合成氨的历史.pdfVIP

  1. 1、本文档共4页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

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。

哈伯的合成氨设想终于在1913年得以实现,一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。

合成氨生产方法的创立不仅开辟了获取固定氮的途径,更重要的是这一生产工艺的实现对整

个化学工艺的发展产生了重大的影响。鉴于合成氨工业生产的实现和它的研究对化学理论发

展的推动,1918年诺贝尔化学奖授予了德国化学家哈伯。

翻阅诺贝尔化学奖的记录,就能看到1916一1917年没有颁奖,因为这期间,欧洲正经历着

第一次世界大战,1918年颁了奖,化学奖授予德国化学家哈伯。这引起了科学家的议论,

英法等国的一些科学家公开地表示反对,他们认为,哈伯没有资格获得这一荣誉。这究竟是

为什么?随着农业的发展,对氮肥的需求量在迅速增长。在19世纪以前,农业上所需氮肥

的来源主要来自有机物的副产品,如粪类、种子饼及绿肥。

1809年在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地,并很快被开采。一方面由于这一

矿藏有限,另一方面,军事工业生产炸药也需要大量的硝石,因此解决氮肥来源必须另辟途

径。一些有远见的化学家指出:考虑到将来的粮食问题,为了使子孙后代免于饥饿,我们必

须寄希望于科学家能实现大气固氮。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,在20世纪初成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题。哈伯就是从事合成氨的

工艺条件试验和理论研究的化学家之一。

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

1

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。这实

际上就为合成氨的试验提供了理论指导。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。法国化学家勒夏特里第一个

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。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

文档评论(0)

150****5682 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档