synteza amoniaku, zwany także synteza Haber-Bosch, odnosi się do procesu dzisiaj szeroko pracownika na skalę przemysłową, gdzie parametry, które hamują reakcję chemiczną między azotem i wodorem są idealne w celu maksymalizacji syntezy amoniaku.
w reakcji katalizowanej C i żelaza (ferryt, katalityczne, drobno zmielone obsługiwane przez tlenek żelaza), w Warunkach 200 atmosfer ciśnienia w zakresie temperatur od 400 do 500 °C.,:
n 2 ( g ) + 3 H 2 ( g) NH − − NH 2 NH 3 ( g ) {\displaystyle {\ce {N2(g) + 3H2(g) <=> 2nh3(g)}}} 
proces został opracowany przez Fritza w 1908 r.i wdrożony Przemysłowo przez Karla Boscha w latach 1912-1913. Był używany po raz pierwszy, na skalę przemysłową, w Niemczech podczas I wojny światowej., Do produkcji amunicji, Niemcy stosować azotan sodu importowanych z Chile, co było niewystarczające i niepewne. Biorąc pod uwagę m.in. ataki alianckie przeciwko morskim szlakom transportu surowców, Niemcy zaczęli z łatwością wykorzystywać proces Haber do produkcji amoniaku. Amoniak (amoniak) został utleniony do produkcji kwasu azotowego w procesie Ostwald i ten jest używany do produkcji materiałów wybuchowych azot / azot, które są wykorzystywane do produkcji amunicji.,
do produkcji amoniaku, azot/azot jest ekstrahowany z atmosfery, a wodór w reakcji między wodą i gazu ziemnego:
CH 4 ( G ) + H 2 O ( l ) ⟶ CO ( g ) + 3 H 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {CH4(g) + H2O(l) -> CO(g) + 3H2(g)}}}
reakcja pokazuje-jeśli te dni są niezwykle ważne dla produkcji nawozów, a szacunki wskazują, że ponad jedna trzecia światowej populacji (około 40%) musi je zasilać bezpośrednio do procesu., Ten ważny punkt jest, chociaż powietrze zawiera około 78% azotu w ich składzie, zwany także azotu w ich prostej postaci jest praktycznie nie reaguje w normalnych warunkach, w bardzo przypominający gaz szlachetny w takich warunkach. Wytwarzanie związków azotowych w naturalnych procesach i wprowadzanie między innymi w łańcuchu pokarmowym zależy głównie od bakterii utrwalaczy azotu, te zwykle występują na przykład w korzeniach roślin strączkowych, takich jak fasola., Uzyskanie takich mieszanin w proporcjach, dziś na całym świecie demandadas byłoby niemożliwe, jednak utrzymuje się zależność od eksploatacji naturalnych źródeł, zarówno do wytwarzania materiałów wybuchowych, lub do stosowania w nawozach, sam.
reakcja między azotem i wodorem jest odwracalna, a zatem dochód w produkcji amoniaku zależy od pewnych warunków:
Temperatura: tworzenie amoniaku jest procesem exotérmico, czyli występuje z wytwarzaniem ciepła., Zatem niskie temperatury przyczyniają się do produkcji NH3 i wzrost temperatury mają tendencję do zmiany równowagi reakcji w przeciwnym kierunku, zgodnie z zasadą Le Chatelier. Z drugiej strony spadek temperatury zmniejsza szybkość reakcji, a zatem temperatura w buforze jest idealna do późniejszego procesu. Eksperymenty wykazały, że idealna temperatura wynosi 450 °C.
ciśnienia: wzrost ciśnienia sprzyja tworzeniu się amoniaku, ponieważ w procesie następuje zmniejszenie objętości (z powodu zmniejszenia liczby cząsteczek)., Wkrótce wzrost ciśnienia zwiększa wydajność przygotowania produktu, ale z drugiej strony, wzrost ten powinien być ekonomicznie uzasadnione, to znaczy, nie powinno być koszty produkcji zbyt wysokie. Ciśnienie uważane jest za technicznie i ekonomicznie uzasadnione – wynosi 200 atmosfer.
katalizator: katalizator nie wpływa na równowagę, jednak przyspiesza szybkość reakcji w celu osiągnięcia równowagi. Dodanie katalizatora pozwala na korzystny rozwój procesu w niższych temperaturach., Na początku, w reakcji syntezy amoniaku w procesie Haber-Bosch, był OSM i uran jako katalizatory, uważane za katalizatory pierwszej generacji. Obecnie stosowany jako obszerny katalizatorów drugiej generacji, które obejmują wsparcie (tlenek żelaza, węgla, tlenki magnezu, glinu, zeolitów, spineli i azotku boru) promotorów zwiększających pole powierzchni i sprzyjających dyfuzji, z ferrytu katalitycznego jeszcze bardziej, Pokojówka (α-Fe).,
w przemyśle, katalizator żelaza przygotowuje wystawę magnetytu, tlenku żelaza, wodoru po podgrzaniu. Magnetyt jest zredukowany do metalicznego żelaza z usunięciem tlenu w tym procesie.
Leave a Reply