工业的需要，今后氮肥工业的发展重点 是调整产品结构，对合成氨的需求将缓慢成长。
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合成氨的发现
• 1 900年法国化学家勒夏特利(Henri Le ChateLier，1 850~1 936)最先 研究氢气和氮气在高压下直接合成氨的反应。很可惜，由于他所用的 氢气和氮气的混合物中混进了空气，在实验过程中发生了爆炸。在没 有查明发生事故的原因的情况下，就放弃了这项实验。 91.5% 89.9% • 德国化学家W· 能斯特(Nernst，1864～1 941)，对于研究具有重大 工艺价值的气体反应有兴趣，研究了氮、氢、氨的气体反应体系，但 是由于他在计算时，用了一个错误的热力学数据，以致得出不正确的 理论，因而认为研究这一反应没有前途，把研究停止了。 • 德国的物理学家、化工专家F．哈伯(Haber，1868,---1934)和他的 学生仍然坚持系统的研究，起初他们想在常温下使氮和氢反应，但没 有氨气产生。又在氮、氢混合气中通以电火花，只生成了极少量的氨 气，而且耗电量很大。后来才把注意力集中在高压这个问题上，他们 认为高压是最有可能实现合成反应的。如果在高压下将反应进行循环 加工，同时还要不断地分离出生成的氨气，势必需要很有效的催化剂 。
合成氨发展史及未来的发展方向
合成氨发展史及未来的发展方向合成氨发展史及未来的发展方向各位同事工友们,下午好：我今天演讲的题目是“合成氨发展史及未来的发展方向”,是一种科普性质的讲义，作为一个搞氨合成的专业技术人员来说，知道合成氨的发展历史和未来的发展方向，对把握我们公司的发展和了解我们的现状,很有必要和意义。
一、为什么叫合成氨我们把氨叫做合成氨,为什么在氨的前面加了“合成”两个字，我们知道氨的分子式是NH3,由于氨的不活泼性,使得人们直到19世纪晚期仍然普遍认为将氮与氨直接合成氨是不可能的，20世纪初,虽然有人借助催化剂的作用合成了氨，但仍然认为无法工业化,因为确实遇到了诸如可供实际工业使用的催化剂难以找到、高温高压能够抵抗氢腐蚀的材料无法解决等问题,可以认为合成氨的技术开发历程阻力重重，举步维艰，经过千万次的不懈努力，才使得世界上第一座工业规模的氨系统于1913年在德国建成投产。
从此开创了氮肥工业的新纪元.为了纪念氨开发的艰难，特在氨前面加“合成”两个字.二、合成氨在国民经济中的地位和作用1、用氨制造氮肥。
我们知道土壤所缺的养份主要是氮磷、钾.从解放前直至改革开放初期，中国的粮食产量一直不能自给自足，主要原因是中国几乎所有的土壤都需补氮。
由于合成氨工业不能满足农业施肥的需要，土壤补氮不足，农作物只能在低产水平上徘徊（300斤过黄河，400斤跨长江），为了满足粮食生产的需要，我国一直把发展化肥工业作为整个化学工业的首要任务，中国要以全世界7％的耕地来养活全世界22%的人口。
经过60多年的发展，我国合成氨制造和氮肥产量已居世界首位，合成氨作为制造氮肥的主要原料，为粮食增产、农民增收、社会稳定立下了汗马功劳。
2、氨的工业用途氨是氮的一种固定形式，除少数场合直接使用外，更主要的是使用其中的氮与其他物质化合而成各种不同的含氮化合物，然后再用于各工业领域。
虽然氮分子只由两个氮原子组成，但是氮原子可以形成三个键，如果这三个键都与氢原子相联，就形成了氨（NH3）,将氨的氢原子以各种不同的化学物质取代,就会的到不同的衍生物。
工业合成氨的方程式
工业合成氨的方程式一、引言氨是一种重要的化学品，广泛应用于农业、医药、化工等领域。
在农业中，氨是制造化肥的主要原料之一；在医药中，氨被用作制造药物的原材料；在化工中，氨被用作合成其他化学品的原料。
工业合成氨对于人类社会的发展具有重要意义。
二、工业合成氨的历史19世纪末期，德国化学家弗里德里希·维勒发明了一种利用高压和高温条件下将氮和氢反应生成氨的方法。
这种方法被称为“哈伯-卡尔斯顿过程”，也被称为“工业合成氨”。
三、哈伯-卡尔斯顿过程1. 反应方程式N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)2. 过程描述哈伯-卡尔斯顿过程是利用高压和高温条件下将大气中的氮和水制成合成氨。
在催化剂铁素石墨（Fe3O4）和铝酸钾（KAlO2）存在下，将空气通过电弧放电器进行电解分解，得到氮气和氧气。
将氮气和水在高温（400-500°C）和高压（100-300 atm）的条件下经过催化反应生成合成氨。
反应过程中，铁素石墨起到了催化剂的作用，而铝酸钾则起到了稳定温度的作用。
3. 反应机理哈伯-卡尔斯顿过程是一个复杂的催化反应。
在反应过程中，铁素石墨表面上的铁原子被还原成亚铁离子，并与吸附在表面上的氢原子形成亚铁-氢络合物。
随着反应的进行，亚铁-氢络合物逐渐转化为亚铁-氮络合物，并释放出一些热量。
在高温高压下，亚铁-氮络合物分解为NH3和Fe3O4。
四、工业合成氨的影响1. 农业工业合成氨是制造化肥的主要原料之一。
通过将工业合成氨与其他化学品混合制成肥料，可以提高农作物产量并改善土壤质量。
2. 医药工业合成氨是制造药物的重要原料之一。
氨是制造抗生素、镇痛剂和其他药物的原材料。
3. 化工工业合成氨也被用作合成其他化学品的原料。
氨可以用于制造硝酸、硫酸和其他化学品。
五、结论工业合成氨是一种重要的化学反应，对于人类社会的发展具有重要意义。
哈伯-卡尔斯顿过程是一种高效的工业合成氨方法，已经广泛应用于农业、医药和化工等领域。
