Методи за добивање амонијак

Суровината за производство на амонијак е азотна-водородна смеса (ABC) со стехиометриски состав N2:H2 = 1:3.гориво, конверзија на природен гас (сл. 14.5).

Ориз. 14.5. Суровини за производство на амонијак

Структурата на суровинската база за производство на амонијак е променета и над 90% од амонијакот се произведува врз основа на природата - 14,3 ја покажува динамиката на промените во структурата на главните видови суровини за производство на амонијак.

Табела 14.3. Промени во суровинската основа за производство на амонијак

Азотно-водородната смеса, без оглед на начинот на нејзината подготовка, содржи нечистотии на супстанции, од кои некои се каталитички отрови, кои предизвикуваат и реверзибилно (кислород, јаглеродни оксиди, водена пареа) и неповратно (разни соединенија на сулфур и фосфор) труење на катализатор.

За да се отстранат овие супстанции, ABC е подложен на претходен третман, чии методи и длабочина зависат од нивната природа и содржина, односно од начинот на производство на ABC. Обично, ABC добиен со конверзија на природен гас содржи јаглерод моноксид (IV), метан, аргон, траги од кислород и до 0,4% вол. јаглерод моноксид (II).

Апсорпција со течни чистачи (влажен метод) и адсорпција со цврсти чистачи (сув метод) се користат во индустријата за прочистување на ABC. Во исто време, процесот на чистење може да се спроведе во различни фази на производство:

Изворниот гас пред да се достави за конверзија;

конвертиран гас за отстранување на јаглерод моноксид (IV) од него;

Азотната смеса непосредно пред синтезата на амонијак (АБЦ фино прочистување).

Првите два процеси се разгледуваат во описот на соодветните индустрии.

Фино прочистување на ABC се постигнува со хемисорпција на нечистотии со течни реагенси и, конечно, со нивна каталитичка хидрогенизација или миење на ABC со течен азот.

За да се отстранат јаглерод моноксид (IV) и водород сулфид, ABC се мијат во спакувани кули со алкални реагенси кои формираат термички нестабилни соли со нив: воден растворетаноламин или топол, активиран со додавање на диетаноламин, раствор од калиум карбонат. Во овој случај, се случуваат следниве реакции:

Х 2S+CH 2OH-CH 2NH 2+HS- - ?Н,

ПА 2+ К 2CO3 + H 2О? 2KNSO3 - Н.

Јаглерод моноксид (II) се отстранува од ABC со миење со раствор од бакар-амонијак од бакар ацетат:

CO + NH3 + + Ac? + Ac -?H,

каде: AC \u003d CH3 ТАКА.

Абсорбентите кои се користат за хемисорпција формираат нестабилни соединенија со оние кои се апсорбираат од ABC. Затоа, кога нивните раствори се загреваат и притисокот се намалува, растворените нечистотии се десорбираат, што го олеснува обновувањето на абсорбентот, неговото враќање во процесот и обезбедувањето на циклусите на работа на апсорпција според шемата:

каде што: P е примесата која се апсорбира од ABC, A е абсорбента, PA е комбинацијата на смесата и абсорбентот.

Повеќе ефективен методпрочистување на ABC од јаглерод моноксид (II) е миење на ABC со течен азот на -190 ° C, што се користи во современи инсталации, при што, покрај јаглерод моноксид (II), од него се отстрануваат и метанот и аргонот.

Конечното прочистување на ABC се постигнува со каталитичка хидрогенизација на нечистотиите, наречена метанизација или пред-катализа. Овој процес се изведува во специјални единици за метанација (сл. 14.6) на температура од 250-300 ° C и притисок од околу 30 MPa на никел-алуминиумски катализатор (Ni + Al 2О 3). Во овој случај, егзотермните реакции на редукција на нечистотиите што содржат кислород во метан, кој не е отров за железен катализатор, продолжуваат и водата кондензира кога прочистениот гас се лади и се отстранува од него:

CO + ZN 2? CH 4 + H 2ТОЈ,

ПА 2+ 4 ч 2?CH 4 + 2 ч 2ТОЈ,

О 2+ 2 ч 2?2 ч 2ТОЈ

Ориз. 14.6. Шема на постројката за метанација ABC: 1 - компресор, 2 - грејач, 3 - реактор за метанација, 4 - бојлер, 5 - кондензатор, 6 - одвлажнувач

Ако се користи железен катализатор во прекатализата, во процесот на хидрогенизација се формира и одреден амонијак, во тој случај прекатализата се нарекува дување.

