[科普中國(guó)]-氨

化學(xué)性質(zhì)

和氧氣的反應(yīng)

燃燒氧化：

氨氣能在純凈的氧氣中燃燒，產(chǎn)物是空氣中的成分，不污染環(huán)境，因此有一定的利用前景：

氧化還原反應(yīng)：

氨的催化氧化是放熱反應(yīng)，產(chǎn)物是NO，是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的重要反應(yīng)，條件是催化劑高溫：

除此之外還可在下列反應(yīng)中呈現(xiàn)還原性：

和水的反應(yīng)

氨氣極容易溶于水，溶于水時(shí)和水反應(yīng)生成一水合氨，俗稱(chēng)氨水，市售氨水的濃度為25%到28%。氨水呈弱堿性，因?yàn)樵谒写嬖谶@樣的電離：

氨水使酚酞溶液變紅，使?jié)駶?rùn)的石蕊試紙變紅。

和金屬的反應(yīng)

NH3亦可與金屬離子如Ag、Cu等發(fā)生絡(luò)合，生成絡(luò)合物：

和酸的反應(yīng)

氨可以和酸反應(yīng)生成銨鹽，如：

氨與揮發(fā)性酸(硝酸、鹽酸)反應(yīng)冒白煙，可以用這些反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)氨氣的存在。

物理性質(zhì)（1）無(wú)色有刺激性氣味的氣體

氨對(duì)人體的眼、鼻、喉等有刺激作用，吸入大量氨氣能造成短時(shí)間鼻塞，并造成窒息感，眼部接觸易造成流淚，接觸時(shí)應(yīng)小心。如果不慎接觸過(guò)多的氨而出現(xiàn)病癥，要及時(shí)吸入新鮮空氣和水，并用大量水沖洗眼睛。

（2）密度比空氣小

氨氣的密度為0.771g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

（3）沸點(diǎn)較低

氨極易液化，在常壓下冷卻至-33.5℃或在常溫下加壓至700KPa至800KPa，氣態(tài)氨就液化成無(wú)色液體，同時(shí)放出大量的熱。液態(tài)氨汽化時(shí)要吸收大量的熱，使周?chē)镔|(zhì)的溫度急劇下降，所以氨常作為制冷劑。以前一些老式冰棍就是利用氨氣制作的

（4）易溶于水

氨極易溶于水，在常溫、常壓下，1體積水能溶解約700體積的氨。

氨的噴泉實(shí)驗(yàn)

將250ml的燒瓶里充滿(mǎn)氨氣，倒置于酚酞溶液水槽中，會(huì)看到紅色噴泉現(xiàn)象。

主要用途氨的主要用途是氮肥、制冷劑、化工原料。

無(wú)機(jī)方面主要用于制氨水、液氨、氮肥（尿素、碳銨等）、硝酸、銨鹽、純堿。

有機(jī)方面廣泛應(yīng)用于合成纖維、塑料、染料、尿素等。

主要制法合成氨的工藝分類(lèi)：低壓法、中壓法、高壓法。

幾種合成氨的工藝流程：

美國(guó) KBR 工藝1

KBR 工藝一般多用在以天然氣為原料的大型合成氨裝置中，目前也在煤化工中被廣泛應(yīng)用，采用臥式徑向流氨合成塔內(nèi)件，組合氨冷系統(tǒng)制冷。

凈化裝置出口的氫氣與來(lái)自空分獲得的高純度氮?dú)獍茨柋?：1進(jìn)行混合，混合后的合成氣在合成氣壓縮機(jī)內(nèi)壓縮到15.5MPa，進(jìn)料與產(chǎn)物進(jìn)行換熱預(yù)熱，然后進(jìn)入合成反應(yīng)器。出氨合成塔的反應(yīng)氣溫度約 441.5 ℃，氨含量體積分?jǐn)?shù)約 20.3%。塔出口的熱量用于副產(chǎn)蒸汽或預(yù)熱鍋爐給水，回收熱量后的氣體進(jìn)入熱交換器預(yù)熱合成氣壓縮機(jī)出口氣體，再經(jīng)水冷器、組合式氨冷器最終冷卻至0 ℃后進(jìn)入氨分離器分離冷凝的液氨。分氨后的循環(huán)氣經(jīng)組合式氨冷器回收冷量后進(jìn)入壓縮機(jī)循環(huán)段與新鮮氣匯合，重復(fù)上述循環(huán)。氨分離器分離出的液氨進(jìn)入閃蒸槽，通過(guò)減壓閃蒸出溶解的氣體。閃蒸后的液氨送往冷凍工段，閃蒸出來(lái)的氣體送往燃料氣管網(wǎng)。

