无机合成化学 第二章 气体和溶剂.pptx

实验室潜在危害--化学性

-能量或物质与人体的不当接触

-火灾爆炸

-急慢性中毒

-腐蚀、刺激

-致癌

第二章气体和溶剂

—与实验室安全有关!

易燃氣體

FLAMMABLE

2

腐触性物質

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2.1气体和溶剂在合成中的作用

气体：

作为原料，如氢气，氧气等；

作为载气与保护气氛，如氮气，氩气等。作为燃料，如煤气，液化气等

溶剂：不仅仅是反应介质(“提供场所”)溶剂对化学反应的影响主要表现为溶剂效应。

溶剂效应：因溶剂而使化学反应速度和化学平律发生改变的效应。

煤气和液化气的区别

实际上它们是根本不同的两种气体。

煤气是用煤或焦炭等固体原料，经干馏或汽化制得。其主要成分有一氧化碳、甲烷和氢气等。煤气有毒，易于空气形成爆炸性混合物，使用时应高度注意。

液化石油气(液化气)是石油在提炼汽油、煤油、柴油、重油等油品过程中剩下的一种石油尾气，通过一定程序，加以回收利用，采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，液化气的名称即由此而来主要成分有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烷等，在气瓶内呈液态状，一旦流出会汽化成比原体积大约二百五十倍的可燃气体，并极易扩散，遇到明火就会燃烧或爆炸。使用液化气也要特别注意。3

2.2气体

1、气体的制备：合成化学不可或缺的用品

工业制备：钢瓶气体

空气分离装置(制氧机)

氧(深度冷冻法)、氮、氦、氖、氩、氪、氙

液氨、CO₂、Cl₂、H₂、SO2、H₂S有专门的工业生产方法

实验室制备：

启普(Kipp)发生器可用于制备H₂,H₂S,CO₂等

改进的启普发生器，专门的特殊装置

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●工业制备氮气

工业氮气的主要生产方法有空气分离法、变压吸附法、膜分离法和燃烧法等。(1)空分法制取的氮气纯度高，能耗低。

(2)变压吸附法制氮技术是采用5A碳分子

筛对空气中的组份进行选择性吸附，将氧、氮分离制取氮气，氮气产品压力高、能耗低，产品纯度能达到国家标准要求：工业氮≥98.5%,纯氮≥99.95%。

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●工业制备氨气

氨的制取方法主要采用直接合成法。

合成氨工艺流程是：在水煤气发生炉中往红

热的焦炭上吹入空气和水蒸气，先得到氮气、氢气混合气体。然后用洗涤热交换、凝缩二氧化碳和吸收二氧化碳等生产工序制备原料气体。精制的混合气体经过过滤器、冷却器氨分离器以及加热器送至合成反应器经分离器分离出液氨。

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●工业制备CO2

二氧化碳的制取方法主要有：生产石灰

副产二氧化碳，酿酒发酵过程副产二氧化碳，重油、焦炭等燃烧产生二氧化碳，合成氨工业副产品二氧化碳等。目前，合成氨工业的原料大都为燃气、炼厂气、焦炉气和煤，其主要成份都是由不同氢碳比的烃类和元素碳构成，在高温下与水蒸汽作用生成以氢气和一氧化碳为主体的合成气，一氧化碳经变换成为二氧化碳。二氧化碳的提纯方法有：吸收法、变压吸附法、吸附精馏法和膜分离法。

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●工业制备乙炔

乙炔的制取方法主要有电石水解法、

甲烷或烃类的高温燃烧裂解法和等离子体

裂解法。溶解乙炔生产充装工艺流程是：粗乙炔气发生后经过化学净化，去除硫、

磷等杂质，再经压缩和干燥，充装进入溶

解乙炔气瓶内

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根据乙炔的溶解特性，将乙炔气压缩

充入溶剂丙酮中，并被储存在充满多孔填料的钢瓶内。溶剂在钢瓶内被填料吸附用于溶解和释放乙炔，它的作用是增大钢瓶的有效容积和降低乙炔气的爆炸性能。整体硅酸钙多孔填料的作用是均匀地吸附丙酮和阻止乙炔分解爆炸的传播。

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●工业制备氩气

氩气是大气中含量最多的惰性气体，

其制取方法主要有空气分离法。在制氧工艺

中，将沸点为-185.9℃左右的馏分从液化分离器中分出即得液氩。

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●工业制备氯气：

工业上用的氯气主要制取方法是电解

饱和食盐水。

纯度较高的氯气由电解熔融氯化物制

备活泼金属时取得。

利用空气或氧气可催化有机合成工业

的副产品氯化氢，使之氧化而转化为氯气。

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●工业制备氢气

工业氢气的生产方法主要有：矿物燃

烧转化制氢、水电解制氢气、通过半水煤气法制得氢等。

目前，正在研究开发的制氢方法有：

电化学分解水制取氢气，光催化作用制取

氢气等。

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气体钢瓶

液化气钢瓶

液氨钢瓶

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制氧机(氧气呼吸机，

OxygenConcentrator

原理是利用空气分离技

术，使用分子筛，将空气

中的氮气吸去，余下的

氧气纯度达到95-99.6%。

家用制氧机

AIRIN

co

←N₂(78%)

-O2(21%)

-Ar(1%)

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2.气体的净化