Процесот на метанизација е едноставен, лесен за контролирање, а топлината ослободена поради тековните егзотермни реакции на хидрогенизација се користи во општата енергетско-технолошка шема за производство на амонијак. Прочистениот ABC испорачан за синтеза содржи до 0025 вол. удел на аргон, 0,0075 вол. удел на метан и не повеќе, 00004 вол. удел на јаглерод моноксид (II), кој е најмоќниот каталитички отров.

Процесот на синтеза на амонијак се заснова на реверзибилна егзотермна реакција која продолжува со намалување на волуменот на гасот:

2+3ч 2 + 2 NH 3+ П.

Во согласност со принципот Le Chatelier, како што се зголемува притисокот и се намалува температурата, рамнотежата на оваа реакција се менува кон формирање на амонијак. За да се обезбеди оптимална брзина на процесот, потребен е катализатор, зголемен притисок, температура од 400 ... 500 ° C и одредена волуметриска брзина на компонентите што реагираат. Во индустријата се користи железен катализатор со адитиви на Al оксиди. 2О 3, ДО 2О, CaO и SiO2 .

Се разликуваат следните индустриски системи на единици за синтеза на амонијак: низок притисок(10…20 MPa), среден (20…45 MPa) и висок притисок (60…100 MPa). Во светската практика, системите со среден притисок се широко користени, бидејќи во овој случај прашањата за одвојување на амонијак од мешавината азот-водород најуспешно се решаваат со доволно висока брзина на процесот.

CH 4+ H2 О? CO + 3H 2

Се јавува делумно согорување на водород во атмосферскиот кислород:

Х 2+ О 2 = H 2О (пареа)

Како резултат на тоа, во оваа фаза се добива мешавина од водена пареа, јаглерод моноксид (II) и азот.

Главна единица на инсталацијата за производство на амонијак е синтетната колона (сл. 1.1). Цевчестиот столб во системот со среден притисок е цилиндар 4 изработен од хром-ванадиум челик со дебелина на ѕидот до 200 mm, дијаметар од 1 ... 1,4 m и висина од околу 20 m Одозгора и под него е затворен со челични капаци 2.

Структурно, колоните се разликуваат главно во големината на телото и уредот на внатрешното пакување. Во горниот дел од столбот што се разгледува, има кутија за катализатор 3, а во долниот дел има разменувач на топлина 8, кој го обезбедува автотермичкиот процес. Кутијата за катализатор е поврзана со разменувачот на топлина со централна цевка 7. Телото на колоната има топлинска изолација 5. Катализаторот се става на решетката 6. За да се обезбеди рамномерна распределба на температурата, двојните цевки 1 се внесуваат во креветот на катализаторот.

Ориз. 1.1. Колона за синтеза на амонијак со цевки за размена на топлина со двојна контраструја

Во моментов, столбовите за синтеза на амонијак се комбинираат со парни котли за обновување на отпадната топлина (1 тон амонијак изнесува 0,6...1 тон пареа при притисок од 1,5...2 MPa). Колоните за синтеза на амонијак со среден притисок имаат капацитет од околу 150 тони амонијак дневно и работат без замена на катализаторот четири години.

