Промышленное производство аммиака

Аммиак или аммониак бесцветный газ с чрезвычайно острым, характерным, вызывающим слезы запахом, состоящий из 1 объема азота и 3 объемов водорода, а потому отвечающий формуле NH3 (связи N Н полярны;, у атома N имеется неподеленная пара электронов, к-рая обусловливает способность аммиака к образованию донорно- акцепторной и водородной связей; для NH3 т. пл. - 77,7°С, т. кип. -33,35°С) Структура молекулы NH 3

Нахождение в природе Небольшие количества аммиака находятся в воздухе в виде углекислой и азотнокислой соли аммония, откуда они уносятся атмосферными осадками, как например дождем, росой, снегом и достигают таким образом поверхности земли уже в более концентрированном состоянии; поглощенный почвою аммиак является важным питательным материалом для растительных организмов и преобразуется ими в белки и прочие необходимые составные части растении.белки

Действие на организм При содержании в воздухе 0,5% по объему аммиак сильно раздражает слизистые оболочки. При остром отравлении поражаются глаза и дыхательных пути, при хронических отравлениях наблюдаются расстройство пищеварения, ослабление слуха. Жидкий аммиак вызывает сильные ожоги кожи. Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна

Аммиак был открыт Дж. Пристли в 1774г. и назван им щелочным воздухом или газом. Твердый аммиак - бесцветные кристаллы с кубической решеткой (а = =0,515 нм, 2 = 4, пространств, группа Р213). Жидкий аммиак растворяет щелочные и щел.-зем. металлы, Al, Eu, Yb, P, S, I, мн. интерметаллиды.

Схема производства аммиака включает следующие стадии: Характеристика реакции синтеза аммиака: Аммиак образуется при взаимодействии азота с водородом: N2 + 3H2 2NH3 + Q. Синтез аммиака – реакция обратимая, экзотермическая, гетерогенно – каталитическая. Для проведения реакции синтеза аммиака необходима повышенная температура. Если, реакция идет с уменьшением объема, то при повышении давления ее равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции. Высокий выход аммиака может быть получен только при высоком давлении. Сжатие азотово- дородной смеси Нагревание смеси Синтез аммиака Охлаждение газовой смеси Отделение аммиака от газовой смеси

Условия промышленного синтеза аммиака: Давление МПа наибольший выход Проблема: процесс должен идти при высоком давлении и температурах. При таких условиях азот и водород взаимодействует со сталью конструкций. Поэтому оборудование должно быть изготовлено из материала не только сверхпрочного, но и инертного. Такой материал очень дорог. Поэтому осуществление синтеза аммиака при высоком давлении порядка 300 МПа делает его производство дорогим и к тому же небезопасным.

СИНТЕЗ АММИАКА: Вспомогательный материал: катализатор (пористое железо). Основной химический процесс: азотоводородную смесь получают парокислородной конверсией метана: СН 4 + Н 2 O(г) СО + ЗН кДж 2СН 4 + O 2 2СО + 4Н кДж СО + Н 2 O(г) СO 2 + Н кДж Газы реагируют при °С в присутствии катализатора под давлением Па с образованием 1020% аммиака: N 2 + ЗН 2 2NН кДж Рис.Устройство аппарата синтеза аммиака

Аппараты для синтеза аммиака

Аммиак Производство HNO 3 (NH 4 ) 2 SO 4 NH 4 NO 3 (NH 4 ) 2 CO 3 мочевина аммофоса жидкое удобрение в качестве хладагента Области применения аммиака