Elektronikus tankönyv az ammóniáról
Tekintsük az ammónia szintézisének folyamatát egyszerű anyagokról: hidrogénről és nitrogénről. A folyamat kémiája a reakcióegyenlet segítségével ábrázolható.
A reakció reverzibilis, exoterm, csökkenő térfogattal. Mivel ez a reakció exoterm, a hőmérséklet csökkenése megváltoztatja az egyensúlyt az ammónia képződése felé, de a kémiai reakció sebessége lényegesen csökken. Ezért a szintézist 500-550 ° C hőmérsékleten és katalizátor jelenlétében végezzük. Mivel a katalizátor ugyanilyen módon felgyorsítja a közvetlen és a reverz reakciót, és a hőmérséklet-emelkedés az izokorikus anyagokkal szembeni egyensúlyt mozdítja el, ezek a feltételek nem előnyösek az ipari termelés számára. Az egyensúlyi elmozdulás elveivel összhangban a nyomást alkalmazzák az emelt hőmérséklet hatásának ellensúlyozására. Az ammónia szintéziséhez 15-100 MPa nyomást alkalmaznak. Az alkalmazott nyomás függvényében háromféle gyártási módszer létezik:
1. Alacsony nyomás (10-15 MPa);
2. közepes nyomás (25-30 MPa);
3. Magas nyomás (50-100 MPa).
A legáltalánosabb a második módszer.
Az alkalmazott katalizátor szivacsos vas alumínium, kálium, kalcium és szilícium-oxid adalékanyagokkal.
Az ammónia képződésének negatív hatása a káros szennyeződéseknek tulajdonítható: víz, hidrogén-szulfid, szén-monoxid (II). Mérgezik a katalizátort, csökkentve a tevékenységét. Ezért az azo-hidrogén keveréket alaposan megtisztítják. Mindazonáltal ilyen körülmények között a keveréknek csak egy részét alakítják át ammóniává. A kiindulási anyagok teljes kihasználásához a keverék nem regisztrált részét újra el kell küldeni a reaktorba.
Tekintsük a szintézis során előforduló folyamatokat, a készülék célját.
Az ammónia termelésének diagramja.