Во синтезата на амонијак под среден притисок (сл. 1.1), мешавина азот-водород (N 2:Н 2=1:3) се внесува во колона 1, каде што амонијакот се синтетизира на катализаторот; мешавина на гас азот-водород-амонијак ја напушта колоната (содржина на амонијак - 14 ... 20%), со температура од околу 200 ° C. Оваа смеса се испраќа до ладилникот за вода 2, се лади до 35 °C и влегува во сепараторот 3. Овде, до 60% од амонијакот формиран во колоната се ослободува од гасот (при притисок од 30 MPa, амонијакот не може да кондензира целосно во ладилникот). Амонијакот се ослободува поцелосно кога смесата азот-водород се лади до повеќе ниски температури. Оваа мешавина со остатоци од амонијак од сепараторот 3 се испраќа до циркулирачкиот компресор 4, а потоа до филтерот 6 за да се одвои маслото на компресорот. На влезот во филтерот, свежа смеса азот-водород се додава на циркулирачките гасови, компресирана до работен притисок со помош на повеќестепен компресор 5. Од филтерот, гасната смеса се внесува во системот за секундарна кондензација на амонијак, кој се состои од колона за кондензација 7 и испарувач на течен амонијак 8. Во колоната за кондензација, гасот претходно се лади во разменувач на топлина кој се наоѓа во горниот дел од колоната и потоа се испраќа до испарувачот 8, каде што поради испарувањето на дојдовниот течен амонијак, гасот се лади до -5 ° C и амонијакот се кондензира од гасот до резидуална содржина од околу 2,5% NH3 во него. Кондензираниот амонијак се ослободува во долниот дел на кондензаторската колона 7, која е сепаратор. По одвојувањето на амонијакот, смесата азот-водород го лади гасот што влегува во него во горниот дел од колоната 7, а потоа повторно се испраќа во синтетската колона 1.

Во случај на синтеза на амонијак при повисок притисок (45 MPa и повисок), нема потреба од негова секундарна кондензација, бидејќи содржината на резидуален амонијак во мешавината азот-водород на излезот од ладилникот за вода е незначителна.

Ориз. 17.16. Шема на инсталација за синтеза на амонијак под среден притисок

Опис на технолошкиот процес на производство на амонијак и неговите карактеристики.

. Метод на лак.Методот на лак се состои во дување воздух низ пламенот на електричен лак. На температура од околу 3000 ° C, се јавува реверзибилна реакција

2 + О 2?2 НЕ - П.

Добиениот азотен оксид (II) може да се оксидира до азотен оксид (IV) и да се обработи во азотна киселинаи други врски. За да се добие 1 тон врзан азот со овој метод, се трошат 60.000 ... 70.000 kWh електрична енергија.

2. Метод на цијанамид.Првиот индустриски процес кој се користел за производство на амонијак бил цијанамидниот процес. Кога се загревале вар CaO и јаглерод, се добивал калциум карбид CaC2. Карбидот потоа се загрева под азот за да се добие калциум цијанамид CaCN2; понатаму амонијак е добиен со хидролиза на цијанамид:

CaCN 2(ТВ) + 3N 2O = 2NH 3? + CaCO3 (ТЕЛЕВИЗИЈА)

Овој процес бараше многу енергија и беше економски неисплатлив.

Модерен процеспроизводството на амонијак се заснова на способноста на ситно мелениот калциум карбид на температура од околу 1000 ° C да комуницира со азот според равенката

CaS 2+ Н 2= CaCN2 + C + 302 kJ

Уделот во производството на врзан азот со методот на цијанамид е многу мал.

Методот на амонијак за фиксација на азот се состои во негова синтеза од азот и водород со помош на специјален катализатор:

2+ 3 ч 2? 2NH3 ? + 45,9 kJ

Овој метод има економска и технолошка предност во однос на другите методи на елементарна фиксација на азот.

3. Метод на амонијак.Методот на амонијак за врзување на атмосферскиот азот се состои во комбинирање на азот со водород и добивање на амонијак:

Н 2+3ч 2?2NH 3+ П.

Тој е најекономичен (потрошувачката на електрична енергија е 4000…5000 kWh на 1 тон амонијак), технолошки полесна за имплементација во споредба со другите методи на фиксација на атмосферски азот. Во вкупното производство на азотни соединенија, над 90% отпаѓа на амонијакот. Водородот за оваа реакција се добива со термичко пукање на јаглеводороди, дејство на водена пареа на јаглен или железо, разградување на алкохолите со водена пареа или електролиза на вода.

4. Варијанта на методот на амонијак.Во 1909 година, беше развиен оригинален метод за истовремено производство на амонијак и алуминиум оксид од боксит преку алуминиум нитрид според шемата прикажана на сл. 14.4.

Ориз. 14.4. Производство на амонијак од боксит

Индустриските инсталации по овој метод се изградени во периодот 1909-1918 година. во голем број земји, но методот не најде примена поради ниската производна ефикасност.

Хемиски и главни шеми на производство.

