Uzyskiwanie amoniaku w przemyśle. Uzyskiwanie amoniaku w laboratorium

Proces wytwarzania optymalnej ilości substancji chemicznej, a także osiągnięcia maksymalnej jakości wpływa na szereg czynników. Uzyskiwanie amoniaku zależy od wskaźników ciśnienia, temperatury, obecności katalizatora stosowanych substancji i sposobu wyodrębniania otrzymanego materiału. Parametry te muszą być prawidłowo wyważone, aby osiągnąć największe zyski z procesu produkcyjnego.

AMMONIA Properties.

W temperaturze pokojowej i wilgotności normalnej powietrza amoniak znajduje się w stanie gazowym i ma bardzo odpychający zapach. Jest obudowany trujące i denerwujące błony śluzowe przez ekspozycję na organizm. Przygotowanie i właściwości amoniaku zależą od udziału w procesie wody, ponieważ ta substancja jest bardzo rozpuszczalna w normalnych cechach środowiska.

Amoniak jest związkiem z wodoru i azotu. Jego wzula chemiczna jest NH3.

Ta substancja chemiczna jako aktywny środek redukujący, w wyniku spalania, którego wyróżnia się wolny azot. Amoniak pokazuje cechy baz i zasad.

Reakcja substancji z wodą

Gdy NH3 rozpuszcza się w wodzie, otrzymuje się woda amonowa. Maksymalnie w normalnej temperaturze można rozpuścić w 1 objętościowym elementu wodnego 700 objętości amoniaku. Substancja ta jest znana jako alkohol amoniaku i jest szeroko stosowany w branży produkcji nawozów, w instalacjach technologicznych.

NH3 otrzymany przez rozpuszczenie w wodzie pod względem jego cech jest częściowo jonizowany.

Nazywanie alkoholu jest stosowany w jednej z metod laboratorium uzyskania tego elementu.

Uzyskanie substancji w laboratorium

Pierwszym sposobem uzyskiwania amoniaku jest doprowadzenie alkoholu ammonalnego do wrzenia, po czym otrzymana para wysycha i zbiera wymagany związek chemiczny. Uzyskanie amoniaku w laboratorium jest również możliwe poprzez ogrzewanie nęcznego wapna i solidnego chlorku amonu.

Reakcja uzyskania amoniaku ma ten rodzaj:

2NH 4 CL + CA (OH) 2 → CACL 2 + 2NH 3 + 2H 2 o

Podczas tej reakcji biały osad spadają. Jest to sól CACL 2, a woda i pożądane amoniak są utworzone. Aby przeprowadzić drenaż wymaganej substancji, przechodzi go do mieszaniny wapna w połączeniu z pana.

Uzyskiwanie amoniaku w laboratorium nie zapewnia najbardziej optymalnej technologii swojej produkcji w wymaganych ilościach. Ludzie szukali wielu lat od produkcji produkcji substancji na skalach przemysłowych.

Początki technologii produkcji

W ciągu 1775-1780 eksperymenty przeprowadzono na wiązaniu wolnych cząsteczek azotu z atmosfery. Szwedzki chemik K. Shelle znalazł reakcję, która miała widok

Na2 CO 3 + 4C + N2 \u003d 2NACN + 3CO

Na swojej podstawie w 1895 r. N. Karo i A. Frank opracował metodę wiązania wolnych cząsteczek azotu:

CAC 2 + N2 \u003d CACN 2 + C

Ta opcja wymagała wysokich kosztów energii i był niekorzystny ekonomicznie, więc odmówili go od czasu.

Inna dość drogie metoda stała się otwarta przez angielskich chemików D. Priestli i G. Cavendysh, proces interakcji cząsteczek azotu i tlenu:

Wzrost potrzeby amoniaku

W 1870 r. Chemiczna ta była uważana za niepożądany produkt branży gazowej i był praktycznie bezużyteczny. Jednak po 30 latach stał się bardzo popularny w przemyśle koksko-chemicznym.

