Szintézise ammónia - Encyclopedia - tudás-alap „clematis”
Ha figyelembe vesszük a vegyipar. Kiderült a XX században. Előjáték kéne összpontosítani szintézise ammónia - az egyik legfontosabb ága a kémiai technológia.
Ammónia - legegyszerűbb kémiai vegyület nitrogén és hidrogén. ammónia oxidációja (légi oxigén) adja a salétromsav fontos intermedier az iparban, a színes és robbanóanyagok, az alapot a legkülönbözőbb minőségű nitrogén műtrágyák.
Az I. világháború után az ammónia termelés gyorsan fejlődött. 1912-ben, mintegy 700 ezer. Tonna nitrogént vegyületek gyártották. Szintetikus ammónia miközben nem termelt. Mielőtt a második világháború, 1939-ben, a nitrogénvegyületek képződése körülbelül 3 Mill. / N, amely befogadja mintegy 2 Mill. T szintetikus ammónia. 1952-ben a kapitalista országokban már készített több mint 5 millió tonna nitrogén vegyületek, valamint az éves termelés az ammónia nemrég elérte az 5 millió tonna gyakorlat az idő, mert az első világháború, egy új nagy vegyipari -... a szintetikus ammónia - az alapja a fejlesztés a legkülönbözőbb iparágak, mind polgári, mind katonai célokra.
Ha az egyik kritérium a vegyiparban technikai fejlettségi szintje a XIX. voltak olyan tényezőket, mint a mértéke és gépek gyártása kénsav és szóda (jellegzetes termékek a múlt század), a pillanat egy ilyen kritérium a szintetikus ammónia és szintetikus gumi és kémiai finomítás.
Ammóniaszintézisnél, mint, sőt, a gumi és a szintézis eredetileg keletkezett igények imperialista háborúk. Ezek az iparágak merültek alatt Németországban az első világháború. 1915-ben világossá vált, hogy a készletek chilei nitrát - a fő forrása a kötött nitrogén a robbanóanyagok előállítására - kerülnek gyorsan kimerült Németországban. Szükséges volt, hogy megtalálja a kiutat. A német tudós F. Haber vissza 1905- 1908 években. Azt bizonyította, hogy ez lehetséges annak vegyületét a légköri nitrogén és hidrogén - ammónia. Úgy döntött, hogy használjon ammónia a robbanóanyagok gyártása. A kötött nitrogén, ő kifejlesztett egy módszert a kötő légköri nitrogént hidrogénnel előállított víz. Az így kapott ammóniát ezután könnyen gyártásához használt bármely nitrogéntartalmú anyagok. Technology ammóniát gyártási folyamat (a szintézis nagy nyomáson) célja az volt, F. Haber és Bosch mérnökök K. és A. Mittashem 1913-ban Röviddel ezután, a termelés ipari méretekben jött létre Németországban.
Annak ellenére, hogy a háború előtt Haber kapott néhány ammónia kocka, vegyészek minden ország arról, hogy végezze el ezt az eljárást ipari méretekben nem lesz lehetséges. Az a tény, hogy a kayaeduyu tonna ammónia szükséges mintegy két ezer. M3 hidrogén és mintegy ezer. M3 nitrogén, hidrogén (például nitrogénnel) kellett alaposan meg kell tisztítani, a századik és még ezred egy százalék Soder ^ anija ilyen szennyeződések, például vízgőz, oxigén, szén-monoxid, hidrogén-szulfid, így hátrányosan befolyásolja a katalizátor, amely az ammónia szintézis folyamat leáll. Következésképpen, vegyészek rendkívül nehéz volt a technikai problémát az tisztítására hidrogén. Ezen kívül, hogy megkapjuk, például 300 tonna ammónia, tömöríteni 1 Mill. M3 gáz 200-300 atm, és ez szükséges, nagy teljesítményű nagynyomású kompresszorok. De nem is ez volt a fő akadály. Nyomáson száz atmoszféra (és ezer. Atm. A nagy nyomású rendszerek) és hőmérsékleten 500 ° C-on a forró hidrogén-szintetizáló berendezés könnyen áthaladnak a legjobb szénacél. Sőt, még abban az esetben leküzdésére mindezen nehézségek, csak egy kis részét (kevesebb mint 10%) a nem hibás gázelegyet reagáltatjuk és a kapott ammóniát, és a többi a keverék nem volt ideje, hogy bekerüljenek a szintézis reakció.
Felmerült a kérdés -, hogyan kell használni a nem reagált át salétromsav? És, mint mindig, ha a követelményeknek a gyakorlatban a teljes folyamata során a technológiai fejlődés és előkészítése a megoldás.
