उद्योग में अमोनिया प्राप्त करना। प्रयोगशाला में अमोनिया प्राप्त करना

रासायनिक पदार्थ की इष्टतम मात्रा के उत्पादन की प्रक्रिया के साथ-साथ इसकी अधिकतम गुणवत्ता की उपलब्धियां कई कारकों को प्रभावित करती हैं। अमोनिया प्राप्त करना दबाव, तापमान, उत्प्रेरक की उपस्थिति की उपस्थिति वाले पदार्थों और विधि को निकालने के लिए पदार्थों और विधि की उपस्थिति पर निर्भर करता है। उत्पादन प्रक्रिया से सबसे बड़ा मुनाफा प्राप्त करने के लिए इन मानकों को उचित रूप से संतुलित किया जाना चाहिए।

अमोनिया गुण

कमरे के तापमान और सामान्य वायु आर्द्रता पर, अमोनिया एक गैसीय राज्य में है और इसकी एक बहुत प्रतिकूल गंध है। यह शरीर के संपर्क में जहरीले और कष्टप्रद श्लेष्म झिल्ली के साथ संपन्न है। अमोनिया की तैयारी और गुण पानी की प्रक्रिया में भागीदारी पर निर्भर करते हैं, क्योंकि यह पदार्थ पर्यावरण की सामान्य विशेषताओं में बहुत घुलनशील है।

अमोनिया हाइड्रोजन और नाइट्रोजन का एक यौगिक है। उनका रासायनिक सूत्र एनएच 3 है।

यह रासायनिक एक सक्रिय कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है, जिसके परिणामस्वरूप मुक्त नाइट्रोजन प्रतिष्ठित है। अमोनिया अड्डों और क्षारीय की विशेषताओं को दर्शाता है।

पानी के साथ पदार्थ की प्रतिक्रिया

जब एनएच 3 पानी में भंग हो जाता है, अमोनियम पानी प्राप्त होता है। सामान्य तापमान पर अधिकतम 700 अमोनिया वॉल्यूम के जलीय तत्व की 1 मात्रा में भंग किया जा सकता है। इस पदार्थ को अमोनिया अल्कोहल के रूप में जाना जाता है और तकनीकी प्रतिष्ठानों में उर्वरक उत्पादन उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

अपने गुणों के संदर्भ में पानी में विघटित एनएच 3 आंशिक रूप से आयनित है।

इस आइटम को प्राप्त करने वाले प्रयोगशाला के तरीकों में से एक में अल्कोहल का नामकरण किया जाता है।

प्रयोगशाला में एक पदार्थ प्राप्त करना

अमोनिया प्राप्त करने की पहली विधि एम्मोनिक शराब को उबाल लाने के लिए है, जिसके बाद प्राप्त भाप सूख जाता है और आवश्यक रासायनिक यौगिक एकत्र करता है। प्रयोगशाला में अमोनिया प्राप्त करना हरायुक्त नींबू और ठोस अमोनियम क्लोराइड को गर्म करके भी संभव है।

अमोनिया प्राप्त करने की प्रतिक्रिया इस तरह की है:

2 एनएच 4 सीएल + सीए (ओएच) 2 → सीएसीएल 2 + 2 एनएच 3 + 2 एच 2 ओ

इस प्रतिक्रिया के दौरान, सफेद precipitate गिरता है। यह नमक CaCl 2 है, और पानी और वांछित अमोनिया का गठन किया जाता है। आवश्यक पदार्थ की जल निकासी को पूरा करने के लिए, यह एक सर के साथ संयोजन में नींबू के मिश्रण पर पारित किया जाता है।

प्रयोगशाला में अमोनिया प्राप्त करना आवश्यक मात्रा में अपने उत्पादन के लिए सबसे इष्टतम तकनीक प्रदान नहीं करता है। लोग औद्योगिक तराजू पर पदार्थ उत्पादन के कई वर्षों की तलाश में हैं।