Początkowo zwiększona potrzeba amoniaku została uzupełniona przez jego separacja od węgla. Ale wraz ze wzrostem konsumpcji substancji przeprowadzono prace praktyczne 10 razy w poszukiwaniu sposobów jego produkcji. Uzyskanie amoniaku zaczął wprowadzać przy użyciu atmosferycznych zapasów azotu.

Potrzeba substancji na bazie azotu obserwowano w prawie wszystkich znanych sektorach gospodarki.

Wyszukaj ścieżki popytu przemysłowego

Ludzkość przeszła długą drogę do wdrożenia równania produkcji:

N2 + 3H2 \u003d 2NH 3

Produkcja amoniaku w przemyśle była pierwsza możliwa do wdrożenia w 1913 r. Przez syntezę katalityczną z wodoru i azotu. Metoda jest otwarta przez F. Gabera w 1908 roku.

Otwarta technologia pozwoliła na długotrwały problem wielu naukowców z różnych krajów. Do tego momentu nie było możliwe wiązanie azotu w postaci NH3. Ten proces chemiczny nazywano reakcją cyjanamidową. Wraz ze wzrostem temperatury wapna i węgla, otrzymano CAC2 (węglik wapnia). Przez ogrzewanie azotu i CACN 2 cyjanamid wapnia został osiągnięty, z którego wybór amoniaku przeszedł przez hydroliza.

Wdrożenie technologii do uzyskania amoniaku

Uzyskanie NH3 w sprawie globalnej skali konsumpcji przemysłowej rozpoczęła się od zakupu technologii patentowej F. Gaber przez przedstawiciela Baden Social Roślin Socjalnych A. Mettash. Na początku 1911 r. Synteza amoniakna w małej instalacji stała się regularna. K. Bosch stworzył duży aparat kontaktowy, oparty na rozwoju F. Gaurera. To był oryginalny sprzęt, który zapewnia proces wydobycia amoniaku przez syntezę skali produkcyjnej. K. Bosch przejął cały przewodnik w tej kwestii.

Oszczędność zużycia energii sugerowanej w reakcjach syntezy niektórych katalizatorów.

Grupa naukowców pracujących na poszukiwaniu odpowiednich komponentów zaproponowało następujące: Katalizator żelaza, w którym dodano tlenki potasu i glinu i które są uważane za jedną z najlepszych w celu uzyskania amoniaku w przemyśle.

09.09.1913 Pierwsza roślina na świecie, która stosuje technologię syntezy katalitycznej rozpoczęła swoją pracę. Pojemność produkcyjna stopniowo wzrosła, a do końca 1917 r. Wytworzono 7 tysięcy ton amoniaku w ciągu miesiąca. W pierwszym roku zakładu, wskaźnik ten wynosił tylko 300 ton miesięcznie.

Następnie we wszystkich innych krajach technologia syntezy była również wykorzystywana do zastosowania stosowania katalizatorów, które w swojej istocie nie różnił się od techniki Gabera - Bosha. Zastosowanie procesów wysokiego ciśnienia i cyrkulacji wystąpiło w każdym procesie technologicznym.

Wprowadzenie syntezy w Rosji

Rosja wykorzystała również syntezę przy użyciu katalizatorów, które zapewniają amoniak. Reakcja ma ten rodzaj:

W Rosji, pierwsza roślina syntezy amoniaku rozpoczęła swoją pracę w 1928 r. W Chernoretku, a następnie produkcja została zbudowana w wielu innych miastach.

Praktyczna praca po otrzymaniu amoniaku stale zdobywa tempa. W okresie od 1960 do 1970 r. Synteza wzrosła prawie 7 razy.

W kraju mieszane substancje katalityczne są używane do pomyślnego uzyskiwania, zbierania i rozpoznawania amoniaku. Badanie ich kompozycji przeprowadza się przez grupę naukowców pod kierownictwem S. S. Lachinina. Jest to ta grupa, która znalazła najskuteczniejsze materiały do \u200b\u200bwdrożenia syntezy.

