Синтез на амоняк - Енциклопедия - фонд на знанието "повет"
При разглеждане на химическата промишленост. Тя възниква през ХХ век. Предварителната игра трябва просто да се съсредоточи върху синтеза на амоняк - един от най-важните отрасли на химическата технология.
Амоняк - простият химическо съединение от азот и водород. окисляване на амоняк (от въздуха кислород) дава азотна киселина е важен междинен продукт при производството на цветни и взривни вещества, в основата на голямо разнообразие от степени на азотни торове.
След Първата световна война производството на амоняк се разви бързо. През 1912 г., около 700 хиляди. Тона на азотни съединения се произвеждат. Синтетичен амоняк докато не произвежда. Преди Втората световна война, през 1939 г., производството на азотни съединения е около 3 Mill. / N, който е получен около 2 Mill. T синтетичен амоняк. През 1952 г. в капиталистическите страни вече са произведени повече от 5 милиона тона азотни съединения, а годишното производство на амоняк наскоро достигна 5 милиона тона практика за времето от Първата световна война, една нова голяма химическа промишленост -... Производството на синтетичен амоняк - основа за развитието на широк спектър от индустрии, както на граждански и военни цели.
Ако един от критериите за химическата промишленост техническо ниво на развитие в XIX век. са такива фактори като степен и техника производство на сярна киселина и сода (типични продукти на миналия век), момента такъв критерий е производството на синтетичен амоняк и синтетичен каучук и химически рафиниране.
Амоняк синтез, като, наистина, каучука и синтеза първоначално са били генерирани нужди империалистическите войни. Тези индустрии са възникнали в Германия по време на Първата световна война. През 1915 г., стана ясно, че запасите от чилийски нитрат - основният източник на основен азот за производство на взривни вещества - бързо се изчерпват в Германия. Това е необходимо, за да се намери изход. Немският учен Е. Хабер през 1905- 1908 година. Той доказа, че е възможно да се получи съединение от него от атмосферен азот и водород - амоняк. Той решил да използва амоняк за производство на взривни вещества. За свързания азот, той разработен метод за свързване атмосферен азот с водород, произведен от вода. Полученият амоняк след това лесно да се използва за производството на всички азотсъдържащи вещества. Технология процес производство амоняк (неговия синтез при високо налягане) е проектирана от Е. Haber и Bosch инженери К. и А. Mittashem през 1913. Малко след производството му в промишлен мащаб е установена в Германия.
Въпреки факта, че преди войната Хабер получи няколко амоняк кубчета, химици всички страни са сигурни за извършване на този процес в промишлен мащаб няма да бъде възможно. Фактът, че kayaeduyu тон амоняк изисква приблизително две хиляди. M3 от водород и за хиляда. M3 азот, водород (например азот) трябва да се почиства, за стотна и дори хилядна от един процент Söder ^ anija такива примеси, като водна пара, кислород, въглероден окис, сероводород, така влияе неблагоприятно върху катализатора, че процесът на синтез на амоняк е спрян. Следователно, химици е изключително трудно технически проблем на пречистването на водород. В допълнение, за да се получи, например, 300 тона на амоняк, за компресиране 1 Mill. M3 газ 200-300 банкомат, и това е необходимо мощни компресори високо налягане. Но дори и това не е основната пречка. При налягане на стотици атмосфери (и хиляда. Atm. При високи системи под налягане) и при температура 500 ° С в апарат на горещо водород синтез лесно да премине през най-въглеродна стомана. Освен това, дори в случай на преодоляване на тези трудности, само малка част (по-малко от 10%) не-дефектен газова смес взаимодейства и се получава амоняк, и останалата част от сместа не са имали време да влиза в реакция на синтез.
Въпросът стана - как да се използват нереагиралия смес на азотна? И, както винаги се случва, когато изискванията на практика целия курс на развитието на технологиите и приготвянето на разтвора.
Фиг. 1. Шофиране процеса на Хабер-Бош.
По същество, техниката на XIX век. готов разтвор на всички научни и технически въпроси, свързани с процеса на синтез на амоняк отделно и само необходими, за да обедини усилията на учени и инженери от няколко клона на технологиите, да увеличи лабораторни изследвания е Haber, за да се реши този проблем в голяма фабрика мащаб. Техника дълбоко въздушно охлаждане и разделяне на съставните си части намерено неговият разтвор в края на XIX век. Това доведе до компресори високо налягане. С изобретението на хладилна машини бяха намерени начини за извличане азотна атмосфера, и отделяне от кислород. Метали и газови уреди в края на XIX. предоставена на новия процес на газификация гориво и методи за производство на водород, както и принципите на пречистване на газ. Това е необходимо само тези процеси да се модернизира, да се адаптират към новата скала. Артилерийски край на машини XIX век. използване легирана стомана за изработване топа издържат на високи налягане и корозионно действие на газове при високи температури, е предложено възможността на апарат за налягане. Използване на нереагирал азот и водород се провежда чрез прилагане на химически техника нова технологична принцип - осъществяване на метода в затворена циркулационна система, където нереагирал водород и азот, се връща в системата. Полученият един или друг начин чист азот и водород се смесват в определена част и заснет многостепенен компресор на необходимото налягане (модерни синтез на амоняк процеси се провеждат при налягане от 100 до 1000 атмосфери, обикновено -. 250-350 атм). Това кондензираната смес се подава в основното производство единица амоняк в колона синтез на амоняк, където първо се нагрява до желаната температура и след това се подава към катализатора, при синтеза на амоняк и се извършва. Специално получава катализатор е железен оксид, легирани с окиси на алуминий и калий. Колона синтез на амоняк е дебелостенни стоманени тръби от стомана сплав с диаметър 1 m и височина 50 и повече метра. Теглото на устройството е около 70 тона. Производство на това сложно оборудване е възможно само в държави с модерни машини и силна металургия.
Апаратурата вече е настроен в качеството си на 60-100 тона или повече на амоняк на ден. процес амоняк синтез обикновено протича при температура от 450-525 ° С В тази реакция, значително количество топлина (екзотермична реакция), който се използва в същия процес газ за подгряване свежи порции свързващи колона синтез. Издаден от колона азотна синтез смес, съдържаща количество амоняк (10-18%) е с водно охлаждане. След охлаждане под налягане на амоняк кондензира и канализацията в специални колекции съхранение, и останалата смес на азотна циркулиращ специална помпа за високо налягане се подава обратно в системата за синтез, където се присъединява към прясно Azotovit як смес идва синтеза. Така тук от най-прогресивно непрекъснатото поддържа от затворен контур производствен процес.
Фиг. Колона 2 на синтез на амоняк.
В един от новите амоняк растенията в Съединените щати като суровина за производството на природен газ се използва в количество от 340 tys.-425000 m3 и въздух - .. 1 тона, от които се получават на ден 210 тона на безводен амоняк, 110 тона на азотна киселина и няколко други продукти.
Важно е, че синтеза на синтез на амоняк технология определено развитие на редица други вещества (по-специално, напоследък синтетични амоняк растения се прехвърлят в по-евтин източник на суровина за производство на водород. - природни и бутан преминаване). Тъй като процесът на синтез на амоняк на химическа техника със сигурност включва редица сложни химични процеси, протичащи в затворен цикъл, с пълно прилагане на суровината и катализатора. Интересното е, че изборът на катализатор за синтез на амоняк в Германия през време му е опитал до 20 хиляди. Различни вещества.