उत्पादन प्रौद्योगिकियों की उत्पत्ति

1775-1780 के दौरान, वायुमंडल से मुक्त नाइट्रोजन अणुओं के बाध्यकारी पर प्रयोग किए गए थे। स्वीडिश केमिस्ट के। शेलले को एक प्रतिक्रिया मिली जिसके पास एक दृश्य था

एनए 2 सीओ 3 + 4 सी + एन 2 \u003d 2 एनएसीएन + 3CO

18 9 5 में इसके आधार पर, एनएआरओ और ए फ्रैंक ने मुफ्त नाइट्रोजन अणुओं को बाध्य करने के लिए एक विधि विकसित की:

सीएसी 2 + एन 2 \u003d CACN 2 + C

इस विकल्प को उच्च ऊर्जा लागत की आवश्यकता थी और आर्थिक रूप से हानिकारक था, इसलिए उन्होंने इसे समय से मना कर दिया।

एक और काफी महंगा विधि अंग्रेजी रसायनविदों डी। प्रेंगी और जी। कैवेंडिश द्वारा खुला बन गया, नाइट्रोजन अणुओं और ऑक्सीजन की बातचीत की प्रक्रिया:

अमोनिया की आवश्यकता का विकास

1870 में, इस रसायन को गैस उद्योग का अवांछनीय उत्पाद माना जाता था और व्यावहारिक रूप से बेकार था। हालांकि, 30 वर्षों के बाद, इसे कोक-रासायनिक उद्योग में बहुत लोकप्रिय हो गया।

सबसे पहले, अमोनिया की बढ़ी हुई आवश्यकता को कोयले से अलगाव से भर दिया गया था। लेकिन पदार्थ की खपत में वृद्धि के साथ, एक व्यावहारिक कार्य को अपने उत्पादन के तरीकों की खोज के लिए 10 बार किया गया था। अमोनिया प्राप्त करना वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्टॉक का उपयोग करके पेश किया जाना शुरू कर दिया।

नाइट्रोजन-आधारित पदार्थों की आवश्यकता अर्थव्यवस्था के लगभग सभी प्रसिद्ध क्षेत्रों में मनाई गई थी।

औद्योगिक मांग पथों के लिए खोजें

मानवता ने उत्पादन समीकरण को लागू करने के लिए एक लंबा रास्ता तय किया है:

N 2 + 3h 2 \u003d 2nh 3

उद्योग में अमोनिया का उत्पादन 1 9 13 में हाइड्रोजन और नाइट्रोजन से उत्प्रेरक संश्लेषण द्वारा लागू करना संभव था। 1 9 08 में एफ। गैबर द्वारा विधि खुली है।

ओपन टेक्नोलॉजी ने विभिन्न देशों के कई वैज्ञानिकों की लंबी अवधि की समस्या की अनुमति दी। इस बिंदु तक, एनएच 3 के रूप में नाइट्रोजन को बांधना संभव नहीं था। इस रासायनिक प्रक्रिया को साइनामाइड प्रतिक्रिया कहा जाता था। चूने और कार्बन के तापमान में वृद्धि के साथ, सीएसी 2 (कैल्शियम कार्बाइड) प्राप्त किया गया था। नाइट्रोजन को गर्म करके और CACN 2 कैल्शियम साइनमाइड हासिल किया गया है, जिससे अमोनिया का चयन हाइड्रोलिसिस के माध्यम से पारित किया गया।

अमोनिया प्राप्त करने के लिए प्रौद्योगिकियों का कार्यान्वयन

वैश्विक उपभोग के वैश्विक स्तर पर एनएच 3 प्राप्त करना बैडन सोशल प्लांट ए मित्तश के प्रतिनिधि द्वारा पेटेंट प्रौद्योगिकी एफ। गैबर की खरीद के साथ शुरू हुआ। 1 9 11 की शुरुआत में, एक छोटी स्थापना पर अमोनिया संश्लेषण नियमित हो गया। के। बॉश ने एफ गौरर के विकास के आधार पर एक बड़ा संपर्क तंत्र बनाया। यह मूल उपकरण था जो उत्पादन पैमाने को संश्लेषित करके अमोनिया के निष्कर्षण की प्रक्रिया सुनिश्चित करता है। के। बॉश ने इस मुद्दे पर सभी गाइड को संभाला।

