液氨是一种
无色液体,有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料,为运输及储存便利,通常将气态的
氨气通过加压或冷却得到
液态氨。液氨易溶于水,溶于水后形成
铵根离子NH4+、
氢氧根离子OH-,溶液呈碱性。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中,且不能与
乙醛、
丙烯醛、
硼等物质共存。液氨在工业上应用广泛,具有腐蚀性且容易挥发,所以其化学事故
发生率很高。
理化性质
水溶液pH值:11.7
危险货物编号:23003
存在
自偶电离:2NH3 ↔ NH4+ + NH2-
氨的合成是
合成氨生产的最后一道工序,其任务是将经过精制的氢氮
混合气在催化剂的作用下多快好省地合成为氨。对于合成系统来说,液体氨即是它的产品。
工业上合成氨的各种
工艺流程一般以压力的高低来分类。
合成氨的方法
高压法
操作压力70~100MPa,温度为550~650℃。这种方法的主要优点是氨合成效率高,混合气中的氨易被分离。故流程、设备都比较紧凑。但因为合成效率高,放出的热量多,催化剂温度高,易过热而失去活性,所以催化剂的使用寿命较短。又因为是高温
高压操作,对设备制造、材质要求都较高,投资费用大。工业上很少采用此法生产。
操作压力为20~60MPa,温度450~550℃,其优缺点介于高压法与
低压法之间,此法技术比较成熟,
经济性比较好。因为合成压力的确定,不外乎从
设备投资和压缩功耗这两方面来考虑。从动力消耗看,合成系统的功耗占全厂总功耗的比重最大。功耗绝不单取决于压力一项,还要看其它工艺指标和流程的布置情况。总的来看,在15~30Pa的范围内,功耗的差别是不大的,因此世界上采用此法的很多。
低压法
操作压力10MPa左右,温度400~450℃。由于操作压力和温度都比较低,故对设备要求低,容易管理,且催化剂的活性较高,这是此法的优点。但此法所用催化剂对毒物很敏感,易中毒,使用寿命短,因此对原料气的精制纯度要求严格。又因操作压力低,氨的
合成效率低,分离较困难,流程复杂。实际
工业生产上此法已不采用了。合成氨工艺流程大概可以分为:原料气的制备;原料气的净化;
气体压缩和氨的合成四大部分。
其他法
苯胺工业化
连续生产二苯胺(在催化剂的作用下)的过程中有副产物
氨气生成,将这些氨气压缩并降温冷却即成
液态氨。在此过程中要进行排污,而带入杂质,因此得到的液氨纯度较低,用途受到限制。
应用领域
《2013-2017年中国液氨行业调研与投资前景评估报告》液氨主要用于生产
硝酸、
尿素和其他
化学肥料,还可用作医药和农药的原料。在
国防工业中,用于制造火箭、导弹的
推进剂。可用作
有机化工产品的氨化原料,因为液氨在气化后转变为
氨气,能吸收大量的热,被誉为“
冷冻剂”,同时液氨具有一定的
杀菌作用,所以在家禽养殖业中,被用于杀菌和降温制冷作用。液氨还可用于纺织品的
丝光整理。NH3分子中的
孤电子对倾向于和别的分子或离子形成
配位键,生成各种形式的
氨合物。如[Ag(NH3)2]+、[
Cu(NH3)4]2+、BF3·NH3等都是以NH3为配位的
配合物。 液氨是一个很好的溶剂,由于分子的极性和存在氢键,液氨在许多
物理性质方面与水非常相似。一些活泼的金属可以从水中置换氢和生成
氢氧化物,在液氨中就不那么容易置换氢。但液氨能够溶解金属生成一种蓝色溶液。这种金属液氨溶液能够导电,并缓慢分解放出氢气,有强
还原性,例如钠的液氨溶液。金属液氨溶液显蓝色,能导电并有强还原性的原因是因为在溶液中生成“氨合电子”。
例如金属
钠溶解在液氨中时失去它的
价电子生成
正离子:液氨加热至800~850℃,在镍基催化剂作用下,将氨进行分解,可以得到含75%H2、25%N2的氢氮
混合气体。用此法制得的气体是一种良好的
保护气体,可以广泛地应用于半导体工业、
冶金工业,以及需要保护气氛的其他工业和
科学研究中。
氨气和
乙酸气加热至420℃,在催化剂作用下,合成
乙腈。
中毒处置
中毒机理
液氨人类经口TDLo:0.15 mL/kg
急性毒性:LD50 350mg/kg(大鼠经口);LC50 1390mg/m3,4小时,(大鼠吸入)。