Главната фаза на процесот на синтеза на амонијак од мешавина на азотно-водород е опишана со равенката:

Н 2+ 3H2 = 2 NH 3

Меѓутоа, бидејќи доминантниот метод за производство на ABC е реформа на метан со воздух и пареа, хемиската шема за производство на амонијак вклучува, покрај оваа реакција, неколку реакции на реформа на воздух и пареа:

CH 4+ Х 2O = ZH2 + CO,

CH 4+ 0,5О 2(Н 2) = 2H 2 (Н 2) + CO

и последователна конверзија на јаглерод моноксид (II) во јаглерод моноксид (IV):

CO + H 2O = H2 + CO 2

колона за апсорпција на производство на амонијак

По отстранувањето на јаглерод моноксидот (IV) од гасната смеса и корекција на неговиот состав, се добива ABC со содржина на азот и водород во сооднос 1: 3.

Така, современото производство на амонијак се состои од две фази: подготовка на ABC и негова конверзија во амонијак, што претставува единствена енергетско-технолошка шема која ги комбинира операциите за добивање на ABC, неговото прочистување и синтезата на амонијак и ефикасно ги користи термичките ефекти од сите фази на процес, кој овозможува неколкукратно намалување на трошоците за електрична енергија.

Ориз. 14.7. дијаграм на колотопроизводство на амонијак

1 - прочистување на природниот гас од сулфурни соединенија, 2 - реформирање на пареа на метан, 3 - воздушно реформирање на метан, 4 - конверзија на јаглерод моноксид (II), 5 - хемисорпциско прочистување на ABC, 6 - метанирање, 7 - синтеза на амонијак , 8 - апсорпциски амонијак, 9-амонијак компресија, I-природен гас, II-конвертиран гас, III-ABC, IV-метан

Основната шема за производство на амонијак се состои од три фази:

Првата фаза е производство на ABC (азотна смеса):

I операција: прочистување на природен гас од сулфурни соединенија;

I операција: конверзија на пареа на метан;

I операција: воздушна конверзија на метан;

I операција: конверзија на јаглерод моноксид (II).

Втората фаза е прочистување на гасот од нечистотии на баласт и нечистотии кои го трујат катализаторот:

I операција: прочистување на ABC со методи на апсорпција од јаглерод моноксид (II) и јаглерод моноксид (IV);

Операција I: фино прочистување на ABC од јаглерод моноксид (II) и јаглерод моноксид (IV) со метанација или пред-катализа.

Третата фаза е синтеза на амонијак од ABC во присуство на катализатор.

Подучување

Ви треба помош за учење на тема?

Нашите експерти ќе советуваат или ќе обезбедат услуги за туторство за теми од интерес за вас.
Поднесете апликацијаукажувајќи на темата токму сега за да дознаете за можноста за добивање консултација.

Азотната индустрија денес е една од водечките индустрии. Употребата на амонијак се проширила на апликации за ладење (R717, медицина или Земјоделство(ѓубрива).

Примарно внимание се посветува на производството на азотни ѓубрива (и, според тоа, на нивните основи, вклучително и амонијак, чија побарувачка порасна за 20% во последните две децении).

Но, производството на амонијак се одликува, пред сè, со висок енергетски интензитет. Целата историја на ова производство е борба за намалување на употребената енергија (механичка, топлинска, електрична).

Синтезата на амонијак ја открива формулата:

N2 + 3H2 = 2NH3 + Q

Реакцијата е егзотермна, реверзибилна, со намалување на волуменот. Бидејќи реакцијата е егзотермна, намалувањето на температурата ќе ја промени рамнотежата за да формира амонијак, но значително ќе се намали. Производството на амонијак мора да се одвива на високи температури (синтезата се одвива на 500 степени Целзиусови). Зголемувањето на t° ќе доведе до притисок од 15 до 100 MPa, што ви овозможува да се спротивставите на влијанието на температурата (низок притисок - од 10 до 15 MPa, среден притисок - од 25 до 30 MPa, висок притисок- над 50 MPa). Од нив се претпочита просекот.

Служи како катализатор со додатоци на калциум, силициум, калиум, алуминиум оксиди.

Штетните нечистотии (вода, водород сулфид) негативно влијаат на брзината на реакцијата, труејќи го катализаторот, а со тоа ја намалуваат неговата активност и го намалуваат работниот век. Тоа значи дека смесата од водород сулфид мора да биде темелно исчистена. Но, дури и по прочистувањето, само дел од оваа смеса се претвора во амонијак. Затоа, преостанатата фракција што не реагирала повторно се испраќа во реакторот.