丹麥托普索工藝1

托普索是合成氨工藝技術(shù)專(zhuān)利商中的領(lǐng)導(dǎo)者，擁有 1990 年后新建設(shè)的所有合成氨裝置總產(chǎn)能50%的市場(chǎng)份額。這樣的地位來(lái)源于托普索公司幾十年來(lái)不斷的努力以及在合成氨生產(chǎn)和合成氨裝置設(shè)計(jì)上所有重要學(xué)科上的經(jīng)驗(yàn)。此外托普索的科研人員致力于所有相關(guān)合成氨生產(chǎn)的催化劑領(lǐng)域的研究，研究范圍從催化劑的熱力學(xué)和表面科學(xué)的基礎(chǔ)研究，到有關(guān)催化劑和催化工藝的應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)，因此托普索氨合成技術(shù)的催化劑只能使用其開(kāi)發(fā)的 KM 型催化劑。

來(lái)自氣體凈化單元的合成氣通過(guò)離心式合成氣壓縮機(jī)壓縮至17.8 MPa，與循環(huán)氣在合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段缸內(nèi)混合壓縮到合成壓力18.5 MPa，然后進(jìn)入熱交換器。在熱交換器中，合成氣被來(lái)自合成塔出口氣體加熱至合成塔進(jìn)口溫度126℃。在氨合成塔發(fā)生合成氣反應(yīng)后，合成塔出口氨濃度22.39%，反應(yīng)氣出口溫度為441 ℃。反應(yīng)器出口氣體所帶出的絕大部分熱量依次在鍋爐給水預(yù)熱器得到了回收。然后氣體依次通過(guò)熱交換器、水冷器、冷交換器、第1氨冷器、第2氨冷器得到冷卻。此時(shí)，反應(yīng)生成的氨絕大部分已被冷凝并在高壓氨分離器中分離，高壓氨分離器出來(lái)的氣體含氨3.84%，溫度0℃，通過(guò)冷交換器加熱后進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段與新鮮氣混合，然后重復(fù)上述循環(huán)。高壓氨分離器出口液氨送往中壓分離器減壓至2.8MPa后，氣相送往合成氣壓縮機(jī)新鮮段進(jìn)口。液相產(chǎn)品氨送往下游。

瑞士卡薩利工藝1

瑞士卡薩利公司的氨合成工藝是目前中國(guó)應(yīng)用業(yè)績(jī)最多的一種先進(jìn)氨合成技術(shù)?？ㄋ_利內(nèi)件設(shè)計(jì)靈活、形式多樣，通常采用三床層一冷激一換熱的結(jié)構(gòu)形式。該工藝在國(guó)內(nèi) Kellogg 流程大型合成氨廠合成塔改造中有多家應(yīng)用實(shí)例，同時(shí)還參與過(guò)熱壁塔、釕催化劑合成塔的改造項(xiàng)目，積累了豐富的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

