第 1 课 化学工程DOC.docx
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第1课化学工程DOC
第1课化学工程
化工工程是在技术规模上，原料经过物理和化学变化的操作，工厂的设计及过程的发展。
工业流
程是建立在化学，物理和数学基础上应用的。
物化和物理的规律控制着化学工程操作的可行性和效率。
能量的变化来源于对热力学的考虑，这是很重要的。
数学在局部优化和模型中是一个基本的工具。
局部优化的定义是安排原料，设备，和能量尽可能多收益，经济的操作。
模型是复杂系统过程中理论数学原型的结构，一般情况下是要电脑帮助的。
化学工程和工业过程一样有历史。
化学工程的传统起源于早期文明的发酵，蒸发过程的操作。
现
代化学工程是在大规模的发展中形成的，化学品的生产操作是在19世纪下半叶。
通过其以独立的学科发展，化学工程为持续生产，已经可以直接解决大规模生产操作和设计中遇到的问题。
在19世纪中叶，化学产品是以手工操作所组成，随着需求量的增大，公众注意到有毒废物的排放和同行间为了获得更大效率带来的刺激进行竞争。
这样就导致出现了大量的生产操作与资源相结合，同时也引出了以科学为基础的工业生产手艺。
结果是对了解制造过程相关知识的化学家有所需求，因工业化学家或化学技术师所著知。
化学工程师这一术语大概在1900年才被广泛使用。
不管其在传统化学品制造中的显现，在石油炼制的发展中扮演着一种角色，化学工程设计成为稳定地独一无二的学科。
工厂需要有一种能力去连续不断地，高效率地进行物理分离过程操作，这是一个传统化学家或机械工程师未能遇到的挑战。
化学工程设计发展的里程碑是1901年出版的第一本由戴维斯和一名英国化学顾问编写的专业性的课本。
它集中设计了有关特殊操作中的条款。
注意到加工厂包括的一系列操作，如混合、蒸发、过滤，无论产物是什么，这些操作都基本相同，从而导致了单元操作的概念。
这是美国化学工程师利特在1915年第一次明确叙述，为化学工程设计的分类形成了基础且在接下来的40年统治了这门学科。
单元操作的数量，化工厂的建筑层不是很高。
复杂性产生于各个单元操作进行时的条件变化。
同复杂的工厂可划分为基本的单元操作一样，过程工业中涉及的化学反应也可分成为一定的单元过程（如聚合、酯化和硝化），它们具有共同的特性。
分类成单元操作过程让过程工程设计的研究合理化。
这样的单元表达在基于实际实验时受到限制这样的分类中，遭受不利。
自从二战结束，基本现象的检查涉及了各种各样的单元操作，显示出这些都是依靠于质量传输、热量传输和流体流动的基本准则。
这些使种种的单元操作统一，并且用它自身的权利使化学工程设计科学得以发展；结果，在传统化学工业以外的领域也有许多应用被发觉。
研究化工依赖的基本现象需采用数学形式来描述，并借助复杂的数学技术来解决。
数字电脑的出现使得辛苦的设计结果迅速执行，公开工业过程的精确局部优化的方法。
如所用的能量来源、工厂布置和环境因素这样的不同参数引起的变化可正确和快速地得到预测，就可能选择出最佳的组合。
化学工程技术的作用。
化学工程设计师工作于过程和工厂项目的设计和发展中。
因此数据和预测必须以向导经验来完成或确定。
工厂操作和控制是化学工程师比化学家日益了解的领域。
化学工程技术为新设计的经济估价和市场、工厂建筑部门提供理想的背景。
