アンモニアガスはどうやって液化するのですか?

2023-07-28

1. アンモニアガスはどのようにして液化するのですか?

高圧: 臨界温度アンモニアガス温度は 132.4℃で、この温度を超えるとアンモニアガスは液化しにくくなります。しかし、高圧条件下では、臨界温度を下回る温度であってもアンモニアは液化する可能性があります。通常、アンモニアの圧力が5.6MPa以上あれば液化してアンモニア水になります。
低温:アンモニアは他の気体に比べて液化しやすい。主な理由の 1 つは、アンモニアの臨界温度が比較的低いことです。したがって、アンモニアガスは低温で液化しやすくなります。標準大気圧では、アンモニアの沸点は約 33.34°C で、この温度ではアンモニアはすでに液体の状態です。
高温の空気中では、アンモニア分子は水分子と容易に結合して、液体のアンモニアガス溶液であるアンモニア水が形成されます。
揮発性:アンモニアガスの分子構造は単純で、分子間の力は比較的弱く、非常に揮発しやすいガスです。したがって、ガスの温度と圧力を十分に下げれば、アンモニアガスは容易に液化することができる。

2. アンモニアはなぜ空気より軽いのですか?

アンモニアは空気より密度が低いです。特定のガスの相対分子量がわかっている場合は、その相対分子量に従って、空気の密度と比較してその密度を判断できます。空気の平均相対分子量は 29 です。空気の相対分子量を計算してください。 29 より大きい場合、密度は空気より大きく、29 より小さい場合、密度は空気より小さくなります。

3. アンモニアが空気中に残るとどうなりますか?

爆発が起こります。アンモニア水は強い刺激臭を持つ無色の気体で、水に容易に溶けます。空気中に 20% ~ 25% のアンモニアが含まれる場合、爆発する可能性があります。アンモニア水はアンモニアの水溶液です。工業製品は無色透明の液体で、強くて刺激的な窒息臭のある臭いがします。

4. 空気中の有毒なアンモニアはどれくらいですか?

空気中のアンモニア濃度が 67.2mg/m3 の場合、鼻咽頭は炎症を感じます。濃度が175~300mg/m3の場合、鼻と目が明らかに炎症を起こし、呼吸心拍数が速くなります。濃度が350~700mg/m3に達すると、労働者は働くことができなくなります。濃度が1750~4000mg/m3に達すると、生命を脅かす可能性があります。

5. アンモニアガスの用途は何ですか?

1. 植物の成長を促進する: アンモニアは植物の成長に必要な重要な窒素源であり、土壌の肥沃度を改善し、植物の成長と発育を促進します。

2. 化学肥料の製造: アンモニアは窒素肥料製造の重要な原料です。化学反応を経て、アンモニア水、尿素、硝酸アンモニウムなどの肥料になります。

3. 冷媒:アンモニアは優れた冷凍性能を有し、冷媒、冷凍装置などの製造に広く使用されています。

4. 洗浄剤:アンモニアガスはガラス、金属表面、キッチンなどの洗浄に使用でき、除染、消臭、殺菌などの機能があります。

6. アンモニア製造プラントではどのようにしてアンモニアが生成されるのですか?

1. ハーバー法によるアンモニアの生成:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △rHθ=-92.4kJ/mol (反応条件は高温、高圧、触媒)
2. 天然ガスからのアンモニア製造:天然ガスは最初に脱硫され、次に二次変換を受け、さらに一酸化炭素変換や二酸化炭素除去などのプロセスを経て、まだ約 0.1% ~ 0.3% を含む窒素と水素の混合物が得られます。一酸化炭素と二酸化炭素(体積)をメタン化によって除去すると、水素対窒素のモル比が 3 の純粋なガスが得られ、これを圧縮機で圧縮します。コンプレッサーに送られ、アンモニア合成回路に入り、製品アンモニアが得られます。ナフサを原料とする合成アンモニアの製造プロセスもこれと同様のプロセスである。
3. 重油からのアンモニア製造:重油には様々な高度なプロセスで得られる残油が含まれており、部分酸化法により合成アンモニア原料ガスを製造することができます。天然ガスの水蒸気改質法に比べて製造工程が簡単ですが、空気分離装置が必要です。空気分離装置で生成した酸素は重油のガス化に利用され、窒素はアンモニア合成の原料として利用されます。
4. 石炭(コークス)からのアンモニア製造:石炭の直接ガス化(石炭ガス化を参照)には、大気圧固定床間欠ガス化、加圧酸素水蒸気連続ガス化などのさまざまな方法があります。たとえば、初期のハーバー・ボッシュ法では、アンモニア合成、空気および水蒸気をガス化剤として使用し、常圧および高温でコークスと反応させ、(CO+H2)/N2 のモル比のガスを生成します。 3.1 ~ 3.2、準水性ガス用と呼ばれます。半水性ガスは洗浄・除塵された後、ガス庫に送られ、一酸化炭素に変換されて一定の圧力まで圧縮された後、加圧水で洗浄されて二酸化炭素が除去され、コンプレッサーで圧縮されます。その後、第一銅アンモニアで洗浄して、少量の一酸化炭素と二酸化炭素を除去します。その後、アンモニア合成に送られます。