來(lái)自?xún)艋b置的新鮮合成氣和來(lái)自中壓氨分離器的氣體送入合成氣壓縮機(jī)，在新鮮段壓縮并冷卻后，與循環(huán)氣在合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段壓縮至14.07MPa(絕)，然后送入熱交換器。送入熱交換器的氣體與來(lái)自回路鍋爐給水預(yù)熱器的出口反應(yīng)氣換熱，溫度升至199.5 ℃后送入合成塔。入塔氣的溫度由該側(cè)的旁路管線(xiàn)控制，并同時(shí)控制第 3 床的入口溫度。入塔氣被送至氨合成塔，在適當(dāng)?shù)陌焙铣纱呋瘎┳饔孟庐a(chǎn)生氨合成反應(yīng)，使出口氨含量升至19.75%。第1層和第2層床層進(jìn)口溫度由內(nèi)部換熱器的旁路氣體控制。出合成塔反應(yīng)氣進(jìn)入鍋爐給水預(yù)熱器中回收熱量。接著冷卻后的反應(yīng)氣送至熱交換器、水冷器、冷交換器，在冷交換器中用來(lái)自高壓氨分離器的冷循環(huán)氣使反應(yīng)氣中的液氨得以進(jìn)一步冷凝下來(lái)。冷交換器的出口氣體連接2個(gè)氨冷器繼續(xù)冷卻，完成冷凝并在高壓氨分離器中分離出液氨，閃蒸的循環(huán)氣送至冷交換器冷卻反應(yīng)氣，接著送至壓縮機(jī)的循環(huán)段。高壓氨分離器的液氨在中壓分離器中降壓至約2.81 MPa(絕)閃蒸，閃蒸氣回收至壓縮機(jī)新鮮段進(jìn)口，完成上述循環(huán)。

氨中毒在氨的生產(chǎn)制造、運(yùn)輸、貯存、使用中，如遇管道、閥門(mén)、貯罐等損壞，泄漏氨氣可造成中毒。氨對(duì)皮膚黏膜有刺激及腐蝕作用，高濃度可引起嚴(yán)重后果，如化學(xué)性咽喉炎、化學(xué)性肺炎等，吸入極高濃度可引起反射性呼吸停止、心臟停搏。2

氨中毒機(jī)理

氨在人體組織內(nèi)遇水生成氨水，可以溶解組織蛋白質(zhì)，與脂肪起皂化作用。氨水能破壞體內(nèi)多種酶的活性，影響組織代謝。氨對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有強(qiáng)烈刺激作用。

1．氨具有強(qiáng)烈的刺激性，吸入高濃度氨氣，氨中毒主要抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，正常情況下，中樞神經(jīng)系統(tǒng)能夠抑制外周的低級(jí)中樞，當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受抑制，使得其對(duì)外周低級(jí)中樞的抑制作用減弱甚至消失，從而外周低級(jí)中樞興奮。引起驚厥、抽搐、嗜睡和昏迷。吸入極高濃度的氨可以反射性引起心搏驟停、呼吸停止。

2．氨系堿性物質(zhì)，氨水具有極強(qiáng)的腐蝕作用。堿性燒傷比酸性物質(zhì)燒傷更嚴(yán)重，因?yàn)閴A性物質(zhì)的穿透性較強(qiáng)，皮膚的氨水燒傷創(chuàng)面深、易感染、難愈合，與2度燙傷相似。

3．氨氣吸入呼吸道內(nèi)遇水生成氨水。氨水會(huì)透過(guò)粘膜、肺泡上皮侵入粘膜下、肺間質(zhì)和毛細(xì)血管，引起：

（1）聲帶痙攣，喉頭水腫，組織壞死。壞死物脫落可引起窒息。損傷的粘膜易繼發(fā)感染。

（2）氣管、支氣管粘膜損傷、水腫、出血、痙攣等。影響支氣管的通氣功能。

（3）肺泡上皮細(xì)胞、肺間質(zhì)、肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞受損壞，通透性增強(qiáng)，肺間質(zhì)水腫。氨刺激交感神經(jīng)興奮，使淋巴總管痙攣，淋巴回流受阻，肺毛細(xì)血管壓力增加。氨破壞肺泡表面活性物質(zhì)。上述作用最終導(dǎo)致肺水腫。

（4）粘膜水腫、炎癥分泌增多，肺水腫，肺泡表面活性物質(zhì)減少，氣管及支氣管管腔狹窄等因素嚴(yán)重影響肺的通氣、換氣功能，造成全身缺氧。

氨對(duì)人的危害

對(duì)人體無(wú)危害：濃度0.7，感覺(jué)到有氣味；濃度9.8，無(wú)刺激作用；濃度67.2，鼻咽部位有刺激感，眼有灼痛感。

輕微傷害：濃度70，呼吸變慢；濃度140，鼻和上呼吸道不適、惡心、頭痛。

中等危害：濃度140~210，身體有明顯不適，但能工作；濃度175~350，鼻眼刺激、呼吸和脈搏加速。

重度危害：濃度553，強(qiáng)烈刺激，可耐受1.25min；濃度700，立即咳嗽；濃度1750~3500，危及生命；濃度3500~7000，即刻死亡。

氨中毒臨床表現(xiàn)

