氨[氮氫化合物]

氨（Ammonia，即阿摩尼亞），氮和氫的化合物，分子式為NH₃，是一種無色氣體，有強烈的刺激氣味。極易溶於水，常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨，水溶液又稱氨水。降溫加壓可變成液體，液氨是一種製冷劑。氨也是製造硝酸、化肥、炸藥的重要原料。氨對地球上的生物相當重要，它是許多食物和肥料的重要成分。氨也是所有藥物直接或間接的組成。氨有很廣泛的用途，同時它還具有腐蝕性等危險性質。由於氨有廣泛的用途，氨是世界上產量最多的無機化合物之一，多於八成的氨被用於製作化肥。由於氨可以提供孤對電子，所以它也是一種路易斯鹼。

化學性質

和氧氣的反應

燃燒氧化：

氨氣能在純淨的氧氣中燃燒，產物是空氣中的成分，不污染環境，因此有一定的利用前景：

氨[氮氫化合物]

氧化還原反應：

氨的催化氧化是放熱反應，產物是NO，是工業生產硝酸的重要反應，條件是催化劑高溫：

氨[氮氫化合物]

除此之外還可在下列反應中呈現還原性：

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

和水的反應

氨極容易溶於水，溶於水時和水反應生成一水合氨，俗稱氨水，市售氨水的濃度為25%到28%。氨水呈弱鹼性，因為在水中存在這樣的電離：

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

氨水使酚酞溶液變紅，使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。

和金屬的反應

NH亦可與金屬離子如Ag、Cu等發生絡合，生成絡合物：

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

和酸的反應

氨可以和酸反應生成銨鹽，如：

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

氨與揮發性酸(硝酸、鹽酸)反應冒白煙，可以用這些反應來檢驗氨氣的存在。

物理性質

三維模型

（1）無色有刺激性氣味的氣體

氨對人體的眼、鼻、喉等有刺激作用，吸入大量氨氣能造成短時間鼻塞，並造成窒息感，眼部接觸易造成流淚，接觸時應小心。如果不慎接觸過多的氨而出現病症，要及時吸入新鮮空氣和水，並用大量水沖洗眼睛。

（2）密度比空氣小

氨的密度為0.771g/L（標準狀況下）

（3）沸點較低

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，氣態氨就液化成無色液體，同時放出大量的熱。液態氨汽化時要吸收大量的熱，使周圍物質的溫度急劇下降，所以氨常作為製冷劑。以前一些老式冰棍就是利用氨製作的

（4）易溶於水

氨極易溶於水，在常溫、常壓下，1體積水能溶解約700體積的氨。

氨的噴泉實驗

將250ml的燒瓶里充滿氨氣，倒置於酚酞溶液水槽中，會看到紅色噴泉現象。

主要用途

氨的主要用途是氮肥、製冷劑、化工原料。

無機方面主要用於制氨水、液氨、氮肥（尿素、碳銨等）、硝酸、銨鹽、純鹼。

有機方面廣泛套用於合成纖維、塑膠、染料、尿素等。

主要製法

合成氨的工藝分類：低壓法、中壓法、高壓法。

幾種合成氨的工藝流程：

美國 KBR 工藝

美國KBR工藝流程

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套用，採用臥式徑向流氨合成塔內件，組合氨冷系統製冷。

淨化裝置出口的氫氣與來自空分獲得的高純度氮按摩爾比3：1進行混合，混合後的合成氣在合成氣壓縮機內壓縮到15.5MPa，進料與產物進行換熱預熱，然後進入合成反應器。出氨合成塔的反應氣溫度約 441.5 ℃，氨含量體積分數約 20.3%。塔出口的熱量用於副產蒸汽或預熱鍋爐給水，回收熱量後的氣體進入熱交換器預熱合成氣壓縮機出口氣體，再經水冷器、組合式氨冷器最終冷卻至0 ℃後進入氨分離器分離冷凝的液氨。分氨後的循環氣經組合式氨冷器回收冷量後進入壓縮機循環段與新鮮氣匯合，重複上述循環。氨分離器分離出的液氨進入閃蒸槽，通過減壓閃蒸出溶解的氣體。閃蒸後的液氨送往冷凍工段，閃蒸出來的氣體送往燃料氣管網。

丹麥托普索工藝

丹麥托普索合成氨工藝流程

托普索是合成氨工藝技術專利商中的領導者，擁有 1990 年後新建設的所有合成氨裝置總產能50%的市場份額。這樣的地位來源於托普索公司幾十年來不斷的努力以及在合成氨生產和合成氨裝置設計上所有重要學科上的經驗。此外托普索的科研人員致力於所有相關合成氨生產的催化劑領域的研究，研究範圍從催化劑的熱力學和表面科學的基礎研究，到有關催化劑和催化工藝的套用研究和開發，因此托普索氨合成技術的催化劑只能使用其開發的 KM 型催化劑。

