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英文名 Liquid ammonia(anhydrous ammonia)
結(jié)構(gòu)及分子式NH3
生產(chǎn)方法 合成氨氣經(jīng)壓縮制得液氨產(chǎn)品。
產(chǎn)品性能 液氨為無色液體,有強(qiáng)烈刺激性氣味,極易氣化為氣氨。密度0.617g/cm3;沸點(diǎn)為-33.5℃,低于-77.7℃可成為具有臭味的無色結(jié)晶。
液氨 分子式:NH3 氣氨相對(duì)密度(空氣=1):0.59 分子量:17.04液氨相對(duì)密度(水=1):0.602824(25℃)
CAS編號(hào):7664-41-7自燃點(diǎn):651.11℃
危險(xiǎn)貨物編號(hào): 23003 分子量: 17.03
熔點(diǎn)(℃):-77.7極限:16%~25%
沸點(diǎn)(℃):-33.4 1%水溶液PH值:11.7
比熱kJ(kg·K) 氨(液體)4.609 氨(氣體)2.179
蒸氣壓:882kPa(20℃)
存在自偶電離:2NH3?NH4+ +NH2-
《2013-2017年中國(guó)液氨行業(yè)調(diào)研與投資前景評(píng)估報(bào)告》液氨主要用于生產(chǎn)硝酸、尿素和其他化學(xué)肥料,還可用農(nóng)藥的原料。 液氨在國(guó)防工業(yè)中,用于制造的推進(jìn)劑?捎米饔袡C(jī)化工產(chǎn)品的氨化原料,還可用作冷凍劑。液氨還可用于紡織品的絲光整理。NH3分子中的孤電子對(duì)傾向于和別的分子或離子形成配位鍵,生成各種形式的氨合物。如[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、BF3·NH3等都是以NH3為配位的配合物。 液氨是一個(gè)很好的溶劑,由于分子的極性和存在氫鍵,液氨在許多物理性質(zhì)方面同水非常相似。一些活潑的金屬可以從水中置換氫和生成氫氧化物,在液氨中就不那么容易置換氫。但液氨能夠溶解金屬生成一種藍(lán)色溶液。這種金屬液氨溶液能夠?qū)щ,并緩慢分解放出氫氣,有?qiáng)還原性。例如鈉的液氨溶液: 金屬液氨溶液顯藍(lán)色,能導(dǎo)電并有強(qiáng)還原性的原因是因?yàn)樵谌芤褐猩伞鞍焙想娮印钡木壒。溶解在液氨中時(shí)失去它的價(jià)電子生成正離子:
液氨加熱至800~850℃,在鎳基催化劑作用下,將氨進(jìn)行分解,可以得到含75%H2、25%N2的氫氮混合氣體。用此法制得的氣體是一種良好的保護(hù)氣體,可以廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、冶金工業(yè),以及需要保護(hù)氣氛的其他工業(yè)和科學(xué)研究中。
氨氣和乙酸氣加熱至420攝氏度,在催化劑作用下,合成乙腈。
氨的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序,其任務(wù)是將經(jīng)過精制的氫氮混合氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。對(duì)于合成系統(tǒng)來說,液體氨即是它的產(chǎn)品。
工業(yè)上合成氨的各種工藝流程一般以壓力的高低來分類。
【高壓法】
操作壓力70~100MPa,溫度為550~650℃。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是氨合成效率高,混合氣中的氨易被分離。故流程、設(shè)備都比較緊湊。但因?yàn)楹铣尚矢撸懦龅臒崃慷啵呋瘎囟雀,易過熱而失去活性,所以催化劑的使用壽命較短。又因?yàn)槭歉邷馗邏翰僮,?duì)設(shè)備制造、材質(zhì)要求都較高,投資費(fèi)用大。工業(yè)上很少采用此法生產(chǎn)。
【中壓法】
操作壓力為20~60MPa,溫度450~550℃,其優(yōu)缺點(diǎn)介于高壓法與低壓法之間,此法技術(shù)比較成熟,經(jīng)濟(jì)性比較好。因?yàn)楹铣蓧毫Φ拇_定,不外乎從設(shè)備投資和壓縮功耗這兩方面來考慮。從動(dòng)力消耗看,合成系統(tǒng)的功耗占全廠總功耗的比重最大。但功耗決不但取決于壓力一項(xiàng),還要看其它工藝指標(biāo)和流程的布置情況。總的來看,在15~30Pa的范圍內(nèi),功耗的差別是不大的,因此世界上采用此法的很多。