कुछ उत्प्रेरक के संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं में सुझाए गए ऊर्जा खपत की बचत।

उपयुक्त घटकों की खोज पर काम करने वाले वैज्ञानिकों का एक समूह निम्नलिखित प्रस्तावित करता है: लौह उत्प्रेरक जिसमें पोटेशियम और एल्यूमीनियम ऑक्साइड जोड़े गए थे और जिन्हें उद्योग में अमोनिया प्राप्त करने के लिए सबसे अच्छा माना जाता है।

09.09.1913 उत्प्रेरक संश्लेषण प्रौद्योगिकी को लागू करने वाला दुनिया का पहला संयंत्र ने अपना काम शुरू किया। उत्पादन क्षमता धीरे-धीरे बढ़ी, और 1 9 17 के अंत तक 7 हजार टन अमोनिया एक महीने में उत्पादित किए गए थे। पौधे के पहले वर्ष में, यह सूचक प्रति माह केवल 300 टन था।

इसके बाद, अन्य सभी देशों में, संश्लेषण प्रौद्योगिकी का उपयोग उत्प्रेरक के उपयोग को लागू करने के लिए भी किया जाता था, जो कि इसके सार में गैबर तकनीक - बोश से बहुत अलग नहीं था। किसी भी तकनीकी प्रक्रिया में उच्च दबाव और परिसंचरण प्रक्रियाओं का उपयोग हुआ।

रूस में संश्लेषण का परिचय

रूस ने उत्प्रेरक के उपयोग के साथ संश्लेषण का भी उपयोग किया जो अमोनिया सुनिश्चित करते हैं। प्रतिक्रिया इस तरह की है:

रूस में, पहले अमोनिया संश्लेषण संयंत्र ने 1 9 28 में चेर्नोरेचेन्स्क में अपना काम शुरू किया, और फिर उत्पादन कई अन्य शहरों में बनाया गया था।

अमोनिया की प्राप्ति पर व्यावहारिक कार्य लगातार गति प्राप्त कर रहा है। 1 9 60 से 1 9 70 की अवधि में, संश्लेषण लगभग 7 गुना बढ़ गया।

देश में, मिश्रित उत्प्रेरक पदार्थों का उपयोग अमोनिया को सफलतापूर्वक प्राप्त करने, एकत्रित करने और पहचानने के लिए किया जाता है। एस एस लैचिनिना के नेतृत्व में वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा उनकी रचना का अध्ययन किया जाता है। यह समूह है जिसने संश्लेषण के कार्यान्वयन के लिए सबसे प्रभावी सामग्री पाया।

प्रक्रिया की प्रक्रिया लगातार चल रही है। इस क्षेत्र में वैज्ञानिक विकास एम। I. टेककिन, साथ ही साथ उनके कर्मचारी भी थे। 1 9 38 में, इस वैज्ञानिक ने अपने सहयोगी वी एम। पायज़ेव के साथ एक महत्वपूर्ण खोज की, अमोनिया की प्राप्ति में सुधार किया। इन रसायनविदों द्वारा संकलित संश्लेषण के गतिशीलता के समीकरण, अब दुनिया भर में हैं।

आधुनिक संश्लेषण प्रक्रिया

आज के उत्पादन में उपयोग किए गए उत्प्रेरक की मदद से अमोनिया प्राप्त करने की प्रक्रिया उलटा है। इसलिए, अधिकतम उत्पाद उपज के संपर्क के इष्टतम स्तर का प्रश्न बहुत प्रासंगिक है।