來自氣體淨化單元的合成氣通過離心式合成氣壓縮機壓縮至17.8 MPa，與循環氣在合成氣壓縮機循環段缸內混合壓縮到合成壓力18.5 MPa，然後進入熱交換器。在熱交換器中，合成氣被來自合成塔出口氣體加熱至合成塔進口溫度126℃。在氨合成塔發生合成氣反應後，合成塔出口氨濃度22.39%，反應氣出口溫度為441 ℃。反應器出口氣體所帶出的絕大部分熱量依次在鍋爐給水預熱器得到了回收。然後氣體依次通過熱交換器、水冷器、冷交換器、第1氨冷器、第2氨冷器得到冷卻。此時，反應生成的氨絕大部分已被冷凝並在高壓氨分離器中分離，高壓氨分離器出來的氣體含氨3.84%，溫度0℃，通過冷交換器加熱後進入合成氣壓縮機循環段與新鮮氣混合，然後重複上述循環。高壓氨分離器出口液氨送往中壓分離器減壓至2.8MPa後，氣相送往合成氣壓縮機新鮮段進口。液相產品氨送往下游。

瑞士卡薩利工藝

瑞士卡薩利公司的氨合成工藝是目前中國套用業績最多的一種先進氨合成技術。卡薩利內件設計靈活、形式多樣，通常採用三床層一冷激一換熱的結構形式。該工藝在國內 Kellogg 流程大型合成氨廠合成塔改造中有多家套用實例，同時還參與過熱壁塔、釕催化劑合成塔的改造項目，積累了豐富的設計和生產運行經驗。

來自淨化裝置的新鮮合成氣和來自中壓氨分離器的氣體送入合成氣壓縮機，在新鮮段壓縮並冷卻後，與循環氣在合成氣壓縮機循環段壓縮至14.07MPa(絕)，然後送入熱交換器。送入熱交換器的氣體與來自迴路鍋爐給水預熱器的出口反應氣換熱，溫度升至199.5 ℃後送入合成塔。入塔氣的溫度由該側的旁路管線控制，並同時控制第 3 床的入口溫度。入塔氣被送至氨合成塔，在適當的氨合成催化劑作用下產生氨合成反應，使出口氨含量升至19.75%。第1層和第2層床層進口溫度由內部換熱器的旁路氣體控制。出合成塔反應氣進入鍋爐給水預熱器中回收熱量。接著冷卻後的反應氣送至熱交換器、水冷器、冷交換器，在冷交換器中用來自高壓氨分離器的冷循環氣使反應氣中的液氨得以進一步冷凝下來。冷交換器的出口氣體連線2個氨冷器繼續冷卻，完成冷凝並在高壓氨分離器中分離出液氨，閃蒸的循環氣送至冷交換器冷卻反應氣，接著送至壓縮機的循環段。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新鮮段進口，完成上述循環。

氨中毒

在氨的生產製造、運輸、貯存、使用中，如遇管道、閥門、貯罐等損壞，泄漏氨氣可造成中毒。氨對皮膚黏膜有刺激及腐蝕作用，高濃度可引起嚴重後果，如化學性咽喉炎、化學性肺炎等，吸入極高濃度可引起反射性呼吸停止、心臟停搏。

氨中毒機理

氨在人體組織內遇水生成氨水，可以溶解組織蛋白質，與脂肪起皂化作用。氨水能破壞體內多種酶的活性，影響組織代謝。氨對中樞神經系統具有強烈刺激作用。

1．氨具有強烈的刺激性，吸入高濃度氨氣，氨中毒主要抑制中樞神經系統，正常情況下，中樞神經系統能夠抑制外周的低級中樞，當中樞神經系統受抑制，使得其對外周低級中樞的抑制作用減弱甚至消失，從而外周低級中樞興奮。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．氨系鹼性物質，氨水具有極強的腐蝕作用。鹼性燒傷比酸性物質燒傷更嚴重，因為鹼性物質的穿透性較強，皮膚的氨水燒傷創面深、易感染、難癒合，與2度燙傷相似。

3．氨氣吸入呼吸道內遇水生成氨水。氨水會透過黏膜、肺泡上皮侵入黏膜下、肺間質和毛細血管，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。損傷的黏膜易繼發感染。

（2）氣管、支氣管黏膜損傷、水腫、出血、痙攣等。影響支氣管的通氣功能。

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

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

氨對人的危害

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

對人體無危害：濃度0.7，感覺到有氣味；濃度9.8，無刺激作用；濃度67.2，鼻咽部位有刺激感，眼有灼痛感。

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

輕微傷害：濃度70，呼吸變慢；濃度140，鼻和上呼吸道不適、噁心、頭痛。

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

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。

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

氨[氮氫化合物]