合成氨的发展历程及煤合成氨原理
合成氨的发展历程及煤合成氨原理一、合成氨的历程1.怎样固氮——问题浮出水面氨（Amonia），分子式NH3，1754 年由英国化学家普里斯特利（J.Joseph Priestley）加热氯化铵和石灰石时发现。
1784 年，法国化学家贝托雷（C.L.Berthollet）确定了氨是由氮和氢组成的。
从那以后很长一段时间，氨的主要来源是氮化物，而氮化物的主要来源是自然界中的硝石矿产。
19 世纪以来，人类步入了现代化的历程。
随着农业的发展，氮肥的需求量在不断提高；同时随着工业的突飞猛进，炸药的需求量也在迅速增长。
1809 年，在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地；但是面对人类不断膨胀的需求，自然界的生物和矿产资源毕竟有限。
然而全世界无论何处，大气的五分之四都是氮，如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转化为化合物的形式，那么，氮是取之不尽、用之不竭的。
因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式，成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题，而合成氨，作为固氮的一种重要形式，也变成了19 至20 世纪化学家们所面临的突出问题之一。
2.历经磨难，终成正果——从实验室到工业生产在合成氨研究屡屡受挫的情况下，德国物理化学家F·哈伯（Fritz Haber）知难而进，对合成氨进行了全面系统的研究和实验，决心攻克这一令人生畏的难题。
1912 年在德国奥堡（Oppau）建成世界上第一座日产30t合成氨的装置，1913 年9 月9 日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。
一百多年来无数科学家们合成氨的设想，终于得以实现。
合成氨历经磨难，终于从实验室走向了工业化，它成了工业上实现高压催化反应的一座里程碑。
由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931 年度诺贝尔化学奖金。
3.艰难的探索N2+3H2=2NH3氨的合成反应式：N2+3H2=2NH3合成氨的化学原理，写出来，不过这样一个方程式；但就是这样一个简单的化学方程式，从实验室研究到最终成功、实现工业生产，却经历了约150 年的艰难探索。
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合成氨工业发展史
一、人口增加与粮食需求
农业出现在12000年以前，是人类企图用增加食物供给来增强自己生存的开始。
那时的人口约1500万。
在2000 年前，由于农业的发展使人口增加到2.5亿。
到1650年，人口又增长一倍，达到5亿。
然后，到1850年世界人口就翻了一番，高达10亿，这段历程仅仅花了200 年时间。
80 年后的1930年，人口超过了20亿。
这种增长速度还未减缓，到1985年地球上供养的人数已达50亿。
如果每年以1985年人口的2％水平继续增长下去的话，到2020年的世界人口将是100亿左右。
因此限制人口的增长势在必行。
目前，人口自然增长率在世界范围内正开始下降，据美国华盛顿人口局（1997年）：2000年全球人口将由目前的58 亿增至61 亿，2025 年将达68 亿。
人口局称，人口增长最快的是全球最贫困的国家。
1996 年全球58 亿人中发展中国家的人口占了47 亿，占全球人口总增长率的98％。
中国人口增长的形势也不容乐观。
根据国家统计局的统计，中国人口已于1995年2 月15 日达到12亿。
据预测，到2000 年中国人口将突破13.5亿。
显然，人类将面临日益严重的问题是给自己提供充足的食物和营养，以及从根本上限制人口增长。
估计，到20 世纪末，严重营养不良的人数将达6.5 亿。
解决问题的出路，必然需要科学的帮助，化学看来是最重要的学科之一。
它之所以重要，首先是因为它能增加食物供给，其次它能给那些有意限制人口增长的人提供可靠的帮助。
在历史上，化学曾在扩大世界粮食供应过程中起过关键作用。
这就是合成氨的发明和现代农药的使用，以及它们的工业化。
二、合成氨工业发展史
20 世纪初化学家们所面临的突出问题之一，是如何为大规模利用大气中氮找到一种实用的途径。
氮化合物是肥料和炸药所必不可少的。
但在当时，这种化合物的质量最优和最大来源是智利硝石。
但智利地处南美而且远离世界工业中心；可是全世界无论何处，大气的五分之四都是氮。
如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转化为化合物的形式，那么，氮是取之不尽、用之不竭的。
利用氮气与氢气直接合成氨的工业生产曾是一个较难的课题。
合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。
直至1909年，德国物理化学家F ·哈伯（Fritz Haber，1868—1934）用锇催化剂将氮气与氢气在17.5MPa～20MPa和500℃～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨，并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。