化学工程技术的分科。
化学工程技术的基本原则支撑于扩大过程发展，超过化学工业界限的操作，
化学工程师在传统区域以外操作的范围内所工作。
塑料、聚合物和合成纤维在生产中涉及化学反应工程问题，其中流体流动和传热是生产中主要考虑的因素。
纤维的染色工艺是传质。
纸浆和纸的制造涉及流体流动和传热问题。
当规模和材料不同时，在现代持续的食品中这些将再次被发现。
制药工业提出化学工程问题，以及现代药物的有效性的解决。
核工业，特别是在燃料加工和再加工方面，和化学工程师做出相似的需求。
金属发展工程的许多部门，从钢铁制造延伸到稀有金属的分离都需要涉及化学工程师。
化学工程技术的进一步运用在燃料工业中被发现。
从燃料电池的设计到推进剂的生产，相当数量的化学工程师参与了空间的探索。
展望未来，化学工程技术有可能提供至少两个世界主要问题：
给海水脱盐的所有地区提供充足的淡水以及防止污染的环境控制。
第5课过滤
从悬浮液中分理处固体主要使用多孔介质或是筛网等材料，这些材料可以滤出固体是液体通过从
而达到过滤的目的。
通常，多孔介质的孔径要大于将要除去物质的粒径，只有当在介质上已经有沉淀
物时，过滤才能起到很好的作用。
在化学实验中，都是用布什漏斗过滤，利用真空把液体从薄的颗粒
层中吸出。
更简单的方法是把悬浮液倒入装有滤纸的锥形漏斗中。
在工业生产中同样操作的难点在于
需要控制更大量的悬浮液和固体。
要得到更厚的固体层需要更的压力是更多的液体通过固体层还需要
更大的面积。
一个普通的过滤操作需有过滤介质，固体层或者滤饼形成。
要处理的悬浮液量变化将会很大，从处理量很大的水净化和采矿工业中的矿物到精细化工中处理
相对较小的涉及各种固体的情况。
在化工厂的众多实例中，他们所需固体体积的大小和物理性能是非
常重要的，因此在选择设备和操作条件时需考虑以下因素：
a）液体的性质尤其是挥发性，粘度，浓度以及腐蚀性。
b）固体的颗粒大小，形状，分离大小以及包装的特点。
c）悬浮液中固体的含量。
d）将要处理物质的重量和价值。
e）产品是否是固态，液态或是两者都有。
f）滤出的固体是否需要洗涤。
g）无论是由于很轻微的污染造成的悬浮接触或滤液用对设备的各个组成部分都是有害的产品
h）进液是否需要加热。
i）不同形式的预处理是否有帮助。
过滤是一种物理操作，比液体挥发和干燥需要的能量少，这种液体主要是水具有很大的潜热。
在
普通的操作中，在介质上形成的滤饼可以阻止流量的迅速增加。
在初始的流量中，颗粒沉积在流层表
面，滤布成为真正的过滤介质。
这些初始的沉淀物可能由初始流量预涂材料形成的。
影响过滤效率的
因素如下：
a）溶液从进液的一端到过滤介质的另一端所需的压力。
b）过滤介质的表面积。
c）滤液的粘度。
d）滤饼的阻碍作用。
e）过滤介质和过滤层的阻碍作用。
上面所描述的过滤产物称为滤饼。
悬浮液中固体的含量较大，大多数颗粒都是从过滤介质上分离
出来的滤饼。
在气体和水中固体的含量较少，这些颗粒的粒径要比过滤介质的孔径小得多，它将会通
过过滤介质，这一过程称为深床过滤。
在下一节中将介绍过滤装置的类型。
第6课传热
几乎所有的操作由化学工程师涉及生产能量以热的形式放出或吸入。
规律的转移的热量和类型
的装置,其主要对象为控制热流,因此具有十分重要的意义。
当两种物质在不同温度下的接触热阻的发挥、热流体从高温降到低的温。
