Аммиак өндірісі. Химия, 9 сынып, қосымша материал 3

Аммиак өндірісі

Аммиакты өнеркәсіпте азотсутекті қоспадан синтездейді.

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

ΔH° = –92,4 кДж

Сутек пен азоттан аммиакты синтездеу реакциясы қайтымды, экзотермиялық, көлемнің кемуімен жүреді.

Ле Шателье-Браун принципі бойынша, тепе теңдікті реакциядан кейін өнім алу жағына қарай ығыстыру үшін температураны төмендетіп, қысымды жоғарылату керек. Бірақ төменгі температурада реакция өте баяу жүреді және аммиак өнімі аз болады.

Температураны 500°C, қысым 200 атм және катализатор қатысында аммиактың синтез реакциясын жоғары қарқында жүруіне мүмкіндік туды. 1918 жылы бұл мәселені шешкен Фриц Габер Нобель сыйлығын иеленді.

Тәжірибе жүзінде аммиакты өндіріс жағдайында синтездеу реакциясын неміс инженері Карлу Бош сәтті іске асырды. 1931 ж. осы еңбектері үшін Карл Бош және Фридрих Бергиус Нобель сыйлығын алды.

Атмосфералық ауаны –200°С дейін салқындатып және басқа қоспалардан айдау арқылы азотты бөліп алады.

Метанға, газдарға бай тас көмірді және мұнайды өндіру кезіндегі пайда болған табиғи жанғыш газдардан сутекті алады.

Бір көлем азот пен үш көлем сутек компрессорда қысылады, одан әрі қарай қыздырылған көмір толтырылған сүзгі мен май бөлгішке жібереді. Тазартылған қоспа синтез бағанасына ығысады.

Синтез бағанасында түтікшелі жылу алмастырғыш орналасқан, оның ішінен әрекеттескен газдар қоспасы өтіп, ал азот-сутек қоспасы түтікшелі жылу алмастырғыш аралығынан өтеді. Осылай екi жалпы технологиялық ұстанымдарды жүзеге асырылады: қарсы ағын принципі және реакция жылуын кәдеге жарату принципі.

Құрамында 20-30% аммиак бар араласқан қоспаны түтікшелі тоңазытқышқа бағыттайды, онда қысым арқылы сығылады. Сұйық аммиак жинаққа жиналады. Азот пен сутектің толықтай аммиакқа айналуы мүмкін емес, сондықтан бұл процес тұйық айналымдағы құрылғыда жүргізіледі. Жалпы технологиялық принцип арқасында азот-сутек қоспасын қолдану айналымын алу 98%-ға дейін жетеді.

Ақпарат Bilimland сайтынынан алынған