【低壓法】
操作壓力10MPa左右,溫度400~450℃。由于操作壓力和溫度都比較低,故對(duì)設(shè)備要求低,容易管理,且催化劑的活性較高,這是此法的優(yōu)點(diǎn)。但此法所用催化劑對(duì)毒物很敏感,使用壽命短,因此對(duì)原料氣的精制純度要求嚴(yán)格。又因操作壓力低,氨的合成效率低,分離較困難,流程復(fù)雜。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)上此法已不采用了。合成氨工藝流程大概可以分為:原料氣的制備;原料氣的凈化;氣體壓縮和氨的合成四大部分。
【其他來源】
工業(yè)上用苯胺在催化劑的作用下,連續(xù)化生產(chǎn)的過程中就有副產(chǎn)物氨氣生成,經(jīng)過壓縮成高壓氣體,然后在降溫冷卻成液體制的液氨,在此過程中要進(jìn)行排污,有雜質(zhì)帶入,因此相比高純度的合成氨,此法得到的液氨純度相比較低,用途因此也受到限制。
液氨為第2.3類
采用鋼瓶或槽車灌裝。灌裝用鋼瓶或槽車應(yīng)符合國(guó)家勞動(dòng)局頒發(fā)的 液氨儲(chǔ)罐“氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程”、“固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程”等有關(guān)規(guī)定。允許重量充裝系數(shù)為0.52kg/L。裝運(yùn)液氨的鋼瓶和槽車必須符合中華人民共和國(guó)交通部制訂的《危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則》,運(yùn)輸過程中應(yīng)避免受熱,嚴(yán)禁煙火。鋼瓶必須有安全帽,瓶外用橡皮圈或草繩包扎,防止激烈撞擊和震動(dòng)。液氨鋼瓶應(yīng)存放于庫(kù)房或有棚的平臺(tái)上。露天堆放時(shí),應(yīng)以帳篷遮蓋,防止日光直射。主要靠鐵路和公路運(yùn)輸。
【儲(chǔ)存注意事項(xiàng)】
儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過30℃。應(yīng)與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學(xué)品分開存放,切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
液氨人類經(jīng)口TDLo:0.15 ml/kg
液氨人類吸入LCLo:5000 ppm/5m
急性毒性:LD50350mg/kg(大鼠經(jīng)口);LC501390mg/m,4小時(shí),(大鼠吸入)。
氨進(jìn)入人體后會(huì)阻礙三羧酸循環(huán),降低細(xì)胞色素氧化酶的作用。致使腦氨增加,可產(chǎn)生作用。高濃度氨可引起組織溶解作用。
吸入是接觸的主要途徑。氨的刺激性是可靠的有害濃度報(bào)警信號(hào)。但由于嗅覺疲勞,長(zhǎng)期接觸后對(duì)低濃度的氨會(huì)難以察覺。
(1)輕度吸入表現(xiàn)有鼻炎、咽炎、氣管炎、支氣管炎。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸悶和胸骨后疼痛等。
(2)急性吸入氨的發(fā)生多由意外事故如管道破裂、閥門爆裂等造成。急性主要表現(xiàn)為呼吸道粘膜刺激和灼傷。其癥狀根據(jù)氨的濃度、吸入時(shí)間以及個(gè)人感受性等而輕重不同。
(3)嚴(yán)重吸人可出現(xiàn)喉頭水腫、聲門狹窄以及呼吸道粘膜脫落,可造成氣管阻塞,引起窒息。吸入高濃度可直接影響肺毛細(xì)血管通透性而引起肺水腫。
2.皮膚和眼睛接觸
低濃度的氨對(duì)眼和潮濕的皮膚能迅速產(chǎn)生刺激作用。潮濕的皮膚或眼睛接觸高濃度的氨氣能引起嚴(yán)重的化學(xué)燒傷。
