合成氨的发展历程是怎样的
合成氨的发展历程是一个充满挑战与创新的过程，它不仅推动了化学工业的进步，还对现代农业和工业生产产生了深远影响。以下是其具体介绍：
合成氨技术的早期探索
氰化法的发现：在19世纪末，德国化学家弗兰克等人发现了空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙，这一发现为后来的合成氨技术奠定了基础。
合成氨法的突破：进入20世纪初，随着农业发展和军工生产的需要，科学家们开始探索将氮气转化为氨的工业化方法。哈伯和博施的研究标志着合成氨法的重大突破，他们成功实现了氮气和氢气在高温高压下的直接合成，并解决了催化剂和设备腐蚀等问题。
合成氨工业的发展
中型氮肥技术的引进与发展：中国合成氨工业的发展经历了从引进苏联技术到自主研发的过程。中型氮肥技术的成功应用，为中国化肥产量的增长做出了重要贡献。
大型化、低能耗的趋势：近年来，合成氨工业发展迅速，大型化、低能耗、清洁生产成为主流。技术改进主要集中在研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力等方面。
合成氨原料的多样化
原料的演变：最初合成氨的主要原料是焦炭和无烟煤，随着技术的发展，天然气、石脑油、重质油等也成为了合成氨的重要原料。
煤炭气化的重新重视：由于石油价格上涨，以煤为原料的合成氨路线重新受到重视。煤的储量约为石油和天然气总和的10倍，这使得煤炭气化成为合成氨工业的一个重要发展方向。
合成氨装置的大型化
装置规模的扩大：世界最大单系列合成氨装置规模已达130万吨/年，而中国虽然产量居世界首位，但单系列装置规模较小，平均规模为5万吨/年。
区域性大型合成氨企业集团的建立：为了适应世界合成氨的发展趋势，中国必须建设好大型合成氨装置，改造好中型合成氨装置，自然淘汰小型合成氨装置，建立区域性大型合成氨企业集团。
合成氨工业的未来趋势
技术创新的方向：未来合成氨工业的技术改进主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法等。
环境保护的重视：随着环保意识的提高，合成氨工业也将更加注重清洁生产和资源的合理利用。
总的来说，合成氨的发展历程是一部科技进步史，它不仅解决了人类对氮肥的需求，还推动了相关产业的发展。从早期的氰化法到现在的多样化原料和大型化装置，合成氨工业不断适应时代的需求，展现出强大的生命力。
知禾
2024-08-13 广告
问题描述:
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解析:
在探索合成氨崎岖的道路上，它不仅使两位杰出的化学家勒夏特列和能斯特折戟蒙羞，而且使一位对人类社会发展作出巨大贡献，并因此获得诺贝尔化学奖的哈伯堕落成为助纣为虐与人民为敌的可耻下场。后来人们把合成氨称为化学发展史上的“水门事件”。
1900年，法国化学家勒夏特列在研究平衡移动的基础上通过理论计算，认为N2和H2在高压下可以直接化合生成氨，接着，他用实验来验证，但在实验过程中发生了爆炸。他没有调查事故发生的原因，而是觉得这个实验有危险，于是放弃了这项研究工作，他的合成氨实验就这样夭折了。后来才查明实验失败的原因，是他所用混合气体中含有O2，在实验过程中H2和O2发生了爆炸的反应。
稍后，德国化学家能斯特通过理论计算，认为合成氨是不能进行的。因此人工合成氨的研究又惨遭厄运。后来才发现，他在计算时误用一个热力学数据，以致得到错误的结论。
