②还原性(使某些金属氧化物还原) H2+CuO=Cu+H2O（置换反应） 2.1.3 氮气 （1）物理性质：
氮在常况下是一种无色无味的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），在标准情况下的气体密度是1.25gL，氮气难溶于水，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。氮气是难液化的气体，氮气在极低温下会液化成无色液体，进一步降低温度时，更会形成白
色晶状固体。在生产中，通常采用黑色钢瓶盛放氮气。其他物理性如下[20]：
化学式 N2 相对分子质量 28.013
熔点 63.15K，-210℃ 英文名称 Nitrogen
沸点，101.325kPa（1atm）时 77.35K，-195.8℃ 临界温度 126.1K，-147.05℃ 临界压力 3.4MPa，33.94bar，33.5atm
临界体积 90.1cm3mol 临界密度 0.3109gcm3 （2）化学性质[20]：
由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出，除了NH4+离子外，氧化数为0的N2分子在图中曲线的最低点，这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲，N2是热力学稳定状态。氧化数为0到+5之间的各种氮的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线（图中的虚线）的上方，因此，这
些化合物在热力学上是不稳定的，容易发生歧化反应。在图中唯一的一个比N2分子值低的是NH4+离子。由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图和N2分子的结构均可以看出，单质N2不活泼，只有在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨。. a.氮化物反应
氮化镁与水反应：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
在放电条件下，氮气才可以和氧气化合生成一氧化氮：N2+O2=2NO 一氧化氮与氧气迅速化合，生成二氧化氮2NO+O2=2NO2 b.氮和活泼金属反应
N2 与金属锂在常温下就可直接反应：6 Li + N2=2 Li3N N2与镁条反应：3Mg+ N2=Mg3 N2 c.氮和非金属反应
N2与氢气反应制氨气：N2+3H2=2NH3（可逆） 2.2 氨回收工艺流程
氨回收精馏塔的生产任务是将中继槽的贮槽气和液氨球罐的贮罐气进行回收做成浓氨水，吸收氨后的尾气并入燃烧气管网，同时负责将氨水中的氨提纯为合格的液氨产品输送至液氨球罐。 A、生产工艺流程[21]
由吸收塔的底部出来的氨水（氨回收不开时可直接回到氨水槽）进入溶液换热器的管间与再沸器冷凝液（或精馏塔底部出口残液）进行换热，被预热后的氨水从进料管进入精馏塔的中部。在塔内自上而下与再沸器出来升腾的蒸汽逆流接触，氨水中的氨经过塔板逐渐被提取变成纯度很高的气氨，由精馏塔顶部出来进入塔顶冷凝器管间，气氨被冷凝成液氨回收至塔顶液氨贮槽内，贮槽内的合格液氨一部分由泵送至精馏塔顶回流，以控
制塔顶温度。另一部分用泵输送至液氨球罐内。
下图就是氨回收系统工艺流程图，其中T1002代表气氨吸收塔，E1002代表换热器，E1003代表水冷器，E1004釜残液冷却器，E10105代表精馏塔塔底再沸器，T1003代表氨回收精馏塔，E1006代表精馏塔塔顶冷凝器，V1003代表液氨储槽，P1001A和P1001B分别代表两个并联的循环泵，P1002代表外送泵，V1002A和V1002B分别代表两个并联的氨水储槽，P1003A和P1003B分别代表两个并联的回流泵。
E1006V1003E1002E1003T1003E1004E1005T1002含氨废水处理送老区现场V1002AP1001AP1001BP1002V1002BP1003AP1003B尿素 图2.1 氨回收工艺系统流程图
第3章 工艺计算
3.1 精馏塔的物料衡算
（1）已知条件
氨回收精馏塔年产990吨，粗氨水中含氨17％,溜出液中氨的质量分数为99％，釜残液中氨的质量分数为0.2％，氨的摩尔质量MA=17 kgkmol，
水的摩尔质量MB=18 kgkmol，年工作日以330天计，每天24小时，则：
990吨330天=3吨天=0.125吨小时=125kg= []
（3-5）
=
10.9954.5(1?0.99)[?]=6.95×10-2
54.5?10.2241?0.224取R=1.5Rmin=1.5×6.95×10-2=0.10425
精馏段操作线方程 精馏段摩尔流量：
液相L＝RD=0.10425×9.719=1.013(kmol=
VVS?4?d0u020.0945?4=58.7 59(个) 23.14?0.039?1.35（3-37）
（2）浮阀排列方式
取塔板上液体进出口安定区宽度=50mm，取边缘区宽=50mm。
=-(0.05+0.0715)=0.129(m) r==-0.05=0.2(m)
有效传质区面积
xAa?2[xr2?x2?r2sin?1()]r
（3-38）
=2[0.1290.22?0.1292?0.22sin?1(开孔所占面积
A0?n
0.129)]=0.813(m2) 0.2?4d0?59?23.14?0.0392?0.070(m2) 4