皮膚接觸可引起嚴(yán)重疼痛和燒傷,并能發(fā)生咖啡樣著色。被腐蝕部位呈膠狀并發(fā)軟,可發(fā)生深度組織破壞。
高濃度蒸氣對(duì)眼睛有強(qiáng)刺激性,可引起疼痛和燒傷,導(dǎo)致明顯的炎癥并可能發(fā)生水腫、上皮組織破壞。輕度一般會(huì)緩解,嚴(yán)重可能會(huì)長(zhǎng)期持續(xù),并發(fā)生持續(xù)性水腫、疤痕、永久性混濁、眼睛膨出、白內(nèi)障、眼瞼和眼球粘連及失明等并發(fā)癥。多次或持續(xù)接觸氨會(huì)導(dǎo)致結(jié)膜炎。
1.清除污染
如果患者只是單純接觸氨氣,并且沒有皮膚和眼的刺激癥狀,則不需要清除污染。假如接觸的是液氨,并且衣服已被污染,應(yīng)將衣服脫下并放入雙層塑料袋內(nèi)。 液氨事故如果眼睛接觸或眼睛有刺激感,應(yīng)用大量清水或生理鹽水沖洗20分鐘以上。如在沖洗時(shí)發(fā)生眼瞼痙攣,應(yīng)慢慢滴入1~2滴0.4%奧布卡因,繼續(xù)充分沖洗。如患者戴有隱形眼鏡,又容易取下并且不會(huì)損傷眼睛的話,應(yīng)取下隱形眼鏡。
應(yīng)對(duì)接觸的皮膚和頭發(fā)用大量清水沖洗15分鐘以上。沖洗皮膚和頭發(fā)時(shí)要注意保護(hù)眼睛。
2.病人復(fù)蘇
應(yīng)立即將患者轉(zhuǎn)移出污染區(qū),進(jìn)行復(fù)蘇三步法(氣道、呼吸、循環(huán)):
氣道:保證氣道不被舌頭或異物阻塞。
呼吸:檢查病人是否呼吸,如無呼吸可用袖珍面罩等提供通氣,
循環(huán):檢查脈搏,如沒有脈搏應(yīng)施行心肺復(fù)蘇。
3.初步治療
無特效藥,應(yīng)采用支持治療。
如果接觸濃度≥500ppm,并出現(xiàn)眼刺激、肺水腫的癥狀,則推薦采取以下措施:先噴5次地塞米松(用定量吸入器),。
液氨整理加工過程有廢氣排出,其組成有水蒸氣、空氣和氨氣,其中氨氣是有害氣體,污染環(huán)境,為此要減少排放,加強(qiáng)回收,一方面可降低成本,另一方面可保護(hù)環(huán)境。 液氨報(bào)警器氨的回收有吸收法,把來自液氨整理機(jī)排出的氣體,通過管道輸送至回收裝置的洗滌塔(吸收塔),把混有空氣的氨氣在此塔內(nèi)用水吸收成氨水,此時(shí)空氣被清洗并排出塔外,然后通過蒸餾塔將氨和水分離,氨被蒸餾吸收制成濃氨水,濃氨水經(jīng)精餾即成濃氨氣,再將濃氨氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓和冷凝冷卻成液氨,最后輸入貯存罐。
在氨的回收裝置中,洗滌塔頂部有排氣口,要控制排放氣體中的含氨量,要低于環(huán)保要求。澄江紡機(jī)廠和南京化工大學(xué)協(xié)作創(chuàng)制的氨回收系統(tǒng),是吸收和壓縮相結(jié)合的方法。當(dāng)年2000年1月由中國(guó)紡機(jī)器材協(xié)會(huì)組織的專家現(xiàn)場(chǎng)考察,一致認(rèn)為該氨回收循環(huán)系統(tǒng)是成功的,在整個(gè)回收系統(tǒng)是創(chuàng)造性地運(yùn)用了低壓吸收、低壓精餾、低溫除水、壓縮冷凝的“三低一壓”技術(shù),既簡(jiǎn)化設(shè)備又節(jié)約能源,該法是在低溫低壓下操作運(yùn)轉(zhuǎn),安全系數(shù)大,還有利于減少維修力量。主要有洗滌塔(吸收塔)、精餾塔、壓縮機(jī)、冷凝器、液氨貯存罐。
液氨監(jiān)測(cè)與報(bào)警
液氨在使用過程中發(fā)生泄露須報(bào)警,由寶雞市凱特利電子公司生產(chǎn)的液氨泄露報(bào)警和液氨自動(dòng)充裝切斷報(bào)警裝置符合國(guó)家技術(shù)監(jiān)督和安檢部門的要求。
液氨的壓力
因?yàn)榘钡呐R界溫度為132.4℃,低于此溫度只要予以適當(dāng)壓力即可將其液化。
在常溫下,大概需要7~8個(gè)大氣壓即可將氨液化為液氨存放。
但實(shí)際使用溫度未必是常溫,我國(guó)規(guī)定設(shè)計(jì)時(shí)要求不低于50℃的飽和蒸氣壓力。液氨容器的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該為2.16MPa