净热流总是流向温度降
低的方向。
所采用的机制有三个:
热传导、热对流和热辐射。
传导如果一个温度梯度存在于一个连续的物质,热量的陪伴下,不能出现任何可见流动的物质。
热流量进行这种被称为传导。
在金属固体中，热传导是由于自由电子运动所造成的，所以其导热系数
与电导率非常相近。
固体，这是电的不良导体,而且在大多数的液体,热导的运输结果势头的单个分子
沿温度梯度。
气体中的热传导是由分子的随机运动所造成，这样热量从高温区“扩散”到低温区。
最
常见的例子是热流传导在不透明的实体,如砖墙上的金属壁燃烧炉或一根管子。
对流当一种流体或者宏观粒子流通过一种特殊的界面时，例如一个控制体积的边界，它携带着
一定量的焓值，这样的焓值的流动被称为热对流，或者简称对流。
由于对流是一种宏观现象，它只发
生在有力作用在粒子上或者流体保持和摩擦力相反方向的运动时。
对流和流体力学联系紧密。
实际上，
热力学中对流并不被看做是热量的流通，而是焓通量，用热量的流动来识别对流是一种方便的方法，
因为事实上要把对流从传导中分离出来是很困难的，当它们都归并在一起时才叫做对流。
对流的例子
是：
由于狂暴的流体和暖空气的流体产生的涡流来使热焓通过并离开普通散热器的过程。
自然对流和强制对流力用来使两种类型的流体产生对流，这种行为叫做自然对流。
空气流通过
一个热的散热器就是自然对流的一个例子。
如果流体的运动是建立在像泵或鼓风机等机械设备的基础
上的，且流动取决于浓度梯度的变化，这种对流被称为强制性对流。
利用泵进行热量的管道输送就是
一个强制对流传热的例子。
这两种力可能在同一种流体中同时起作用，自然对流和强制对流会一起发
生。
辐射辐射是电磁波通过空间转移能量的一个术语。
如果辐射穿过空的空间，它既不会转变为
热量或其他形式的能量，也不会改变它的传递途径。
然而，如果问题出现在其传递路径，辐射将会传
递、反射或者吸收。
它只是吸收能量产生热，这个转变是定量的。
例如，熔凝石英传送几乎所有冲击
它的辐射；一个光亮的表面或者镜面将会反射大部分冲击它的辐射；黑色哑光表面会吸收大部分所收
到的辐射并且将吸收的能量转变为定量的热。
对于单原子和双原子气体，热辐射是可透射的，通过辐射和对流传导这些常见的流动主体获得热
量，这两种及历史相互独立和并存的，因此这种类型热量的流动可以被控制或者依靠其他因素而转变。
对流传导和辐射可以分开单独研究，他们分开加在一起无论哪种情况的影响都很重要。
在及普通的情
况下，辐射在高温时变得很重要，并且在流体流动环境中是独立存在的。
流动传导对流动的条件是很
敏感的，相比较而言不受温度标准的影响。
第7课气体的吸收
通过吸收将气体混合物中一个或多个组分脱除到合适的液体中去，是第二大基于扩散速率控制的相继传质的化工操作。
因此，丙酮，可以恢复从丙酮-空气混合物通过气流成水，在丙酮溶解，而空气通过。
同样，氨可能会从一个氨-空气混合物在水中的吸收。
在这些例子中的每个过程或在液体中的气体吸收，可被视为一个物理过程，化学反应，没有明显的影响。
然而，当氮氧化物的水吸收硝酸或氢氧化钠溶液吸收二氧化碳时，发生化学反应，其性质影响的实际吸收率。
吸收过程，因此方便地分为两组，那些在这个过程中是纯粹的发生了物理和化学反应。
在考虑设备的设计，以实现气体吸收，主要要求是，有液体的亲密接触带来的气体，和设备的有效性，促进两个阶段之间的联系的成功很大程度上将由它决定。