但是，在高压、高温及催化剂存在的条件下，氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。
为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。
这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。
由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。
该公司在德国化学家A ·米塔斯提议下，于1912 年用2500 种不同的催化剂进行了6500 次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。
而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿命仅有80h 以及合成氨用氮氢混合气的制造方法，都被该以司的工程师 C ·博施（Carl Bosch，1874—1940）所解决。
此时，德国皇帝威廉二世准备发动战争，急需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡建成世界上第一座日产30t合成氨的装置，1913年9月9 日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。
人们称这种合成氨法为哈伯-博施法，它标志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。
由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931年度诺贝尔化学奖金。
其他国家根据德国发表的论文也进行了研究，并在哈伯-博施法的基础上作了一些改进，先后开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法（表18－1）。
表18-1 氨合成方法
名称合成压力（MPa ）年份开发国家哈伯-博施法20.3 1913 德国
克劳德法101.3 1917 法国
卡塞莱法70.9 ～81.1 1920 意大利
佛瑟法30.4 1921 意大利
蒙特·塞尼斯-伍德法10.1～15.2 1921 德国
氮气工程公司法30.4 1921 美国到30 年代初合成氨成为广泛采用的制氨方法（表18-2）。
70年代以来，合成氨的生产不仅促进了如高压、低温、原料气制造、气体净化、特殊金属冶炼以及催化剂研制等方面的发展，还对一些化学合成工业，如尿素、甲醇和高级醇、石油加氢精制、高压聚合等起了巨大的推动作用。
表18-2 1931—1932 年度世界氨产量（以N 计）
来源产量（kt ）比例（%）
煤气副产氨水472 15.3
氰化法10 0.3
合成氨法2609 84.4
1.原料构成改变
自从合成氨工业化后，原料构成经历了重大的变化。
①煤造气时期第一次世界大战结束，很多国家建立了合成氨厂，开始以焦炭为原料。
20 年代，随着钢铁工业的兴起，出现了用焦炉气深冷分离制氢的方法。
焦炭、焦炉气都是煤的加工产物。
为了扩大原料来源，曾对煤的直接气化进行了研究。
1926年，德国法本公司采用温克勒炉气化褐煤成功。
第二次世界大战结束，以焦炭、煤为原料生产的氨约占一半以上。
②烃类燃料造气时期早在20—30 年代，甲烷蒸汽转化制氢已研究成功。
50 年代，天然气、石油资源得到大量开采，由于以甲烷为主要组分的天然气便于输送，适于加压操作，能降低氨厂投资和制氨成本，在性能较好的转化催化剂、耐高温的合金钢管相继出现后，以天然气为原料的制氨方法得到广泛应用。
接着抗积炭的石脑油蒸汽转化催化剂研制成功，缺乏天然气的国家采用了石脑油为原料。
60 年代以后，又开发了重质油部分氧化法制氢。
到1965年，焦、煤在世界合成氨原料中的比例仅占5.8％。
从此，合成氨工业的原料构成由固体燃料转向以气、液态烃类燃料为主的时期。
2.装置大型化
由于高压设备尺寸的限制，50 年代以前，最大的氨合成塔能力不超过日产200t氨，60 年代初不超过日产400t 氨。
随着由汽轮机驱动的大型、高压离心式压缩机研制成功，为合成氨装置大型化提供了条件，大型合成氨厂的数目也逐年增多。
合成氨厂大型化通常指规模在日产540t 以上的单系列装置。
1963和1966年美国凯洛格公司先后建成世界上第一座日产540t和900t 氨的单系列装置，显示出大型装置具有投资省、成本低、占地少和劳动生产率高等显著优点。
从此，大型化成为合成氨工业的发展方向。
近20 多年来，新建装置大多为日产1000t～1500t 氨，1972 年建于日本千叶的日产1540t 氨厂是目前世界上已投入生产的最大单系列装置。
3.中国合成氨工业的发展
1949年前，全国仅在南京、大连有两家合成氨厂，在上海有一个以水电解法制氢为原料的小型合成氨车间，年生产能力共为46kt 氨。
中华人民共和国成立以后，合成氨的产量增长很快。
为了满足农业发展的迫切需要，除了恢复并扩建旧厂外，50 年代建成吉林、兰
州、太原、四川四个氨厂。
以后在试制成功高压往复式氮氢气压缩机和高压氨合成塔的基础上，于60 年代在云南、上海、衢州、广州等地先后建设了20 多座中型氨厂。
1983年、1984年产量分别为16770kt 和18373kt （不包括台湾省），仅次于前苏联占世界第二位。