Како се произведува амонијакот?

Во цевководот се внесува веќе подготвена мешавина од три дела водород и еден азот. Поминува низ турбополнач, каде што се компресира до притисокот наведен погоре и се испраќа до синтетската колона со катализатор на вградените полици. Процесот, како што дознавме, е силно егзотермичен. Ослободената топлина ја загрева мешавината на азотно-водород. Околу 25 проценти од амонијак и нереагиран азот со водород излегуваат од колоната. Целиот состав влегува во фрижидер, каде смесата се лади. Амонијакот станува течен под притисок. Сега стапува во функција сепараторот, чија задача е да го одвои амонијакот во колекторот на дното и нереагираната мешавина, која се враќа назад во колоната. Благодарение на оваа циркулација, мешавината на азотно-водород се користи за 95 проценти. Течниот амонијак се доставува до посебен склад преку цевководот за амонијак.

Сите уреди што се користат во производството се колку што е можно затегнати, што го елиминира истекувањето. Се користи само енергијата на егзотермните реакции што се случуваат внатре. Колото е затворено, со низок отпад. Трошоците се намалуваат благодарение на континуираниот и автоматизиран процес.

Производството на амонијак не може да не влијае животната средина. Емисиите на гасови се неизбежни, вклучувајќи амонијак, јаглерод и азотни оксиди и други нечистотии. Се ослободува ниска потенцијална топлина. Водата се испушта по миењето на системите за ладење и самиот реактор.

Затоа, во производството на амонијак, неопходно е да се вклучи каталитичко прочистување со присуство на редуцирачки гас. Намалување на количината Отпадна водаможе да се постигне со замена на турбополначите. Ниска потенцијална топлина може да се искористи со воведување топлина со висок потенцијал. Сепак, ова ќе го зголеми загадувањето со димни гасови.

Енергетско-технолошката шема која вклучува циклус на пареа-гас, каде што се користат и топлината на пареата и производите за согорување на горивото, истовремено ќе ја зголеми ефикасноста на производството и ќе ги намали емисиите.

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) nSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3 (олеум)

Здробениот прочистен влажен пирит (сулфур пирит) се истура одозгора во печката за отпуштање во " флуидизиран кревет“. Одоздола (принцип на контрапроток) се пропушта воздух збогатен со кислород.
Од печката излегува гас од печка, чиј состав е: SO 2, O 2, водена пареа (пирит бил влажен) и најмали честички гареж (железен оксид). Гасот се прочистува од нечистотии на цврсти честички (во циклон и електростатички таложник) и водена пареа (во кула за сушење).
Во контактниот апарат, сулфур диоксидот се оксидира со помош на катализатор V2O5 (ванадиум пентооксид) за да се зголеми брзината на реакцијата. Процесот на оксидација на еден оксид во друг е реверзибилен. Затоа, се избираат оптималните услови за проток на директната реакција - зголемен притисок (бидејќи директната реакција продолжува со намалување на вкупниот волумен) и температура не повисока од 500 C (бидејќи реакцијата е егзотермна).

Во кулата за апсорпција, сулфур оксидот (VI) се апсорбира од концентрирана сулфурна киселина.
Апсорпцијата на вода не се користи, бидејќи сулфур оксидот се раствора во вода со ослободување на голема количина топлина, па добиената сулфурна киселина врие и се претвора во пареа. Со цел да се избегне формирање на магла сулфурна киселина, користете 98% концентрирана сулфурна киселина. Сулфур оксидот многу добро се раствора во таква киселина, формирајќи олеум: H 2 SO 4 nSO 3

Индустриско производство на амонијак

Прелиминарно се добива мешавина од азотно-водород. Водородот се добива со конверзија на метан (од природен гас):

CH 4 + H 2 O (g) → CO + ZH 2 - Q

2CH 4 + O 2 → 2CO + 4H 2 + Q

CO + H 2 O (g) → CO 2 + H 2 + Q

Азот се добива од течен воздух.