Przetwarzanie procesu jest również stale tracone. Rozwój naukowy w tej dziedzinie był M. I. Techkin, a także jego personel. W 1938 roku, ten naukowiec, wraz ze swoim kolegą V. M. Pyzheva, dokonał ważnego odkrycia, poprawiając otrzymywanie amoniaku. Równanie kinetyki syntezy, skompilowane przez tych chemików, jest od teraz na całym świecie.

Nowoczesny proces syntezy

Proces uzyskania amoniaku za pomocą katalizatora stosowanego w dzisiejszej produkcji jest odwracalne. Dlatego kwestia optymalnego poziomu narażenia na maksymalną wydajność produktu jest bardzo istotna.

Proces odbywa się w wysokiej temperaturze: 400-500 ˚С. Aby zapewnić niezbędną prędkość reakcji, stosuje się katalizator. Nowoczesna produkcja NH3 oznacza stosowanie wysokiego ciśnienia - około 100-300 atm.

Wraz z wykorzystaniem systemu cyrkulacyjnego można uzyskać wystarczająco dużą masę materiałów początkowej zamienionej w amoniak.

Nowoczesna produkcja

System pracy dowolnej rośliny amonowej jest dość skomplikowane i zawiera kilka etapów. Technologia uzyskania pożądanej substancji przeprowadza się w 6 etapach. W procesie syntezy uzyskuje się, zbierając i rozpoznawał amoniak.

Początkowy etap polega na ekstrakcji siarki z gazu ziemnego przy użyciu desulfuratora. Ta manipulacja jest wymagana ze względu na fakt, że siarka jest trucizną katalityczną i zabija katalizator niklu na etapie ekstrakcji wodoru.

W drugim etapie konwersja przechodzi metanu, która przebiega do stosowania wysokiej temperatury i ciśnienia przy użyciu katalizatora niklu.

W trzecim etapie znajduje się częściowy wypalenie wodoru w tlenu powietrza. W rezultacie wytwarzana jest mieszanina pary wodnej, tlenek węgla, a azotem jest produkowany.

Na czwartym etapie występuje reakcję zmiany biegów, która przechodzi z różnymi katalizatorami i dwoma doskonałymi trybami temperatury. Pierwotnie stosuje się FE 3 O 4, a proces przepływa do 400 ° C. W drugim etapie katalizator miedziowy jest bardziej skuteczny w jego wpływach, który umożliwia produkcję w niskich temperaturach.

Kolejny piąty etap oznacza usuwanie odpadowego tlenku węgla (VI) z mieszaniny gazowej, stosując technologię absorpcji Alkali.

Na ostatnim etapie tlenku węgla (II) (II) usuwa się stosując reakcję konwersji wodoru do metanu przez katalizator niklu i większa temperatura.

Mieszanina gazowa otrzymana w wyniku wszystkich manipulacji zawiera 75% wodoru i 25% azotu. Jest skompresowany pod większą presją, a następnie fajnie.

To są te manipulacje opisujące formułę wyboru amoniaku:

N2 + 3H 2 ↔ 2 NH3 + 45,9 KJ

Przynajmniej ten proces nie wygląda zbyt trudne, ale wszystkie wyżej wymienione działania na temat jego realizacji mówią o złożoności uzyskania amoniaku w skali przemysłowej.

Jakość produktu końcowego jest pod wpływem braku zanieczyszczeń w surowcach.

Po przejściu daleko od małego doświadczenia laboratoryjnego do produkcji na dużą skalę, otrzymanie amoniaku jest obecnie w popyt i niezbędnej branży przemysłu chemicznego. Proces ten stale się poprawia, zapewniając jakość, wydajność i wymaganą ilość produktu dla każdej komórki gospodarki narodowej.