輕度中毒：眼、鼻、咽部有辛辣感，流淚、咳嗽、噴嚏、咳痰、咳血、胸悶、頭痛、頭昏、乏力（液氨濺入眼內(nèi)，應(yīng)立即拉開(kāi)眼瞼使氨水流出，并及時(shí)用清水清洗）臨床檢查有眼結(jié)膜、鼻和咽黏膜充血，肺部可聽(tīng)及干啰音。

重度中毒：肺水腫、腦水腫、喉頭水腫、喉痙攣、窒息，搶救不及時(shí)可有生命危險(xiǎn)（搶救時(shí)嚴(yán)禁使用壓迫式人工呼吸法）。

常規(guī)治療危害處理1．迅速脫離中毒現(xiàn)場(chǎng)，呼吸新鮮空氣或氧氣。呼吸淺、慢時(shí)可酌情使用呼吸興奮劑。呼吸、心跳停止者應(yīng)立即進(jìn)行心肺復(fù)蘇。不應(yīng)輕易放棄。喉頭痙攣、聲帶水腫應(yīng)迅速作氣管插管或氣管切開(kāi)。

2．脫去衣服用清水或1%～3%硼酸水徹底清洗接觸氨的皮膚。用1%～3%硼酸水沖洗眼睛，然后點(diǎn)抗生素及可的松眼藥水。

3．靜滴10%葡萄糖溶液、葡萄糖酸鈣、腎上腺皮質(zhì)激素、抗生素，預(yù)防感染及喉頭水腫。

4．霧化吸入氟美松、抗生素溶液。

5．昏迷病人使用20%甘露醇250ml靜注，每6～8小時(shí)一次，降低顱內(nèi)壓力。

泄漏應(yīng)急處置措施

⑴少量泄漏。

撤退區(qū)域內(nèi)所有人員。防止吸入蒸氣，防止接觸液體或氣體。處置人員應(yīng)使用呼吸器。禁止進(jìn)入氨氣可能匯集的局限空間，并加強(qiáng)通風(fēng)。只能在保證安全的情況下堵漏。泄漏的容器應(yīng)轉(zhuǎn)移到安全地帶，并且僅在確保安全的情況下才能打開(kāi)閥門(mén)泄壓。可用砂土、蛭石等惰性吸收材料收集和吸附泄漏物。收集的泄漏物應(yīng)放在貼有相應(yīng)標(biāo)簽的密閉容器中，以便廢棄處理。

⑵大量泄漏。

疏散場(chǎng)所內(nèi)所有未防護(hù)人員，并向上風(fēng)向轉(zhuǎn)移。泄漏處置人員應(yīng)穿上全封閉重型防化服，佩戴好空氣呼吸器，在做好個(gè)人防護(hù)措施后，用噴霧水流對(duì)泄漏區(qū)域進(jìn)行稀釋。通過(guò)水槍的稀釋?zhuān)宫F(xiàn)場(chǎng)的氨氣漸漸散去，利用無(wú)火花工具對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行封堵。

向當(dāng)?shù)卣汀?19”及當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)、公安交警部門(mén)報(bào)警，報(bào)警內(nèi)容應(yīng)包括事故單位；事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、化學(xué)品名稱(chēng)和泄漏量、危險(xiǎn)程度；有無(wú)人員傷亡以及報(bào)警人姓名、電話(huà)。

