Зертханалық және өнеркәсіптік ауқымда аммиак өндіру

Аммиак (NH3) - азотпен сутектің химиялық құрамын білдіреді. Ол «аммиякос» деп аталатын грек сөзінен немесе «аммиак» деп аударылған жалғыз аударылған латын «аммоний» деп аталды. Аммиак оазисінде Ливия шөлінде алынған аммоний хлориді деп аталатын бұл зат.

Аммиак көздің және тыныс жолдарының шырышты қабығын тітіркендіретін өте улы зат болып саналады. Аммиак улануының негізгі белгілері - лакримация, диспния және пневмония. Бірақ сонымен қатар, аммиак бейорганикалық қышқылдар, мысалы, азот, цианид, несепнәр және азот құрамындағы тұздар алу үшін кеңінен пайдаланылатын бағалы химиялық зат болып табылады. Сұйық аммиак - бұл мұздатқыш ыдыстар мен машиналардың тамаша жұмыс істеуі, себебі ол жоғары буланудың жылуына ие. Сұйық тыңайтқыштар ретінде аммиак су ерітінділері , сондай-ақ суперфосфаттар мен май қоспаларының аммонизациясы үшін қолданылады.

Көмірді кокстау процесінде пайдаланылған газдардан аммиакты алу ескі және қол жетімді әдіс болып табылады, бірақ бүгінгі күні ол ескірген және іс жүзінде пайдаланылмаған.

Қазіргі заманғы және негізгі тәсілі болып табылады аммиак алу үшін өнеркәсібінде «Хабэр». Көмірсутек газдарын конверсиялау нәтижесінде пайда болатын азот пен сутектің тікелей өзара әрекеттесуінің мәні. Әдетте шикізат, табиғи газ, мұнай газы , ілеспе мұнай газдары, ацетилен өндірісінен қалған қалдық газдар қолданылады. Аммиак өндірісінің конверсия әдісінің мәні метанның және оның гомологтарының жоғары температурада компоненттерге ыдырауы: тотығу агенттері - оттек және су буының қатысуымен сутегі және көміртегі тотығы . Сонымен қатар, оттегі байытылған ауа немесе атмосфералық ауа айналдырылған газбен араласады. Бастапқыда, айырбасталатын газға негізделген аммиак өндірісі үшін реакция жылуды босатумен байланысты, бірақ реакцияның бастапқы материалдарының көлемін төмендетеді:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45.9 kJ

Дегенмен, өнеркәсіптік шкала бойынша аммиак өндірісі катализатордың көмегімен және дайын өнімнің кірістілігін арттыратын жасанды түрде жасалған шарттар бойынша жүзеге асырылады. Аммиак шығаратын атмосферада қысым 350 атмосфераға дейін артады, ал температура 500 градусқа дейін көтеріледі. Осындай жағдайларда аммиак өнімділігі шамамен 30% құрайды. Газ салқындату әдісімен реакция аймағынан алынып тасталады және реакцияға енбеген азот пен сутегі синтез бағанына қайта оралады және реакцияларға қайта қатыса алады. Синтезде каталитикалық улы заттардан газдардың қоспасын тазарту өте маңызды, олар катализаторлардың әсерін жоққа шығара алады. Мұндай заттар су буы, CO, As, P, Se, O2, S болып табылады.

Алюминий мен калий оксидтерінің қоспалары бар кеуекті темір азот және сутегі синтезі реакцияларында катализатор болып табылады. Бұрын қолданылған барлық 20 000 адамнан тек осы зат тек реакцияның тепе-теңдік күйіне жетуге мүмкіндік береді. Аммиакты алудың бұл принципі ең үнемді болып саналады.

Зертханада аммиак өндірісі оның аммоний тұздарынан күшті сілтілермен ауыстыру технологиясына негізделген. Схематично, бұл реакция мынадай:

2NH4CI + Ca (OH) 2 = 2NH3 ↑ + CaCl2 + 2H2O

Немесе

NH4Cl + NaOH = NH3 ↑ + NaCl + H2O

Артық ылғалды жою және аммиак ағызу үшін, ол каустикалық сода мен әк қоспасынан өтеді. Аммиак өндірісі металл натрийді еріту және одан кейін қоспаны айдау нәтижесінде өте құрғақ. Мұндай реакциялар көбінесе вакуумдағы жабық металл жүйесінде жүзеге асырылады. Сонымен қатар, мұндай жүйе жоғары қысымға төтеп беруі керек, ол аммиак буларын шығарып, бөлме температурасында 10 атмосфераға дейін жетеді.