吸收的过程中最有用的概念是由双膜理论。
根据这一理论，材料转让的大部分阶段对流，浓度的差异视为可以忽略不计，但在附近的各个阶段之间的接口。
在这个接口两侧，它应该是电流的消亡和存在的液体薄膜，通过这种转移影响单分子扩散。
这将略高于层子层的厚度，因为它提供了一个相当于整个边界层阻力。
据匹克的法律扩散转移率是成正比的浓度梯度和接口方面，发生扩散。
假想在这个任一边界面气流消失而且有存在一个流体的膜层，传热影响分子扩散。
这个膜层将略比更厚层流底层，因为它提供一个与其边界层等量。
根据选择导热率扩散与总的浓度梯度是成比例的，扩散在发生。
设备的一般形式类似于精馏设备，塔盘通常用于大型的安装。
操作方法不同。
吸收，气体从塔底流入，液体从塔顶流入，由于液体吸收气体，溶剂留下在底部，未吸收的气体组分从顶端离开。
吸收与蒸馏的本质区别在于前者气体被生产在每阶段由液体的局部汽化——因此在它的沸点，而吸收液体是低于它的沸点。
在精馏过程中，正反向都有分子扩散，因此对一理想体系，存在着等摩尔反向扩散；但在吸收的过程中，气体分子扩散进入液体，而反向扩散可忽略。
通常，因为吸收与蒸馏的塔盘布局不同，液体在吸收时的流速要比气体的大。
而且，在吸收塔内液体流速加大，充满塔盘是常用的方法。
由于各种吸收塔的作用及说明书，大量的不同种类被发明并使用。
不同种类的气体吸收设备被初略的分为三部分：
a）填料塔，b）泡罩塔,c）混合类型，包括喷雾室和搅拌容器。
然而，每项的设计目标是使气液接触相界面符合规定。
第一笔开销包括最初的成本；塔体；填
料；吸收剂；泵；鼓风机；通风管道；加热器；冷却器；换热器；循环溶剂系统，如果需要的话。
生
产成本包括气体和溶剂的循环，维修，工时，再沸器，冷却水，溶剂组成，未被吸收物质的价值的流
失。
按需要选择最经济的操作条件及设备尺寸。
第8课精馏操作
精馏是一个通过加入或移走热量，将含有二个或二个以上组分的液体或蒸汽混合物进行分离，获
得所要求的纯度组分的过程。
众所周知，纯液体在同一温度下存在着不同的挥发度（例如，蒸汽压），
因此如果提供液体混合物热量，由那些有更高的蒸汽压的挥发物产生更多的蒸汽。
如果蒸汽冷凝，它
将变得洁净了，因此一定量的纯化物将被获取。
这即是精馏操作潜在的基本原理。
一个精馏过程可分为两种不同的方式：
两种物质分离的二元精馏和两种物质以上分离的多元精
馏。
一个典型的板式精馏塔包括一个装有很多等距塔板的垂直塔身。
每块塔板有两个导管，一边一个，称之为降液管。
通过重力作用，每块塔板上的液体从这些降液管流至下块塔板。
塔板一边的溢流堰能够维持塔板上一定液体的高度。
各种各样的塔板都能在市场上买到。
最简单的是筛板，一个金属板上有很多供蒸汽流动的钻孔。
蒸汽的流量必须足够大，以防止液体从筛孔下漏。
许多年来在化学和石油工业中，泡罩板是最为熟知的汽液交换的场所。
近年来浮阀板在精馏操作中非常流行。
垂直塔身由合适的管子连接到名为再沸器的装置，为精馏操作提供很必要的汽化热，并连接到冷凝器上，冷凝塔顶蒸汽。
有很多不同类型的再沸器和冷凝器均在使用中。
塔身与再沸器，冷凝器一起组成了精馏塔。
让我们考虑一下塔是如何运转的。
为简单起见，假设，两种液体混合物的料液将被分离成相对纯净的产品。
料液进入（或多或少的）塔中央的那块板叫进料板。