氨进入人体后会阻碍
三羧酸循环,降低
细胞色素氧化酶的作用。致使脑氨增加,可产生神经毒作用。高浓度氨可引起组织溶解坏死作用。
中毒症状
1.吸入
吸入是接触的主要途径。氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号。但由于嗅觉疲劳,长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。
(2)急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为
呼吸道粘膜刺激和灼伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人
感受性等而轻重不同。
(3)严重吸入中毒可出现
喉头水肿、
声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落,可造成
气管阻塞,引起窒息。吸入高浓度可直接影响肺
毛细血管通透性而引起
肺水肿。
2.皮肤和眼睛接触
低浓度的氨
对眼和潮湿的皮肤能迅速产生
刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的
化学烧伤。
皮肤接触可引起严重疼痛和
烧伤,并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软,可发生深度组织破坏。
高浓度蒸气对眼睛有强刺激性,可引起疼痛和烧伤,导致明显的炎症并可能发生水肿、
上皮组织破坏、
角膜混浊和
虹膜发炎。轻度病例一般会缓解,严重病例可能会长期持续,并发生持续性水肿、疤痕、
永久性混浊、眼睛膨出、
白内障、眼睑和眼球粘连及失明等
并发症。多次或持续接触氨会导致
结膜炎。
急救措施
1.清除污染
如果患者只是单纯接触氨气,并且没有皮肤和眼的刺激症状,则不需要清除污染。假如接触的是液氨,并且衣服已被污染,应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。如果眼睛接触或眼睛有刺激感,应用大量清水或
生理盐水冲洗20分钟以上。如在冲洗时发生
眼睑痉挛,应慢慢滴入1~2滴0.4%
奥布卡因,继续充分冲洗。如患者戴有
隐形眼镜,又容易取下并且不会损伤眼睛的话,应取下隐形眼镜。
应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15分钟以上。冲洗皮肤和头发时要注意
保护眼睛。
2.病人复苏
应立即将患者转移出
污染区,对病人进行复苏三步法(气道、呼吸、循环)。
气道:保证气道不被舌头或异物阻塞。
呼吸:检查病人是否呼吸,如无呼吸可用
袖珍面罩等提供通气,
3.初步治疗
如果接触浓度≥500ppm,并出现
眼刺激、肺水肿的症状,则推荐采取以下措施:先喷5次
地塞米松(用
定量吸入器),然后每5分钟喷两次,直至到达医院
急症室为止。
如果接触浓度≥1500ppm,应建立静脉通路,并静脉注射1.0g
甲基泼尼松龙(methylprednisolone)或等量
类固醇。(注意:在临床对照研究中,
皮质类固醇的作用尚未证实。)
对氨吸入者,应给湿化空气或氧气。如有
缺氧症状,应给湿化氧气。 如果呼吸窘迫,应考虑进行
气管插管。当病人的情况不能进行气管插管时,如条件许可,应施行环
甲状软骨切开术。对有
支气管痉挛的病人,可给
支气管扩张剂喷雾,如
叔丁喘宁。 如皮肤接触氨,会引起化学烧伤,可按
热烧伤处理:适当补液,给止痛剂,维持体温,用消毒垫或清洁床单覆盖
伤面。如果皮肤接触高压液氨,要注意
冻伤。
废气回收
液氨整理加工过程有废气排出,其组成有
水蒸气、空气和氨气,其中氨气是
有害气体,影响健康污染环境,为此要减少排放,加强回收,一方面可
降低成本,另一方面可
保护环境。氨的回收有吸收法,把来自
液氨整理机排出的气体,通过管道输送至
回收装置的
洗涤塔(
吸收塔),把混有空气的氨气在此塔内用水吸收成
氨水,此时空气被清洗并排出塔外,然后通过
蒸馏塔将氨和水分离,氨被蒸馏吸收制成
浓氨水,浓氨水经
