合成氨的历史和中国的现状

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1、合成氨的历史和中国的现状（张子锋主编-化学工业出版）)J%i8V2Q2V8k/y8W$B'R4o1．合成氨的历史背景——氨气的发现!S0q3o,I8v*q#y"D$E(Z0e!r/J0a7L#R,^1727年英国的牧师、化学家S．哈尔斯(HaLes，1677～1761)，用氯化铵与石灰的混2_,?7F+U$G  D合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出。1774年化学家普利#y)G5};[8}5h)d:4m斯德里重做此实验，采用汞代替水来密闭曲颈瓶，制得了碱空气(氨)。他还研究了氨的性!D1[-Y*o5K:t5e&u%T#C

2、#u质，发现氨易溶于水、可以燃烧，还发现在该气体中通以电火花时，其容积增加很多，而且4f-f.d-O'b#c.]分解为两种气体：一种是可燃的氢气；另一种是不能助燃的氮气。从而证实了氨是氮和氢的;n(S  S#k/N/w/Z化合物。其后H·戴维(Davy，1778"--1829)等化学家继续研究，进一步证实了2体积的氨通过火花放电之后，分解为1体积的氮气和3体积的氢气。!X/i-^(R6R8Q,].Q2a4k%B1w3B:V8c9t;A2．合成氨的发现.R5L:I"b!m2o/i1J9S)])t0Z;n'?%W.?19世纪以前，农业生产所需氮肥的来源

3、，主要是有机物的副产物和动植物的废物，如*k0f)`2_:q%]#b/n1D$B+5}9B+x3r1W6u*J1X粪便、种子饼、腐鱼、屠宰废料、腐烂动植物等。随着农业的发展和军工生产的需要，迫切要求建立规模巨大的探索性的研究。他们设想，能不能把空气中大量的氮气固定下来，而开始设计以氮和氢为原料的合成氨流程。2h"?#q9s3q*V1l6g$`:Q![.[6t&E1900年法国化学家勒夏特利(HenriLeChateLier，1850~1936)是最先研究氢气和氮气在高压下直接合成氨的反应。很可惜，由于他所用的氢气和氮气的混合物中混进了空气，&h7

4、E!L5y4H:@3a9D4t-Z在实验过程中发生了爆炸。在没有查明发生事故的原因的情况下，就放弃了这项实验。德国化学家W·能斯特(Nernst，1864～1941)，对于研究具有重大工艺价值的气体反应有兴趣，研究了氮、氢、氨的气体反应体系，但是由于他在计算时，用了一个错误的热力学数据，以致得出不正确的理论，因而认为研究这一反应没有前途，把研究停止了。!B!q:L9^1j:r5s0z,P/[4T-?%l"Q&q-?"N虽然在合成氨的研究中化学家遇到的困难不少，但是，德国的物理学家、化工专家F．哈伯(Haber，1868,---1934)和他的学生仍

5、然坚持系统的研究。起初他们想在常温下使氮和氢反应，但没有氨气产生。又在氮、氢混合气中通以电火花，只生成了极少量的氨气，而且耗电量很大。后来才把注意力集中在高压这个问题上，他们认为高压是最有可能实现合成反应的。根据理论计算，表明让氢气和氮气在600℃和20MPa下进行反应，大约可能生成6％的氨气。如果在高压下将反应进行循环加工，同时还要不断地分离出生成的氨气，势必需要很有效的催化剂。为了探索有效的催化剂，他们进行了大量的实验，发现锇和铀具有良好的催化性能。如果在17．5～20MPa和500~600℃的条件下使用催化剂，氮、氢反应能产生高于6％的氨。+

6、A%])B)M!}5R8u5{"V6l6Z#G9k&C哈伯把他们取得的成果介绍给他的同行和巴登苯胺纯碱公司，并在他的实验室做了示范1o5G3`8@;_/m,h表演。尽管事先对反应设备做了细致的准备工作，可是实验开始不久，有一个密封处就经受:v#Q.n!v:S%c-C不住内部的压力，于是混合气体立即冲了出来，发出惊人的呼啸声。他们立即把损坏的地方"B2C1~/I$U1x!x)O'w;C修好，又进行了几小时的反应后，公司的经理和化工专家们亲眼看见清澈透明的液氨从分离&D  [$c.s9G:h5a4F'f(r9^;d器的旋塞里一滴滴地流出来。但是，实验开

7、始时发生的现象确实是一个严重的警告，说明在.L4Y1G&~8M7A设计这套装置时，必须采取各种措施，以避免不幸事故发生。哈伯的那套装置，在示范表演8Q#q3j9r#r)S8T后的第二天发生了爆炸。随后，刚刚安装好的盛有催化剂锇的圆柱装置也爆炸了。这时金属's8}  _6E;t$z4[6C锇粉遇到空气又燃烧起来，结果，把积存备用的价值极贵的金属锇几乎全部变成了没有大用9l5^,A2

8、".Z#c0O,处的氧化锇。6M&L$a5a  X%Q/S/x  M,B-d3Q%}尽管连续出现了一些爆炸事故，但巴登公司的经理布隆克和专家们还是一致认为这种合(U4

9、?)U4i%G.u-g成氨方法具有很高的经济价值。于是该公司不惜耗费巨资，还投入强大的技术力量、并委任!v9f(s:@4

10、