प्रक्रिया उच्च तापमान पर होती है: 400-500 ˚С। प्रतिक्रिया की आवश्यक गति सुनिश्चित करने के लिए, एक उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। एनएच 3 का आधुनिक उत्पादन उच्च दबाव के उपयोग का तात्पर्य है - लगभग 100-300 एटीएम।

परिसंचरण प्रणाली के उपयोग के साथ, प्रारंभिक सामग्रियों का पर्याप्त रूप से बड़े पैमाने पर अमोनिया में बदलना संभव है।

आधुनिक उत्पादन

किसी भी अमोनियम संयंत्र के काम की प्रणाली काफी जटिल है और इसमें कई चरण हैं। वांछित पदार्थ प्राप्त करने की तकनीक 6 चरणों में की जाती है। संश्लेषण की प्रक्रिया में, यह अमोनिया एकत्रित, एकत्रित और पहचान लिया जाता है।

प्रारंभिक चरण में desulfurator का उपयोग कर प्राकृतिक गैस से सल्फर निकालने में शामिल हैं। इस हेरफेर को इस तथ्य के कारण आवश्यक है कि सल्फर एक उत्प्रेरक जहर है और हाइड्रोजन निष्कर्षण के चरण में निकल उत्प्रेरक को मारता है।

दूसरे चरण में, मीथेन पास का रूपांतरण, जो निकल उत्प्रेरक का उपयोग करते समय उच्च तापमान और दबाव के उपयोग के साथ आगे बढ़ता है।

तीसरे चरण में एयर ऑक्सीजन में हाइड्रोजन का आंशिक बर्नआउट होता है। नतीजतन, जल वाष्प, कार्बन ऑक्साइड, साथ ही नाइट्रोजन का मिश्रण भी बनाया जाता है।

चौथे चरण में, एक शिफ्ट प्रतिक्रिया होती है, जो विभिन्न उत्प्रेरक और दो उत्कृष्ट तापमान मोड के साथ गुजरती है। Fe 3 O 4 मूल रूप से उपयोग किया जाता है, और प्रक्रिया 400 डिग्री सेल्सियस पर बहती है। दूसरे चरण में, एक तांबा उत्प्रेरक अपने प्रभाव में अधिक प्रभावी है, जो उत्पादन को कम तापमान पर अनुमति देता है।

अगले पांचवें चरण क्षार की अवशोषण तकनीक को लागू करके गैस मिश्रण से अपशिष्ट कार्बन ऑक्साइड (छठी) के निपटारे का तात्पर्य है।

कार्बन (ii) ऑक्साइड (ii) के अंतिम चरण में एक निकल उत्प्रेरक और एक बड़े तापमान के माध्यम से मीथेन में हाइड्रोजन के रूपांतरण की प्रतिक्रिया का उपयोग करके हटा दिया जाता है।

सभी जोड़ों के परिणामस्वरूप प्राप्त गैस मिश्रण में 75% हाइड्रोजन और 25% नाइट्रोजन होता है। यह अधिक दबाव में संपीड़ित है, और फिर ठंडा है।

यह इन कुशलता है जो अमोनिया चयन सूत्र का वर्णन करता है:

एन 2 + 3 एच 2 ↔ 2 एनएच 3 + 45.9 केजे

कम से कम यह प्रक्रिया बहुत मुश्किल नहीं लगती है, लेकिन इसके कार्यान्वयन पर उपर्युक्त सभी कार्यों को औद्योगिक पैमाने पर अमोनिया प्राप्त करने की जटिलता के बारे में बात कर रहे हैं।

अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता कच्चे माल में अशुद्धियों की अनुपस्थिति से प्रभावित होती है।

एक छोटे प्रयोगशाला अनुभव से बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए एक लंबा रास्ता तय करने के बाद, आज अमोनिया की प्राप्ति की मांग और रासायनिक उद्योग की अनिवार्य उद्योग है। यह प्रक्रिया लगातार सुधार कर रही है, गुणवत्ता, दक्षता और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के प्रत्येक सेल के लिए आवश्यक मात्रा में उत्पाद प्रदान कर रही है।