人工固氮技术──合成氨

　　　1、生产原理

　　N2、H2为反应气体，用铁做催化剂，原理方程式为：

　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)；ΔH＜0

　　实验室与工业生产的原理都是该反应。

　　所用原料为N2、H2及催化剂。生产过程中注意的问题是原料及原料气的净化、催化剂的改进。合成氨中的废渣主要有煤渣、炭黑，废气主要是H2S、CO2等，废液主要是有毒的含氰化物和含氨的污水，都需要回收利用。

2、生产过程简析

　　工业合成氨包括造气、气体净化、氨的合成三个阶段。

　　(1)、原料气的制备(即造气)

　　由原理知，生产原料应为N2、H2。

　　A、N2来源于空气

　　N2来自于空气，利用液氧、液氮沸点的不同，可将液态空气加热，蒸发分离出O2、N2，这是利用物理方法得到。也可用化学方法，用碳消耗空气中的O2生成CO2，然后除去CO2而得到N2。

　　B、H2来源于水和碳氢化合物

　　C与H2O反应生成水煤气：C＋H2O(g)CO＋H2

　　CO与H2O作用生成CO2：CO＋H2OCO2＋H2

　　碳氢化合物与H2O反应生成H2：

　　CH4＋H2O3H2＋CO

　　CH4＋2H2O4H2＋CO2

　　该方法主要是利用石油、天然气、焦炉气等含有的大量碳氢化合物，使工业废气得以充分利用。

(2)、原料气的净化

　　工业制硫酸的过程中，就存在SO2催化氧化前对气体净化的过程，防止杂质引起催化剂中毒。合成氨的过程会出现同样的问题，故必须除去原料气体中的杂质气体，这就是原料气的净化。

　　A、常见的杂质气体

　　常混有的杂质气体有H2S、CO、CO2、O2等。