Получаване на амоняк в индустрията. Получаване на амоняк в лабораторията

Процесът на производство на оптимално количество химическо вещество, както и постиженията на максималното му качество засяга редица фактори. Получаването на амоняк зависи от показателите за налягане, температурата, наличието на катализаторни вещества и метод за извличане на получения материал. Тези параметри трябва да бъдат правилно балансирани, за да се постигнат най-големите печалби от производствения процес.

Имоти от амоняк

При стайна температура и нормална влажност на въздуха, амонякът е в газообразно състояние и има много отблъскваща миризма. Тя е надарена с отровни и досадни лигавични мембрани чрез излагане на тялото. Подготовката и свойствата на амоняка зависят от участието в процеса на вода, тъй като това вещество е много разтворимо в нормалните характеристики на околната среда.

Амонякът е съединение от водород и азот. Химичната му формула е NH3.

Този химически действа като активно редуциращ агент, в резултат на изгаряне, чиято свободен азот се отличава. Амонякът показва характеристиките на основите и основите.

Реакция на веществото с вода

Когато NH3 се разтваря във вода, се получава амониев вода. Максималната при нормална температура може да бъде разтворена в 1 обем воден елемент от 700 обема на амоняк. Това вещество е известно като амонячния алкохол и се използва широко в производството на торове, в технологични инсталации.

NH3, получен чрез разтваряне във вода по отношение на неговите качества, е частично йонизиран.

Наименуването на алкохол се използва в един от методите на лабораторията, получаване на този елемент.

Получаване на вещество в лабораторията

Първият метод за получаване на амоняк е да се приведе амуничният алкохол на кипене, след което получената пара изсъхва и събира необходимото химично съединение. Получаването на амоняк в лабораторията също е възможно чрез нагряване на харената вар и твърд амониев хлорид.

Реакцията на получаване на амоняк има този вид:

2NH4CL + Ca (OH) 2 → CaCl 2 + 2NH3 + 2H2O

По време на тази реакция пада бялата утайка. Той е солен CaCl 2, а водата и желаният амоняк се образуват. За да се извърши дренажът на необходимото вещество, той се предава на смес от вар в комбинация с сър.

Получаването на амоняк в лабораторията не осигурява най-оптималната технология за нейното производство в необходимите количества. Хората търсят много години на производство на вещества за промишлени везни.

Произхода на производствените технологии

През 1775-1780 г. експериментите се провеждат върху свързването на свободните азотни молекули от атмосферата. Шведският химик К. Хърл намери реакция, която имаше изглед

Na2CO 3 + 4C + N2 \u003d 2NACN + 3CO

На базата си през 1895 г., N. Karo и A. Frank разработи метод за свързване на свободни азотни молекули:

CAC 2 + N2 \u003d CACN 2 + C

Тази опция изискваше високи разходи за енергия и беше икономически неблагоприятна, така че те го отказаха от време.

Друг доста скъп метод става отворен от английски химици D. Priestli и G. Cavendysh, процесът на взаимодействие на азотните молекули и кислород:

Растеж на необходимостта от амоняк

През 1870 г. този химикал се счита за нежелан продукт на газовата промишленост и е практически безполезен. След 30 години обаче тя стана много популярна в коксо-химическата индустрия.

Първоначално повишената нужда от амоняк се попълва чрез отделянето му от въглища. Но с увеличаването на потреблението на веществото е извършена практическа работа 10 пъти за търсене на начини за неговото производство. Получаването на амоняк започна да се въвежда с помощта на атмосферни азотни запаси.

Необходимостта от азотни вещества се наблюдава в почти всички известни сектори на икономиката.

Търсене на пътеки за промишлени търсения

Човечеството е преминало дълъг път за прилагане на производственото уравнение:

N2 + 3H2 \u003d 2NH3

Производството на амоняк в промишлеността първо е възможно да се приложи през 1913 г. чрез каталитичен синтез от водород и азот. Методът е отворен от Ф. Габер през 1908 година.

Отворената технология позволява дългогодишния проблем на много учени от различни страни. До тази точка не беше възможно да се свърже азот под формата на NH3. Този химичен процес се нарича цианамидна реакция. С увеличаване на температурата на вар и въглерод, се получава CAC2 (калциев карбид). Чрез отопление на азот и CACN2 калциев цианамид е постигнат, от който се изборът на амоняк преминава през хидролиза.

Изпълнение на технологии за получаване на амоняк

Получаването на NH3 върху световната скала на промишленото потребление започна с покупка на патентна технология Е. Габер от представителя на Социалната социална завод Баден А. Митш. В началото на 1911 г. синтезът на амоняк при малка инсталация стана редовен. K. Bosch създаде голям контакт апарат, базиран на развитието на F. GUARER. Това е първоначалното оборудване, което осигурява процеса на извличане на амоняк чрез синтезиране на производствена скала. К. Бош пое всички ръководства по този въпрос.