禁止接觸或跨越泄漏的液氨，防止泄漏物進(jìn)入陰溝和排水道，增強(qiáng)通風(fēng)。場(chǎng)所內(nèi)禁止吸煙和明火。在保證安全的情況下，要堵漏或翻轉(zhuǎn)泄漏的容器以避免液氨漏出。要噴霧狀水，以抑制蒸氣或改變蒸氣云的流向，但禁止用水直接沖擊泄漏的液氨或泄漏源。防止泄漏物進(jìn)入水體、下水道、地下室或密閉性空間。禁止進(jìn)入氨氣可能匯集的受限空間。清洗以后，在儲(chǔ)存和再使用前要將所有的保護(hù)性服裝和設(shè)備洗消。

火災(zāi)應(yīng)急處置措施

在貯存及運(yùn)輸使用過(guò)程中，如發(fā)生火災(zāi)應(yīng)采取以下措施：

⑴報(bào)警：迅速向當(dāng)?shù)?19消防、政府報(bào)警。報(bào)警內(nèi)容應(yīng)包括：事故單位；事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、化學(xué)品名稱(chēng)、危險(xiǎn)程度；有無(wú)人員傷亡以及報(bào)警人姓名、電話(huà)。

⑵隔離、疏散、轉(zhuǎn)移遇險(xiǎn)人員到安全區(qū)域，建立500m左右警戒區(qū)，并在通往事故現(xiàn)場(chǎng)的主要干道上實(shí)行交通管制，除消防及應(yīng)急處理人員外，其他人員禁止進(jìn)入警戒區(qū)，并迅速撤離無(wú)關(guān)人員。

⑶消防人員進(jìn)入火場(chǎng)前，應(yīng)穿著防化服，佩戴正壓式呼吸器。氨氣易穿透衣物，且易溶于水，消防人員要注意對(duì)人體排汗量大的部位，如生殖器官、腋下、肛門(mén)等部位的防護(hù)。

⑷小火災(zāi)時(shí)用干粉或CO?滅火器，大火災(zāi)時(shí)用水幕、霧狀水或常規(guī)泡沫。

⑸儲(chǔ)罐水災(zāi)時(shí)，盡可能遠(yuǎn)距離滅火或使用遙控水槍或水炮撲救。

⑹切勿直接對(duì)泄漏口或安全閥門(mén)噴水，防止產(chǎn)生凍結(jié)。

⑺安全閥發(fā)出聲響或變色時(shí)應(yīng)盡快撤離，切勿在儲(chǔ)罐兩端停留。

氨的職業(yè)危害預(yù)防措施

⑴氨作業(yè)工人應(yīng)進(jìn)行作業(yè)前體檢，患有嚴(yán)重慢性支氣管炎、支氣管擴(kuò)張、哮喘以及冠心病者不宜從事氨作業(yè)。

⑵工作時(shí)應(yīng)選用耐腐蝕的工作服、防堿手套、眼鏡、膠鞋、用硫酸銅或硫酸鋅防毒口罩，防毒口罩應(yīng)定期檢查，以防失效。

⑶在使用氨水作業(yè)時(shí)，應(yīng)在作業(yè)者身旁放一盆清水，以防萬(wàn)一；在氨水運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)隨身攜帶2～3只盛滿(mǎn)3%硼酸液的水壺，以備急救沖洗；配制一定濃度氨水時(shí)，應(yīng)戴上風(fēng)鏡；使用氨水時(shí)，作業(yè)者應(yīng)在上風(fēng)處，防止氨氣刺激面部；操作時(shí)要嚴(yán)禁用手揉擦眼睛，操作后洗凈雙手。

⑷預(yù)防皮膚被污染，可選用5%硼酸油膏。

⑸配備良好的通風(fēng)排氣設(shè)施、合適的防爆、滅火裝置。

⑹工作場(chǎng)所禁止飲食、吸煙、禁止明火、火花。

⑺應(yīng)急救援時(shí)，必須佩帶空氣呼吸器。

⑻發(fā)生泄漏時(shí)，將泄漏鋼瓶的滲口朝上，防止液態(tài)氨溢出。

⑼加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程的密閉化和自動(dòng)化，防止跑、冒、滴、漏。

⑽使用、運(yùn)輸和貯存時(shí)應(yīng)注意安全，防止容器破裂和冒氣。

⑾現(xiàn)場(chǎng)安裝氨氣監(jiān)測(cè)儀及時(shí)報(bào)警發(fā)現(xiàn)。