液体因重力作用由一块板流下至另一块板并与过程中板下上升的蒸汽在板上接触。
板块1上的液体流进塔底流到再沸器上，进行部分汽化。
未汽化的液体是精馏操作的产品之一。
它称之为塔底产品，从再沸器上移出。
塔底中最难挥发性物质浓度最高因此它的温度，即也是再沸器上蒸汽的温度，是塔内任何位置处最高温度。
由于精馏操作过程中两种物质的挥发度不同，再沸器上产生的蒸汽易挥发的
组分更多。
蒸汽上升与下流的液体在板上接触，开始时在板1上接触。
较热的蒸汽与液体混合引起了
热量和质量的传递，其净的传递结果是某些易挥发组分汽化，并冷凝了等量热量的不易挥发组分。
因
此进料液由于液体下降越来越多的浓缩成不易挥发组分而被提馏，进料板及其以下的板组成了提馏
段。
进料板及其以上的板组成了精馏段。
进料板上上升的蒸汽与液体接触即每块板上更多集中了易挥
发组分，部分不易挥发组分的冷凝换取部分易挥发组分的汽化。
因此流进塔内的蒸汽浓缩了易挥发组
分。
塔顶蒸汽含有易挥发组分浓度高于塔内任何一位置。
蒸汽被冷凝器冷凝，部分作为馏分产品移出，
剩下的返回塔内做回流。
这种液体，在易挥发组分方面最纯净，接触与进料板上上升的蒸汽并且热量、
质量传递过程同时发生。
回流液与料液结合在提馏段作为液相。
应该清楚地描述精馏操作基本步骤包括塔板上气液相重复接触。
在理想状态下，在给定的塔板上
液相和气相的离开将遵循热力学平衡。
第9课溶剂萃取法
将含有两种或两种以上组分的液体溶液分离的方法是化学工程学问题中最普通的一种。
最常用步
骤有蒸发、部分结晶、以及精馏，这些分离操作是利用溶液中各组成溶度和挥发度的不同来实现。
或
者，通过将一种液体与另一种具有选择脱除一个或多个组分的液体相接触，常常可实现所要求的分离。
在溶剂中分离是因为组分在溶剂中比其他的形态中更容易实现分离。
溶液和溶剂不可以完全互溶，因
为通过机械分离两种液相的目的是对需要分离的起作用。
通过分离没有借助蒸发来完成分离操作，我
们认为挥发和精馏通常要求恢复从两种液体产品分离出来的组分。
溶剂萃取法也涉及固体和溶剂的操
作，例如从棉籽中萃取油。
然而，这篇文章限制溶剂萃取过程，在这个过程中，有一液体溶液相和一
液体溶剂相作用（称之为液-液萃取）。
对组分之间的挥发度的相差不大而用精馏方法又难以分离的不同化学类型的化合物进行分离，是
萃取的常规应用之一。
其中一个例子是在溶剂精炼润滑油中分离芳烃和烷烃。
在其他情况下,采用溶
剂萃取法,因为这些是热敏性组件,往往在常温下分解的蒸馏或蒸发。
从稀溶液中制取青霉素和链霉素
或其他生物制品，可先通过溶剂萃取的方法来浓缩和提纯，以便在分布结晶和沉析中获得纯净产品。
在一些情况下，萃取可以提供经济的例子，在这些例子中全部的精馏都是实例。
因为通过与标准
校正的实例比较，因此，Othmer和Trueger主张节约热量从淡水溶液中萃取丙酮和乙醇。
这是基于事
实可以得到的，适度的浓缩精华使用适当的溶剂、热能的需求,这些萃取精馏可能不及蒸馏原淡水溶
液。
溶剂萃取工艺包括一下四种操作：
a）让溶剂和溶液亲密接触两相分离；
b）萃取相中溶质的移动和恢复；
d）所有相中溶剂的移动和恢复（一般是精馏）。
在一些类型的设备中而已实现所以的接触，例如：
挡板混频器，它是运用两相流喷气的冲击，摇
动含有液体的容器、列板、包装、塔、或者是离心接触器。