精馏即成浓氨气,再将浓氨气经
压缩机加压和冷凝冷却成液氨,最后输入贮存罐。
在氨的回收装置中,洗涤塔顶部有
排气口,要控制排放气体中的含氨量,要低于环保要求。澄江纺机厂和
南京化工大学协作创制的氨回收系统,是吸收和压缩相结合的方法。当年2000年1月由中国纺机器材协会组织的专家
现场考察,一致认为该氨回收
循环系统是成功的,在整个回收系统是创造性地运用了低压吸收、低压精馏、低温除水、压缩冷凝的“三低一压”技术,既简化设备又
节约能源,该法是在低温低压下操作运转,
安全系数大,还有利于减少维修力量。主要有
洗涤塔(吸收塔)、
精馏塔、
压缩机、
冷凝器、液氨贮存罐。
液氨监测与报警
液氨在使用过程中发生泄露须报警,探测
报警装置应该符合国家消防技术监督和安检部门的要求。
液氨的压力
因为氨的
临界温度为132.4℃,低于此温度只要予以适当压力即可将其液化。
在常温下,大概需要7~8个大
气压即可将氨液化为液氨存放。
但实际使用温度未必是常温,我国规定设计时要求不低于50℃的
饱和蒸气压力。液氨容器的
设计压力应该为2.16MPa
操作处置
操作处置注意事项
建议操作人员佩戴
过滤式防毒面具(
半面罩),戴化学
安全防护眼镜,穿
防静电工作服,戴
橡胶手套。远离火种、热源,
工作场所严禁吸烟。使用防爆型的
通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的
消防器材及
泄漏应急处理设备。
储存注意事项
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、酸类、
卤素、食用化学品分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的
机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
储存运输
液氨为
有毒气体采用钢瓶或槽车灌装。灌装用钢瓶或槽车应符合国家劳动局颁发的“气瓶安全监察规程”、“
固定式压力容器安全技术监察规程”等有关规定。允许重量
充装系数为0.52kg/L。装运液氨的钢瓶和槽车必须符合
中华人民共和国交通部制订的《
危险货物运输规则》,
运输过程中应避免受热,严禁烟火。钢瓶必须有
安全帽,瓶外用
橡皮圈或
草绳包扎,防止激烈撞击和震动。液氨钢瓶应存放于库房或有棚的平台上。露天堆放时,应以帐篷遮盖,防止日光直射。主要靠铁路和
公路运输。
UN编号:1005
包装类别:Ⅱ类包装
运输注意事项:本品铁路运输时限使用耐压液化气企业自备罐车
相关检测仪
便携式氨气泄漏
检测仪,可连续检测作业环境中氨气浓度。
氨气检测仪为自然扩散方式检测
气体浓度,采用进口
电化学传感器,具有极好的灵敏度和出色的
重复性;氨气检测仪采用嵌入式微
控制技术,菜单操作简单,功能齐全,可靠性高,整机性能居国内领先水平。检测仪外壳采用高强度
工程材料、复合弹性橡胶材料精制而成,强度高、手感好。
2、泵吸式氨气检测仪
泵吸式氨气检测仪采用内置吸气泵,可快速检测工作环境中氨气浓度。泵吸式氨气检测仪采用进口电化学传感器,具有非常清晰的大
液晶显示屏,声光报警提示,
保证在非常不利的工作环境下也可以检测危险气体并及时提示操作
人员预防。
3、固定式氨气检测探头
固定式氨气检测探头由
报警控制器和氨气探测器组成,报警控制器可放置于值班室内,主要对各
监测点进行控制,氨气探测器安装于气体最易泄露的地点,其核心部件为内置的
气体传感器,传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的氨气浓度转换成
电信号,通过线缆传输到控制器,气体浓度越高,电信号越强,当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时,
报警器发出
报警信号,并可启动
电磁阀、
排气扇等
外联设备,自动排除隐患。固定式氨气检测探头广泛应用于石油、化工、冶金、电力、煤矿、水厂等环境,有效防止中毒、爆炸等事故的发生。
危险性类别
皮肤腐蚀/刺激,类别 1B
严重眼损伤/眼刺激,类别 1
危害水生环境-急性危害,类别 1