重度危害：濃度553，強烈刺激，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

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，應立即拉開眼瞼使氨水流出，並及時用清水清洗）臨床檢查有眼結膜、鼻和咽黏膜充血，肺部可聽及乾囉音。

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

常規治療危害處理

1．迅速脫離中毒現場，呼吸新鮮空氣或氧氣。呼吸淺、慢時可酌情使用呼吸興奮劑。呼吸、心跳停止者應立即進行心肺復甦。不應輕易放棄。喉頭痙攣、聲帶水腫應迅速作氣管插管或氣管切開。

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，然後點抗生素及可的松眼藥水。

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

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小時一次，降低顱內壓力。

泄漏應急處置措施

⑴少量泄漏。

撤退區域內所有人員。防止吸入蒸氣，防止接觸液體或氣體。處置人員應使用呼吸器。禁止進入氨氣可能匯集的局限空間，並加強通風。只能在保證安全的情況下堵漏。泄漏的容器應轉移到安全地帶，並且僅在確保全全的情況下才能打開閥門泄壓。可用砂土、蛭石等惰性吸收材料收集和吸附泄漏物。收集的泄漏物應放在貼有相應標籤的密閉容器中，以便廢棄處理。

⑵大量泄漏。

疏散場所內所有未防護人員，並向上風向轉移。泄漏處置人員應穿上全封閉重型防化服，佩戴好空氣呼吸器，在做好個人防護措施後，用噴霧水流對泄漏區域進行稀釋。通過水槍的稀釋，使現場的氨氣漸漸散去，利用無火花工具對泄漏點進行封堵。

向當地政府和“119”及當地環保部門、公安交警部門報警，報警內容應包括事故單位；事故發生的時間、地點、化學品名稱和泄漏量、危險程度；有無人員傷亡以及報警人姓名、電話。

禁止接觸或跨越泄漏的液氨，防止泄漏物進入陰溝和排水道，增強通風。場所內禁止吸菸和明火。在保證安全的情況下，要堵漏或翻轉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雲的流向，但禁止用水直接衝擊泄漏的液氨或泄漏源。防止泄漏物進入水體、下水道、地下室或密閉性空間。禁止進入氨氣可能匯集的受限空間。清洗以後，在儲存和再使用前要將所有的保護性服裝和設備洗消。

火災應急處置措施

在貯存及運輸使用過程中，如發生火災應採取以下措施：

⑴報警：迅速向當地119消防、政府報警。報警內容應包括：事故單位；事故發生的時間、地點、化學品名稱、危險程度；有無人員傷亡以及報警人姓名、電話。

⑵隔離、疏散、轉移遇險人員到安全區域，建立500m左右警戒區，並在通往事故現場的主要幹道上實行交通管制，除消防及應急處理人員外，其他人員禁止進入警戒區，並迅速撤離無關人員。

⑶消防人員進入火場前，應穿著防化服，佩戴正壓式呼吸器。氨氣易穿透衣物，且易溶於水，消防人員要注意對人體排汗量大的部位，如生殖器官、腋下、肛門等部位的防護。

⑷小火災時用乾粉或CO₂滅火器，大火災時用水幕、霧狀水或常規泡沫。

⑸儲罐水災時，儘可能遠距離滅火或使用遙控水槍或水炮撲救。

⑹切勿直接對泄漏口或安全閥門噴水，防止產生凍結。

⑺安全閥發出聲響或變色時應儘快撤離，切勿在儲罐兩端停留。

氨的職業危害預防措施

⑴氨作業工人應進行作業前體檢，患有嚴重慢性支氣管炎、支氣管擴張、哮喘以及冠心病者不宜從事氨作業。

⑵工作時應選用耐腐蝕的工作服、防鹼手套、眼鏡、膠鞋、用硫酸銅或硫酸鋅防毒口罩，防毒口罩應定期檢查，以防失效。

⑶在使用氨水作業時，應在作業者身旁放一盆清水，以防萬一；在氨水運輸過程中，應隨身攜帶2～3隻盛滿3%硼酸液的水壺，以備急救沖洗；配製一定濃度氨水時，應戴上風鏡；使用氨水時，作業者應在上風處，防止氨氣刺激面部；操作時要嚴禁用手揉擦眼睛，操作後洗淨雙手。

⑷預防皮膚被污染，可選用5%硼酸油膏。

⑸配備良好的通風排氣設施、合適的防爆、滅火裝置。

⑹工作場所禁止飲食、吸菸、禁止明火、火花。

⑺應急救援時，必須佩帶空氣呼吸器。

⑻發生泄漏時，將泄漏鋼瓶的滲口朝上，防止液態氨溢出。

⑼加強生產過程的密閉化和自動化，防止跑、冒、滴、漏。

⑽使用、運輸和貯存時應注意安全，防止容器破裂和冒氣。

⑾現場安裝氨氣監測儀及時報警發現。