通过简单沉淀水槽或通过离心机完成分离。
当各相在接触设备中高度分散后，再进行各相的分离通常是十分困难的。
在两相中密度存在较大的差
异使得分离变得简单，但是在分离过程中存在乳化剂可能比存在较小密度差异引起更多的问题。
在相
分离以后，溶剂通常会通过溶剂层的平常精馏被恢复，用术语说是“萃取液”，以及在溶液层的，称之
为“萃余液”。
第12课动量传递、热传递以及质量传递（三传）
在化学和石油工业的大多数单元操作中会遇到一个或多个过程涉及到三传（动量传递、热传递以及质量传递）。
如流体在绝热的条件下流动，穿过一个带有粒状微粒的床层，在其流动方向上存在压力梯度，并且在接近垂直于每股流体运动方向上形成速度梯度，这就在以不同速度运动的各流体元素之间发生动量传递。
如果在流体与管壁或者与微粒之间存在了温度差，那么热传递同样也会发生，而且流体流动的方式也将会直接影响到对流传热的部分。
这就是在同一个过程中同时进行动量传递和热量传递的一个例子，而在这一个过程中一个相同的基本机制影响所有的工序。
小部分的精馏和气体吸收常常是在填料柱内发生的，在填料柱内气体或蒸汽是相对于液体逆流上升的。
在这种情况下，填料的作用就是在两相之间提供大的相界面积，并增强液体内部的湍动。
在一个非常湍急的流体内每一个单位面积内的动量和质量的传递速度都是很高的，并且当压力升高时，动量和质量的传递速度都是一起增加的。
在某些情况下，三传会同时发生，例如，在凉水塔中显热和蒸发将同时在水珠表面发生。
眼下这展现的不仅仅是三传过程物理性质的关联，也在它们之间可以形成一个定量关系。
在传递过程中另一个相互影响的形式对热量的扩散现象也是有责任的，热扩散是在温度梯度的作用下一个组分的混合动作。
尽管这些是热扩散的重要作用，但是通常情况下微微相对巨大的影响来自浓度差的出现。
当一个流体在流线型的条件下流动于某个表面之上时，速度较快靠前的组分是叠加于分子速度的随机分布中，并且垂直于壁面的运动只是由于分子的随机运动造成的。
这样，如果两个邻近的流体层在以不同的速度运动，那么它们将会有一个使高速层流动延缓的趋势，并且可以通过各个方向上的分子连续移动的效能来加速低速层。
因此，将有一个净的动量从高速层传向低速层。
类似的，如果流体是由两种或多种组分混合而成，那么在任意温度梯度和浓度梯度下，分子的运动将会倾向于减少的趋势。
在边界上，分子传递的影响因壁面的拉力而平衡。
如果流体的运动是湍流，那么流体间通过涡流运动的传递是叠加在分子传递过程中的。
在这种情
况下，传递到表面的速率将会是一个湍流等级的效果。
当流体是高度湍动时，通过分子运动的传递速
率与涡流运动相比是可以忽略不计的。
对于微弱的湍流程度，这两种运动可以是相同的数量级。
除了动量以外，不管是热量还是质量都是能够发生转移的，或者是通过单独的分子扩散或者是通
过分子扩散与涡流扩散相结合的作用。
因为涡流扩散的作用是普遍远远大于那些分子扩散的。
这样，
热量和质量流动在表面上的主要阻力是处于层流底层内的。
对于沿管道充分发展的湍流流动，层流底
层的厚度几乎与雷诺数成反比。
这样热量和质量的传递系数远高于高位雷诺数。
第13课哈伯氨合成工艺
所有制造氨的方法几乎都是在第一次世界大战之前德国的哈伯，能斯特和博施开发的方法上进行
的微调。
氢和氮之间反应的原则很简单，它是放热反应，而且低温有利于反应向右进行。
可是自然赋予分
