工业制法

　　工业上氨是以哈伯法通过N2和H2在高温高压和催化剂存在下直接化合而制成：

　　工业上制氨气

　　高温高压

　　N2+3H2==高温高压催化剂===2NH3（可逆反应）

　　催化剂

　　△rHθ=-92.4kJ/mol

　　工业制备流程

　　20世纪初,工业上开发了氰化法和合成氨法生产氨,前者因能耗远大于后者而被淘汰.世界上的氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得.氮气主要来源于空气；氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气（纯氢也来源于水的电解）.由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气.从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物,它们对于合成氨的催化剂是有毒物质,在氨合成前要经过净化处理.

　　1、哈伯法制氨：

　　高温高压

　　N2(g)+3H2(g)========2NH3(g)（可逆反应）△rHθ=-92.4kJ/mol

　　催化剂

　　2、天然气制氨：天然气先经脱硫,然后通过二次转化（见合成气）,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%～0.3%（体积）,经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气（见合成氨原料气）,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨.以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似.

　　3、重质油制氨：重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸汽转化法简单,但需要有空气分离装置.空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氨还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂.

　　4、煤（焦炭）制氨：焦炭是早期合成氨生产的原料,现除中国、联邦德国外,其他国家已很少采用.煤直接气化(见煤气化)有常压固定床间歇气化、加压氧－蒸汽连续气化等多种方法.例如早期的哈伯－博施法合成氨流程（见图）,以空气和蒸汽为气化剂,在常压、高温下与焦炭作用,制得含(CO+H2)/N2摩尔比为3.3.2的煤气,称为半水煤气.半水煤气经洗涤除尘后,去气柜,经过一氧化碳变换,并压缩到一定压力后,用加压水洗涤除去二氧化碳,再进一步用压缩机压缩后用铜氨液进行洗涤,以除去少量一氧化碳、二氧化碳,然后送去合成.如用水将氨吸收,所得产品为氨水.商品氨水浓度为15%～30%（质量）.如用冷凝法分离氨,所得产品为液氨,含氮82.3%.氨水和液氨均可直接用作肥料.

　　实验制备

　　实验室,氨常用铵盐与碱作用或利用氮化物易水解的特性制备：

　　2NH4Cl（固态）+Ca(OH)2（固态）===2NH3↑+CaCl2+2H2O

　　Li3N+3H2O===3LiOH+NH3↑

　　实验室快速制得氨气的方法

　　用浓氨水加固体NaOH(或加热浓氨水

　　注意点：

　　(1)不能用NH4NO3跟Ca(OH)2反应制氨气

　　硝酸铵受撞击、加热易爆炸,且产物与温度有关,可能产生NH3．N2．N2O、NO

　　(2)不能用NH4Cl加热分解制氨气

　　NH4Cl加热分解生成HCl气体和NH3气体,但冷却后可以自由结合重新生成NH4Cl,故无法进行分离收集,所以即使分解可产生氨气,也不可以用NH4Cl加热分解制取氨气.

　　(3)实验室制NH3不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2

　　因为NaOH、KOH是强碱,具有吸湿性(潮解)易结块,不易与铵盐混合充分接触反应.又KOH、NaOH具有强腐蚀性在加热情况下,对玻璃仪器有腐蚀作用,所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH)2制NH3.

　　(4)用试管收集氨气要堵棉花

　　因为NH3分子微粒直径小,易与空气发生对流,堵棉花目的是防止NH3与空气对流,确保收集纯净.

　　(5)干燥氨气　干燥氨气应采用碱石灰（氢氧化钙(Ca(OH)2),大约75%）,水（H₂O,大约20%）,氢氧化钠（NaOH,大约3%）,和氢氧化钾（KOH,大约1%）的混合物）.不能用浓硫酸,因为浓H2SO4（酸性）与NH3反应生成(NH4)2SO4；不能用氯化钙,NH3与CaCl2反应能生成CaCl2·8NH3（八氨合氯化钙）

　　CaCl2+8NH3==CaCl2·8NH3

　　类似的还有乙醇,也不能用氯化钙.