液氨

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液氨,又称为无水氨,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、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。
中文名
液氨
外文名
Liquid ammonia(anhydrous ammonia)
分子式
NH₃
生产方法
合成氨后压缩制得液氨产品
蒸气压
882kPa(20℃)
密    度
0.617g/cm3
沸    点
-33.5℃
分子量
17.04(约17)

液氨理化性质

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分子式:NH₃
分子量:17.04
相对密度(水=1):0.602824(25℃)
熔点(℃):-77.7
沸点(℃):-33.42℃
水溶液pH值:11.7
自燃点:651.11℃
CAS编号:7664-41-7
危险货物编号:23003
爆炸极限:16%~25%
比热kJ(kg·K):氨(液体)4.609 、氨(气体)2.179
存在自偶电离:2NH3↔NH4+ +NH2-。因此,在液氨中NH₄Cl是酸,NaNH₂是

液氨产品用途

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《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。
液氨 液氨
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气氨,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同水非常相似。一些活泼的金属可以从水中置换和生成氢氧化物,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”的缘故。
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。

液氨合成氨

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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。
中压法
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。

液氨包装储运

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液氨为第2.3类 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
液氨储罐 液氨储罐
“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。

液氨中毒处置

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液氨中毒机理

液氨人类经口TDLo:0. 15 ml/kg
液氨人类吸入LCLo:5000 ppm/5m
急性毒性:LD50 350mg/kg(大鼠经口);LC50 1390mg/m,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。

液氨中毒症状

液氨 液氨
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。
(1)轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。
(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。

液氨急救措施

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。
液氨事故 液氨事故
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,
循环:检查脉搏,如没有脉搏应施行心肺复苏。
3.初步治疗
氨中毒无特效解毒药,应采用支持治疗。
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。

液氨废气回收

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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。
液氨报警器 液氨报警器
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。
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

液氨相关检测仪

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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。

液氨操作处置

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1.1 操作处置注意事项
严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。
操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。
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。
1.2 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。

液氨运输信息

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2.1 危险货物编号:82503
2.2 UN编号:1005
2.3 包装标志:有毒气体
2.4 包装类别:Ⅱ类包装
2.5 包装方法:钢质气瓶。
2.6 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
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