Во турбополначот, смесата се компресира до потребниот притисок од 25·10 6 Pa. Во колоната за синтеза, гасовите реагираат на 450-500 °C во присуство на катализатор (порозно железо со нечистотии на Al 2 O 3 и K 2 O ):
N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 + 92 kJ (излез 10-20% амонијак)

Добиениот амонијак се одвојува од нереагираниот азот и водородот со втечнување во фрижидер, враќајќи ја нереагираната азотна-водородна смеса во колоната за синтеза.
Процесот е континуиран, циркулирачки.

Примена: производство на азотни ѓубрива, експлозиви, пластика итн.

Производство на метил алкохол

Пред индустрискиот развој, каталитичкиот метод за добивање на метанол се добиваше со сува дестилација на дрво (оттука и неговото име "дрвен алкохол"). Во овој момент, овој метод е од второстепена важност.

Модерен начин:

Суровина: синтезен гас - мешавина од јаглерод моноксид (II) со водород (1: 2).

Помошни материјали: катализатори (ZnO и CuO).

Основни хемиски процес: синтетскиот гас на температура од 250 ° C и притисок од 7 MPa се претвора каталитички во метанол:

CO + 2H 2 ↔ CH3OH + Q

Карактеристики на технолошкиот процес: кога гасната смеса поминува низ катализаторот, се формира 10-15% метанол, кој се кондензира, а смесата што не реагирала се меша со свеж дел од синтетскиот гас и по загревањето повторно се испраќа до катализаторот (циркулација). Вкупниот принос е 85%.

Условите за синтеза на метанол и амонијак при среден притисок се слични, а суровината (природен гас) е заедничка за двата процеса. Затоа, најчесто се комбинира производството на метанол и амонијак (растенија за азотно ѓубриво).

Амонијак (NH3) е хемиско соединение на водород и азот. Името го добило од грчкиот збор „hals ammniakos“ или латинскиот „sal ammoniacus“ кои се преведени на ист начин - „амонијак“. Токму таквата супстанца наречена е добиена во либиската пустина во оазата на Амониум.

Амонијакот се смета за високо токсична супстанца која може да ги иритира слузокожата на очите и респираторниот тракт. Примарните симптоми се обилна лакримација, отежнато дишење и пневмонија. Но, во исто време, амонијакот е вредна хемикалија која нашироко се користи за добивање неоргански киселини, на пример, азотни, цијановодородни, како и уреа и соли што содржат азот. Течниот амонијак е одличен работен медиум за контејнери и машини за ладење, бидејќи има висока специфична топлина на испарување. Водните ѓубрива се користат како течни ѓубрива, како и за амонизација на суперфосфати и мешавини на ѓубрива.

Производството на амонијак од отпадни гасови во процесот на коксирање на јаглен е најстаро и најмногу пристапен метод, но денес е веќе застарен и практично не се користи.

Модерен и главен метод е производството на амонијак во индустријата врз основа на процесот Хабер. Неговата суштина лежи во директната интеракција на азот и водород, што се јавува како резултат на конверзија на јаглеводородни гасови. Рафинериите за нафта, придружните нафтени гасови, резидуалните гасови од производството на ацетилен обично дејствуваат како суровина. Суштината на методот на конверзија на амонијак е распаѓање на метанот и неговите хомолози на висока температура во компоненти: водород и со учество на оксидирачки агенси - кислород и водена пареа. Во исто време, воздухот збогатен со кислород или атмосферски воздух се меша со конвертираниот гас. Првично, реакцијата за производство на амонијак заснована на конвертибилен гас продолжува со ослободување на топлина, но со намалување на волуменот на производите на почетната реакција:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45,9 kJ

Сепак, производството на амонијак на индустриско ниво се врши со употреба на катализатор и под вештачки создадени услови кои овозможуваат зголемување на приносот на готовиот производ. Во атмосферата каде што се произведува амонијак, притисокот се зголемува до 350 атмосфери, а температурата се зголемува до 500 степени Целзиусови. Во такви услови, приносот на амонијак е околу 30%. Гасот се отстранува од зоната на реакција со помош на методот на ладење, а азотот и водородот што не реагирале се враќаат назад во колоната за синтеза и повторно можат да учествуваат во реакциите. Во текот на синтезата, многу е важно да се прочисти мешавината на гасови од каталитички отрови, супстанции кои можат да го негираат ефектот на катализаторите. Такви супстанции се водена пареа, CO, As, P, Se, O2, S.