Ábra. 1. vezetői a Haber-Bosch eljárás.
Lényegében, a technika, a XIX. elkészített oldatot az összes tudományos és technikai kapcsolatos kérdéseket ammónia szintézis folyamat külön-külön, csak szükség, hogy egyesítse az erőfeszítéseket a tudósok és mérnökök több ágak a technológia, hogy fokozzák a laboratóriumi munka által végzett Haber, hogy megoldja ezt a problémát egy nagy üzemméretet. Technika mély levegő hűtés és elválasztás az alkotórészeire talált megoldást a végén a XIX. Ez vezetett a nagynyomású kompresszorok. A találmány a hűtőgépekben találtak módon kitermelése nitrogén atmoszférában, és elválasztja azt az oxigén. A fémek és gázkészülékek a késő XIX. rendelkezésére bocsátott az új üzemanyag elgázosítási folyamat és módszerek előállítására hidrogén, valamint a gáz tisztítás elvek. Ez szükséges, csak ezek a folyamatok korszerűsítésére, hogy alkalmazkodjanak az új skála. Tüzérségi végén XIX gép. felhasználásával ötvözött acél készítésére nehéz fegyverekkel ellenállni a magas nyomás és a gázok korróziós hatásának magas hőmérsékleten, azt javasolta a lehetőségét, hogy egy nyomás alatti berendezésben. A nem reagált nitrogén és hidrogén végeztük beadásával kémiai technikával új technológiai elve - eljárást végző zárt keringési rendszerben, ahol a reagálatlan hidrogén és nitrogén visszavezetjük a rendszerbe. A kapott így vagy egy másik tiszta nitrogént és hidrogént összekeverjük egy bizonyos arányban és filmre többfokozatú kompresszort a kívánt nyomást (a modern ammónia szintézis eljárásokat úgy hajtjuk nyomáson 100 1000 atmoszféra, általában - 250-350 atm.). Ez kondenzált keveréket táplálják be a főegység-ammónia termelés egy ammónia szintézis oszlopba, ahol az első melegítjük a kívánt hőmérsékletre, majd betápláljuk a katalizátort, ahol a szintézis az ammónia és a végzett. Egy speciálisan előállított katalizátorra volt egy vas oxiddal adalékolt alumínium-oxidokat és a kálium. Oszlop ammónia szintézis egy vastag falú acél cső egy ötvözött acél egy átmérője 1 m, és a magassága 50 méter és több. Az a készülék súlya mintegy 70 tonna. Termelés e bonyolult berendezések csak akkor lehetséges, azokban az országokban, korszerű gépek és erős acéliparban.
A berendezés most meg a kapacitása 60-100 tonna vagy több ammónia naponta. Ammónia szintézis eljárás általában végbemegy hőmérsékleten 450-525 ° C-on Ebben a reakcióban, jelentős mennyiségű hő (exoterm reakció), amit használnak ugyanabban a folyamatban gáz előmelegítésére friss részek csatlakoznak a szintézis oszlopban. Megjelent a oszlopról salétromsav szintézissel elegyet, amely ammónia mennyisége (10-18%) vízhűtéses. Hűtés közben nyomás alatt ammónia kondenzálódik és a csatornába egy különleges tárolási gyűjtemények, és a maradék elegyet a salétromsav keringő speciális nagynyomású szivattyú táplálja vissza a szintézis rendszer, ahol csatlakozik a friss-Azotovit testes keverék jön szintézist. Itt tehát a legprogresszívebb folyamatos karbantartását zártláncú gyártási folyamat.
Ábra. A 2. oszlop az ammónia szintézis.
Az egyik új ammónia növények az Egyesült Államokban, mint nyersanyag előállítására földgáz mennyiségben használjuk 340 tys.-425 ezer m3, és a levegő - .. 1 tonna, amelyekből az származhat egy nap 210 tonna vízmentes ammónia, 110 tonna salétromsavval és néhány más termékeket.
Fontos, ammónia szintézisénél szintézis technológiával meghatározott fejlesztési számos más anyagok (különösen a közelmúltban szintetikus ammónia növényeket átvisszük egy olcsóbb forrást szolgáló nyersanyag hidrogén előállítása - természetes és petróleum gázok jussanak.). Mivel az ammónia szintézis folyamat egy kémiai technika biztosan tartalmaz számos bonyolult kémiai folyamatok előforduló zárt ciklusban, a teljes körű alkalmazása a nyersanyag és a katalizátort. Érdekes, hogy a kiválasztás a katalizátor ammónia szintézis Németországban az ő ideje már megpróbált 20.000. Különböző anyagok.