子氮不方便的、牢固的三键，使分子无视热力学。
在科学术语来说，在动力学上，分子是“惰性的”，
只有相当剧烈的反应条件才有可能使反应以相当的速度继续进行。
自然界中固氮（含义，反论的，“有
用的反应”）之源是闪电，闪电可以放出强烈的热量足够可以用氮和氧创造出氮氧化合物。
在化工厂中要得到足够大的产量的氨，我们需要使用催化剂。
哈伯发现这一点，并且获得了诺贝
尔奖，一些铁化合物是可用的催化剂。
即使使用催化剂，也需要极端压力（先前压力升高至600大
气压）和温度（大概在400摄氏度）。
因为四个体分子变成两个分子，增高压力使化学平衡向前移动。
然而，高温会使反应向不利的方
向移动，虽然高温能使反应更快。
必须选择折中方案使反应以合理速度和合理转化率进行。
准确的选
择取决于其他经济因素和催化剂细节。
相对于更理想化的早期工厂，现代化工厂趋向于使用低压和高
温（再循环未转化的物料），因为资金和能量消耗更重要。
生物学的固氮也用到催化剂，催化剂是镶嵌钼（或钒）和铁的巨大蛋白质。
1992年以前，催化
剂的详细结构一直困扰着科学家。
催化剂工作的细节目前仍然不清楚。
所有不同种类的合成氨工厂的普遍的特征是加热合成气混合物，压缩并通入到含催化剂的反应器
中。
反应的基本方程式很简单：
N2+3H2=2NH3
工业生产过程中需要实现的是反应速度和反应产量的双赢。
已经在不同的时间和经济现状下寻找不同的组合。
早期的化工厂倾向用很高的压力（在单程反应器中提升产量），但是现代的许多化工厂已经接受了低压下更低的单程收率，也选择低温以节约能量。
例如，ICI的LCA（领先的概念氮）工艺，在低压下工作（合成氨工厂）、再循环未反应的气体，并注重整个过程中的能量流动，因此在一个过程中产生的能量不会扩散到大气中而浪费，而是可以用于其它需要能量输入的场所。
LCA过程也使用具有很高的活性寿命的催化剂，可以通过仔细纯化原料气避免催化剂中毒。
为了确保反应器的最大产量，通常当达到平衡对合成气进行冷却。
可以用换热器冷却，或在反应点注入冷却气。
结果可能会使反应在接近平衡的地方“凝固”。
由于是放热反应（高温下平衡不利于合成氨），必须仔细控制加热来实现最大产量。
哈伯工艺输出的是氨和合成气的混合物，因此下一阶段需要把这两种气体分离，分离出的合成气可以再循环。
通常是通过冷凝氨来完成的（氨的挥发度不如另一种组分，氨的沸点大概在-40℃）。
氨的主要用途不是生产含氮化学物进一步应用于工业，而是生产化肥，如尿素，硝酸铵，磷酸铵。
肥料消耗80%生产的氨。
例如，1991年，美国，消耗了下列氨的衍生产品，大多数是化肥：
尿素，硫酸铵，硝酸铵和磷酸氢二铵。
化学中氨的应用广泛。
索尔韦工艺用氨制造纯碱，因为氨是循环的所以并不出现在最终产品中。
很多工艺直接利用氨，包括氰化氢和芳香族含氮化合物，如吡啶。
许多高聚合物中含的氮（如尼龙和
丙烯酸树脂）均源于氨，常通过腈类或氰化氢制成。
大部分其它过程利用硝酸或硝酸盐作为氨源。
硝
酸铵，用作富氮化肥，大量用于炸药中。
第14课石油
石油是碳氢化合物的混合物，以液态、气态或固态形式存在于地球中。
“石油”这一术语通常专指液体形式，一般称为原油。
但作为一个技术术语，它也包括天然气和粘滞
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