Порозното железо со нечистотии од алуминиум и калиум оксиди делува како катализатор во реакциите на синтезата на азот и водород. Само оваа супстанца, од сите 20 илјади претходно тестирани, овозможува постигнување на рамнотежна состојба на реакцијата. Овој принцип на добивање амонијак се смета за најекономичен.

Добивањето амонијак во лабораторија се заснова на технологијата на неговото поместување од соли на амониум со силни алкалии. Шематски, оваа реакција е претставена на следниов начин:

2NH4CI + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O

NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O

За да се отстрани вишокот на влага и сувиот амонијак, се поминува низ мешавина од каустична сода и вар. Многу сув амонијак се добива со растворање на натриум метал во него и потоа дестилирање на смесата. Најчесто, ваквите реакции се изведуваат во затворен метален систем под вакуум. Покрај тоа, таков систем мора да издржи висок притисок, што се постигнува со ослободената пареа на амонијак, до 10 атмосфери на собна температура.

АмонијакТоа е светло безбоен гас со непријатен лут мирис. Тоа е многу важно за хемиската индустрија, бидејќи содржи атом на азот и три атоми на водород. Амонијакот главно се користи за производство на ѓубрива што содржат азот, амониум сулфат и уреа, за производство на експлозиви, полимери и други производи, а амонијакот се користи и во медицината.

Производство на амонијак во индустријатане е едноставен, одземаат многу време и скап процес заснован на неговата синтеза од водород и азот со помош на катализатор, висока температура и притисок. Активиран од оксидикалиум и алуминиум сунѓерното железо се користи како катализатор. Индустриските постројки за синтеза на амонијак се засноваат на циркулација на гасови. Изгледа вака: реагираната мешавина на гасови, која содржи амонијак, се лади и доаѓа до кондензација и одвојување на амонијак, а азотот и водородот што не реагирале се мешаат со нов дел од гасовите и повторно се внесуваат во катализаторот.

Да го разгледаме овој процес на индустриска синтеза на амонијак, кој се јавува во неколку фази, подетално. Во првата фаза, сулфурот се отстранува од природниот гас со помош на технички уред за десулфуризатор. Во втората фаза, процесот на конверзија на метан се изведува на температура од 800 степени Целзиусови на никел катализатор: водородната реакција е погодназа синтеза на амонијак и воздух што содржи азот се доставува до реакторот. На оваа бинаделумно согорување на јаглеродот настанува и по неговата интеракција со кислородот, кој исто така се содржи во воздухот: 2 H2O + O2-> H2O (пареа).

Резултатот од оваа фазапроизводство е да се добие мешавина од водена пареа и оксиди на јаглерод (секундарни) и азот. Третата фаза оди во два процеса. Таканаречениот процес „shift“ се одвива во два „shift“ реактори. Во првата, се користи катализаторот Fe3O4 и реакцијата се одвива на високи температури, по редослед на 400 степени Целзиусови. Вториот реактор користи поефикасен бакарен катализатор и работи на пониска температура. Четвртата фаза вклучува прочистување на гасната смеса од јаглерод моноксид (IV).

Ова чистење се врши со миење на гасната смеса со алкален раствор кој го апсорбира оксидот. Реакцијата 2 H2O + O2H2O (пареа) е реверзибилна, а по третата фаза, приближно 0,5% јаглерод моноксид останува во мешавината на гасови. Оваа количина е доволна за да се расипе железниот катализатор. Во четвртата фаза, јаглерод моноксид (II) се елиминира со конверзија на водород во метан на никел катализатор на температури од 400 степени Целзиусови: CO + 3H2 -> CH4 + H2O

мешавина на гас, која приближно содржи? 74,5% водород и 25,5% азот, подложени на компресија. Компресијата доведува до брзо зголемување на температурата на смесата. По компресија, смесата се лади на 350 степени Целзиусови. Овој процес е опишан со реакцијата: N2 + 3H2 - 2NH3 ^ + 45,9 kJ. (Гербер процес)

Поврзани написи:

	Градежен малтер, кој се состои од густи карпи од гипс, се произведува со три главни операции. Прво гипс каменсе дроби, па добиената суровина се меле, а ...
	Хемиски отпад е отпад од хемиската индустрија кој содржи штетни материикои претставуваат закана за луѓето со нивните токсични ефекти врз телото. Хемиската индустрија е гранка на индустријата која се занимава со...