ammoniakki synteesi, jota kutsutaan myös Haber-Bosch-synteesillä, viittaa prosessiin tänään laajalti käytetty teollisessa mittakaavassa, jossa parametrit, jotka häiritsevät kemiallisen reaktion välillä, typpi ja vety ovat ihanteellisesti mukautettu, jotta voidaan maksimoida ammoniakin synteesi.
on katalysoitu reaktio, jossa rauta (katalyyttinen ferriitti, hienoksi jaettu tuettu rauta-oksidi), edellytysten 200 paine tunnelmia lämpötila-alue 400-500 °C.,:
N 2 ( g ) + 3 H 2 ( g ) ↽ − − ⇀ 2 NH 3 ( g ) {\displaystyle {\ce {N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}}} 
O processo foi kehitetty laboratorialmente Fritz Haber em 1908 ja kehitetään teollisesti Carl Bosch, vuosina 1912 ja 1913. Sitä käytettiin ensimmäisen kerran teollisessa mittakaavassa Saksassa ensimmäisen maailmansodan aikana., Ampumatarvikkeiden tuotannossa saksalaiset olivat riippuvaisia Chilestä tuodusta natriumnitraatista, mikä oli riittämätöntä ja epävarmaa. Koska muun muassa liittoutuneiden hyökkäykset laivareitit, raaka-aineen, Saksalaiset alkoivat helposti käyttää Haber prosessi ammoniakin tuotannossa. Ammoniakki (ammoniakki), joka on tuotettu oli hapettunut tuotantoon, typpihapon, jonka Ostwald prosessi ja tämän tuotantoon käytetyt typpi/typpi räjähteitä, joita käytetään tuotannossa ammuksia.,
ammoniakin tuotannossa vuodesta typpi typpi on saatu ilmaa, ja vety, seurauksena reaktion välillä vettä ja maakaasu ovat:
CH 4 ( g ) + H 2 O ( l ) ⟶ CO ( g ) + 3 H 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {CH4(g) + H2O(l) -> CO(g) + 3H2(g)}}}
reaktio on osoittanut meille tänään, mikä on erittäin tärkeää, että tuotanto lannoite, ja on arvioitu, että yli kolmasosa maailman väestöstä (noin 40%) pitäisi olla ruokaa suoraan prosessissa., Ratkaisevaa on se, että vaikka ilma sisältää noin 78% typpeä sen koostumus, jota kutsutaan myös typpeä sen yksinkertainen muoto on käytännössä ei-reaktiivinen normaaleissa olosuhteissa, paljon muistuttava jalokaasujen tällaisissa olosuhteissa. Tuotanto typen yhdisteitä luonnon prosesseja ja niiden lisäys muun muassa elintarvikeketjun pohjimmiltaan riippuu typpeä sitovien bakteerien, nämä yleensä löytyy, esimerkiksi juuret palkokasvit, kuten pavut., Saada tällaisia yhdisteitä mittasuhteet tällä hetkellä vaati maailmanlaajuisesti olisi epäkäytännöllistä, jos riippuvuus luonnonvarojen lähteistä säilyi, joko räjähteiden valmistamiseen tai käyttää lannoitteita itse.
reaktio välillä, typpi ja vety on palautuva, ja siksi, tuotto ammoniakin tuotanto riippuu joitakin ehtoja:
lämpötila: muodostumista ammoniakkia on eksoterminen prosessi, joka on, se tapahtuu kanssa vapautuu lämpöä., Näin ollen matalat lämpötilat suosivat tuotannon NH3 ja lämpötilan nousu on taipumus siirtyä tasapainotilassa reaktio vastakkaiseen suuntaan, mukaan Le Chatelier periaate. Toisaalta, lämpötilan alentaminen vähentää nopeutta reaktion, joten väli lämpötila on ihanteellinen yksi hyväksi prosessi. Kokeet ovat osoittaneet, että optimaalinen lämpötila on 450 °C.
paine: paineen lisääntyminen suosii muodostumista ammoniakin, koska prosessi on lasku tilavuus (koska lasku määrä molekyylejä)., Paineen nousu siis lisää tuotemuodostuksen tuottoa, mutta toisaalta kasvun on oltava taloudellisesti toteutettavissa, eli se ei saa nostaa tuotantokustannuksia liian korkeiksi. Teknisesti ja taloudellisesti toteutettavissa oleva paine on 200 ilmakehää.
katalyytti: katalyytti ei vaikuta tasapainoon, vaan kiihdyttää reaktion nopeutta tasapainon saavuttamiseksi. Katalyytin lisääminen mahdollistaa prosessin suotuisan kehittymisen alemmissa lämpötiloissa., Aluksi ammoniakin synteesireaktiossa Haber-Boschin prosessin kautta katalyytteinä käytettiin osmiumia ja uraania, joita pidettiin ensimmäisen sukupolven katalyytteinä. Tällä hetkellä, toisen sukupolven katalysaattorit ovat laajalti käytetty, että ovat tuki (rauta-oksidi -, hiili -, magnesium-oksideihin, alumiinioksidin, zeoliitit, spinelli ja boorinitridi) edistää kasvua pinta-alan ja helpottaa levittämistä, on katalyyttinen ferriitti edelleen eniten käytetty (α-Fe).,
teollisuudessa katalyyttistä rautaa valmistetaan altistamalla magnetiittia, rautaoksidia, kuumennetulle vedylle. Magnetiitti pelkistyy metalliraudaksi hapen poistuessa prosessissa.
Leave a Reply