Спестяването на потреблението на енергия, предложено в реакциите на синтеза на определени катализатори.

Група от учените, работещи върху търсенето на подходящи компоненти, предложиха следното: железен катализатор, в който бяха добавени калиеви и алуминиеви оксиди и се счита за един от най-добрите за получаване на амоняк в промишлеността.

09.09.1913 Първото растение в света, което прилага каталитична технология за синтез, започва работата си. Производственият капацитет постепенно се увеличава и до края на 1917 г. са произведени 7 хиляди тона амоняк за месец. През първата година на завода този показател е само 300 тона на месец.

Впоследствие във всички останали страни синтезната технология беше използвана и за прилагане на употребата на катализатори, които по своята същност не се използва много от техниката на Габер - Бош. Използването на високо налягане и процеси на циркулация се наблюдава във всеки технологичен процес.

Въвеждането на синтез в Русия

Русия също използва синтеза с използването на катализатори, които гарантират амоняк. Реакцията има такъв вид:

В Русия най-първият синтез на амоняк започва работата си през 1928 г. в Чернорешенк, а след това производството е построено в много други градове.

Практическата работа при получаване на амоняк непрекъснато набира скорост. В периода от 1960 до 1970 г. синтезът се увеличава почти 7 пъти.

В страната смесените каталитични вещества се използват за успешно събиране и разпознаване на амоняк. Изследването на техния състав се извършва от група учени под ръководството на S. S. Lachinova. Именно тази група намери най-ефективните материали за прилагането на синтеза.

Процесите на процеса също са постоянно в ход. Научните разработки в тази област бяха М. И. Техин, както и неговия персонал. През 1938 г. този учен, заедно със своя колега V. M. PYZHEV, прави важно откритие, подобрявайки получаването на амоняк. Уравнението на кинетиката на синтеза, съставен от тези химици, е от време на целия свят.

Модерен метод на синтез

Процесът на получаване на амоняк с помощта на катализатор, използван в днешното производство, е обратим. Следователно въпросът за оптималното ниво на експозиция на максималния добив на продукта е много подходящ.

Процесът се осъществява при висока температура: 400-500 ˚с. За да се осигури необходимата скорост на реакцията, се използва катализатор. Модерното производство на NH3 предполага използването на високо налягане - около 100-300 атм.

Заедно с използването на циркулационната система е възможно да се получи достатъчно голяма маса от първоначалните материали, превърнати в амоняк.

Съвременна продукция

Системата на работа на всяко амониева инсталация е доста сложна и съдържа няколко етапа. Технологията за получаване на желаното вещество се извършва в 6 етапа. В процеса на синтеза се получава, събира и разпознава амоняк.

Началният етап се състои в извличането на сяра от природен газ, използвайки десулфуратора. Това манипулация се изисква поради факта, че сярата е каталитична отрова и убива никеловия катализатор на етапа на екстракция на водород.

На втория етап превръщането на метан преминава, което протича с използването на висока температура и налягане при използване на никелов катализатор.

На третия етап има частично изгаряне на водород във въздушния кислород. В резултат на това се произвежда смес от водна пара, въглероден оксид, както и азот.

На четвъртия етап възниква реакция на смяна, която преминава с различни катализатори и два отлични температурни режима. Fe 3 O 4 първоначално се използва и процесът тече при 400 ° С. Във втория етап, медният катализатор е по-ефективен при неговото влияние, което позволява производството при ниски температури.

Следващият пети етап предполага обезвреждане на въглероден оксид (VI) от газовата смес чрез прилагане на абсорбционната технология на алкалните.

На последния етап на въглеродния (II) оксид (II) се отстранява като се използва реакцията на превръщането на водород в метан през никелов катализатор и по-голяма температура.

Получената газова смес в резултат на всички манипулации съдържа 75% водород и 25% азот. Той се компресира при по-голямо налягане и след това се охлажда.

Това са тези манипулации, които описват формулата за избор на амоняк:

N2 + 3H2 ↔ 2 NH3 + 45.9 KJ

Най-малко този процес не изглежда много труден, но всички гореспоменати действия за нейното прилагане говорят за сложността на получаването на амоняк в индустриален мащаб.

Качеството на крайния продукт се влияе от липсата на примеси в суровините.

След преминаване на дълъг път от малък лабораторен опит към широкомащабно производство, получаването на амоняк днес е в търсенето и необходимата индустрия на химическата промишленост. Този процес непрекъснато се подобрява, осигурявайки качество, ефективност и необходимия размер на продукта за всяка клетка на националната икономика.