在合成氨研究屡屡受挫的情况下，哈伯知难而进，对合成氨进行全面系统的研究和实验，终于在1908年7月在实验室用N2和H2在600℃、200个大气压下合成氨，产率仅有2%，却也是一项重大突破。当哈伯的工艺流程展示之后，立即引起了早有用战争吞并欧洲称霸世界野心的德国军政要员的高度重视，为了利用哈伯，德国皇帝也屈尊下驾请哈伯出任德国威廉研究所所长之职。而恶魔需要正好迎合了哈伯想成百万富翁的贪婪心理。从1911年到1913年短短的两年内，哈伯不仅提高了合成氨的产率，而且合成了1000吨液氨，并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT。到1913年的第一次世界大战时，哈伯已为德国建成了无数个大大小小的合成氨工厂，为侵略者制造了数百万吨炸药，因而导致并蔓延了这场殃祸全球的世界大战。这就是第一次世界大战德国为什么能够坚持这么久的不解之谜谜底。
当事实真相大白于天下时，哈伯爱到了世界各国科学家的猛烈抨击，尤其当他获得1918年诺贝尔化学奖时，更激起世界人民的愤怒。
人工合成氨实验的成功令人欢欣鼓舞，它对工业、农业生产和国际科技的重大意义是不言而喻的，但对三位杰出的科学家而言则是黑色的“水门事件”。
1949年前，全国仅在南京、大连有两家合成氨厂，在上海有一个以水电解法制氢为原料的小型合成氨车间，年生产能力共为46kt氨。中华人民共和国成立以后，合成氨的产量增长很快。为了满足农业发展的迫切需要，除了恢复并扩建旧厂外，50年代建成吉林、兰州、太原、四川四个氨厂。以后在试制成功高压往复式氮氢气压缩机和高压氨合成塔的基础上，于60年代在云南、上海、衢州、广州等地先后建设了20多座中型氨厂。此外，结合国外经验，完成“三触媒”流程（氧化锌脱硫、低温变换、甲烷化）氨厂年产50kt的通用设计，并在石家庄化肥厂采用。与此同时开发了合成氨与碳酸氢铵联合生产新工艺，兴建大批年产5～20kt氨的小型氨厂，其中相当一部分是以无烟煤代替焦炭进行生产的。70年代开始到80年代又建设了具有先进技术，以天然气、石脑油、重质油和煤为原料的年产300kt氨的大型氨厂，分布在四川、江苏、浙江、山西等地。1983、1984年产量分别为16770kt、18373kt（不包括台湾省），仅次于苏联而占世界第二位。现在已拥有以各种燃料为原料、不同流程的大型装置15座，中型装置57座，小型装置1200多座，年生产能力近20Mt氨。
目前，中国是世界上最大的化肥生产和消费大国，合成氨年生产能力已达4222万吨。但合成氨一直是化工产业的耗能大户。6月7日～8日，全国合成氨节能改造项目技术交流会在北京召开，明确了“十一五”期间合成氨节能工程在降耗、环保等方面要达到的具体目标。
会议根据“十一五”期间《合成氨能量优化节能工程实施方案》规划，确定的这一重点节能工程的目标是：大型合成氨装置采用先进节能工艺、新型催化剂和高效节能设备，提高转化效率，加强余热回收利用；以天然气为原料的合成氨推广一段炉烟气余热回收技术，并改造蒸汽系统；以石油为原料的合成氨加快以洁净煤或天然气替代原料油改造；中小型合成氨采用节能设备和变压吸附回收技术，降低能源消耗。煤造气采用水煤浆或先进粉煤气化技术替代传统的固定床造气技术。到2010年，合成氨行业节能目标是：单位能耗由目前的1700千克标煤／吨下降到1570千克标煤／吨；能源利用效率由目前的42.0％提高到45.5％；实现节能570万～585万吨标煤，减少排放二氧化碳1377万～1413万吨。
据了解，十多年来，我国合成氨装置先后经过油改煤、煤改油、油改气和无烟煤改粉煤等多次反复的原料路线改造和节能改造，先后在烃类蒸汽转化工段、变换工段、脱碳工段、控制系统等进行了数十项大型改造。其中造气炉、炉况监测与系统优化、脱硫系统等技改始终是重点。但是，由于装置原料路线、资源供应、运输、资金与技术成熟度等诸多方面原因，合成氨节能技术改造的效果始终未能达到预期目标。到2004年底，合成氨单位能耗平均为1700千克标煤／吨，吨氨平均水平与国际先进水平相差600～700千克标煤。据了解，合成氨节能改造项目的具体实施由中国化工节能技术协会负责。
