Ammoniakproduktion im Labor und im industriellen Maßstab
Ammoniak (NH3) ist eine Chemikalieeine Wasserstoffverbindung mit Stickstoff. Er hat seinen Namen von dem griechischen Wort "hals ammniakos" oder Latein "sal ammoniacus" bekommen, das als "Ammoniak" übersetzt wird. Es ist diese Substanz namens Ammoniumchlorid, die in der libyschen Wüste in der Oase von Ammonium erhalten wurde.
Ammoniak wird als sehr giftige Substanz angesehen,Es kann die Schleimhäute der Augen und der Atemwege reizen. Primäre Symptome einer Ammoniakvergiftung sind reichlich Tränenfluss, Atemnot und Lungenentzündung. Gleichzeitig ist Ammoniak eine wertvolle chemische Substanz, die in großem Umfang für die Herstellung von anorganischen Säuren verwendet wird, beispielsweise Salpetersäure, Cyanid und Harnstoff und Stickstoff enthaltende Salze. Flüssiges Ammoniak ist eine ausgezeichnete Arbeitssubstanz für Kühlcontainer und -maschinen, da es eine hohe spezifische Verdampfungswärme hat. Wässrige Lösungen von Ammoniak werden als Flüssigdünger sowie zur Ammoniierung von Superphosphaten und Fettgemischen verwendet.
Die Herstellung von Ammoniak aus Abgasen im Rahmen der Kohleverkokung ist die älteste und am leichtesten zugängliche Methode, aber bis heute ist sie veraltet und wird praktisch nicht verwendet.
Der moderne und grundlegende Weg istProduktion von Ammoniak in der Industrie nach dem Haber-Verfahren. Sein Wesen ist in der direkten Wechselwirkung von Stickstoff und Wasserstoff, die als Folge der Umwandlung von Kohlenwasserstoffgasen auftritt. Als Rohstoff werden üblicherweise Erdgas, Raffineriegase, Erdölbegleitgase, Restgase aus der Produktion von Acetylen verwendet. Das Wesen der Methode der Umwandlungsproduktion von Ammoniak ist die Zersetzung von Methan und seinen Homologen bei hoher Temperatur in Komponenten: Wasserstoff und Kohlenmonoxid unter Beteiligung von Oxidationsmitteln - Sauerstoff und Wasserdampf. Gleichzeitig wird mit Sauerstoff angereicherte Luft oder atmosphärische Luft mit dem umgewandelten Gas vermischt. Die Reaktion zur Herstellung von Ammoniak auf der Basis des konvertierbaren Gases verläuft anfänglich unter Wärmefreisetzung, jedoch mit einer Verringerung des Volumens der Reaktionsausgangsmaterialien:
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45,9 kJ
Produktion von Ammoniak im industriellen Maßstabwird unter Verwendung eines Katalysators und unter künstlich geschaffenen Bedingungen durchgeführt, die es erlauben, die Ausbeute des Endprodukts zu erhöhen. In der Atmosphäre, in der die Ammoniakproduktion stattfindet, steigt der Druck auf 350 Atmosphären und die Temperatur steigt auf 500 Grad Celsius an. Unter solchen Bedingungen beträgt die Ausbeute an Ammoniak etwa 30%. Das Gas wird durch das Kühlverfahren aus der Reaktionszone entfernt, und Stickstoff und Wasserstoff, die nicht reagiert haben, kehren zu der Synthesesäule zurück und können erneut an den Reaktionen teilnehmen. Während der Synthese ist es sehr wichtig, die Mischung von Gasen aus katalytischen Giften zu reinigen, Substanzen, die die Wirkung von Katalysatoren negieren können. Solche Substanzen sind Wasserdampf, CO, As, P, Se, O2, S.
Als Katalysator in der Synthese von Stickstoffund Wasserstoff ist ein poröses Eisen mit Verunreinigungen von Aluminium- und Kaliumoxiden. Nur diese Substanz, von allen bisher 20 Tausend Versuchen, erlaubt es, den Gleichgewichtszustand der Reaktion zu erreichen. Dieses Prinzip der Ammoniakgewinnung gilt als das wirtschaftlichste.
Die Produktion von Ammoniak im Labor basiert auf der Technologie seiner Verdrängung aus Ammoniumsalzen mit starken Alkalien. Schematisch ist diese Reaktion wie folgt:
2NH4CI + Ca (OH) 2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O
oder
NH 4 Cl + NaOH = NH 3 ↑ + NaCl + H 2 O
Um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen und um Ammoniak abzuleiten, wird seinpassieren Sie eine Mischung aus Natronlauge und Kalk. Die Herstellung von sehr trockenem Ammoniak wird erreicht, indem metallisches Natrium darin gelöst wird und dann das Gemisch destilliert wird. Meistens werden solche Reaktionen in einem geschlossenen Metallsystem unter Vakuum durchgeführt. Und solch ein System muss dem hohen Druck, der durch die Emission von Ammoniakdampf erreicht wird, bis zu 10 Atmosphären bei Raumtemperatur standhalten.
