Modern метод за получаване на амоняк се основава на синтеза му от азот и водород при температури от 380-450 0 ° С и налягане от 250 атм използващи катализатор желязо:
N2 (ж) + 3H2 (г) = 2NH3 (ж)
Азотът получен от въздух. Водородът се получава чрез редукция на водата (пара), използвайки метан на природен газ или на нафта. Нафта (нафта) е течна смес на алифатни въглеводороди, който е получен чрез рафиниране на сурово масло (вж. Chap. 18).
Работата на модерен завод амоняк е много сложно. Фиг. 7.2 показва опростена схема на действието на растението амоняк, за природен газ. Това действие верига включва осем стъпки.
1-ви етап. отстраняването на сярата от природен газ. Това е необходимо, защото сяра е катализатор отрова (вж. Sec. 9.2).
Етап 2. намаляване на водорода на пара при 750 0 ° С и налягане 30 атм използвайки Ni катализатор:
CH4 (ж) + H2O (г) = СО (ж) + ZN 2 (г)
Трети етап. въздушни впускателни части и горене на водород в вход кислород въздух:
2Н2 (ж) + 2 (г) = 2H2O (ж) В резултат се получава смес от пара, въглероден окис и азот. Водната пара се редуцира до образуване на водород, като през втори етап.
Четвъртия етап. Окислението на въглероден окис, произведен в стъпки 2 и 3, въглероден двуокис съгласно следната реакция "смяна": CO (ж) + H2O (г) = CO2 (г) + Н2 (д)
Този процес се извършва в две "реактори смяна." Първият от тях използва катализатор на железен оксид и процесът се провежда при температура от около 0 ° С 400 втори меден катализатор се използва и методът се провежда при температура от 220 ° С
5-ти етап. Елуирането на въглероден диоксид от газовата смес с помощта на алкален буферен разтвор на калиев карбонат или разтвор на амин като етаноламин NH2CH2CH2OH. Въглероден диоксид в втечнен и накрая се използват за производството на карбамид, или изпуска в атмосферата.
Шестия етап. След етап 4 в газовата смес е все още около 0.3% въглероден окис. Тъй като може да отрови катализатор желязо по време на синтеза на амоняк (в осмата стъпка), въглероден оксид се отстранява чрез превръщане на водород до метан над катализатор никел при температура от 325 ° С
Седмия етап. Газовата смес, която сега съдържа около 74% водород и 25% азот се пресова; където налягането се увеличава от 25-30 атм до 200 атм. Тъй като това води до повишаване на температурата на сместа, веднага след компресия се охлажда.
8-ми етап. Газов поток от компресора сега "синтез на амоняк линия." Схемата, показана на Фиг. 7.2 дава опростена представяне на тази стъпка. Първо, газовата смес навлиза в катализатора, при което се използва катализатор желязо и температурата се поддържа при 380-450 ° С Сместа газ излиза от този конвертор съдържа не повече от 15% амоняк. След амоняк се втечнява и се подава в бункер, и нереагиралият газ се рециклира към преобразувателя.
Свързани статии