什么是氨的合成？(ammonia synthesis?)

氨合成是指从氢气和氮气的结合中生产出氨。所生产的大部分氨被用作化肥，尽管它也可以用于其他用途，如制造炸药。该工艺于20世纪初在德国开发。...

氨合成是指从氢气和氮气的结合中生产出氨。所生产的大部分氨被用作化肥，尽管它也可以用于其他用途，如制造炸药。该工艺于20世纪初在德国开发。

大气中充满了氮气，但它没有活性，一般不会与其他元素结合。制造氨气（NH3）的基本策略是在高温和高压下将氢气（H2）与氮气（N2）结合。在化学上，这是一个困难的反应，因此需要一种药剂来加速这一过程。

催化剂是一种能使反应更快地进行的化合物。在合成氨的过程中，使用的催化剂通常是铁。使用的铁的类型是还原磁铁矿。还有其他化学品可用作催化剂，但铁是最常见的。

氢气的来源通常是天然气，也被称为甲烷，CH4。这描述了氨合成的基本过程。在合成氨厂中还会发生许多其他步骤。首先，通过与氧化锌反应从天然气中去除硫磺化合物，氧化锌被转化为硫化锌。这就留下了游离的甲烷，甲烷再经过几个转化过程，生成氢气。

使用的温度约为1482°F（400°C）。使用的压力小于反应的最佳压力。出于安全考虑，使用的压力约为200个大气压（atm）。在这些条件下，产量约为10-20%。当混合物离开反应器时，它被冷却，因此，氨将成为液体。热量被捕获并重新用于加热进入的气体。

这种合成氨的方法被称为哈伯工艺，因为它是由德国化学家弗里茨-哈伯创造的，他开发了化学反应的条件。他是在20世纪初含氮化肥短缺的情况下开发的，也是因为德国在第一次世界大战中需要炸药，目前，全世界都在大规模生产氨。

为反应制造氢气的另一种方法是通过电解水。电解使用电力来分解化合物。在这种情况下，水被分解为氢气和氧气。这已经与水电站的电力生产结合起来进行。早在1911年，电解水已被用于为合成氨提供氢气。

一些微生物能够利用空气中的氮气来产生氨气。这个过程被称为固氮作用。在这种情况下，催化剂是被称为氮素酶的复杂酶。进行这一过程的细菌生活在豆科植物（如豌豆）的根部。固氮作用大大改善了许多土壤的营养状况。

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