Mi az ammónia szintézis?

Az ammónia -szintézis ammónia előállítása a hidrogén- és nitrogéngázok kombinációjából.Az előállított ammónia nagy részét műtrágyaként használják, bár más célokra, például robbanóanyagok készítésére is felhasználhatók.A folyamatot az 1900 -as évek elején Németországban fejlesztették ki.

A légkör tele van nitrogéngázzal, de nem reagáló, és általában nem kombinálódik más elemekkel.Az ammónia előállításának alapvető stratégiája, NH ₃ , a hidrogéngáz kombinálása, h ₂ , nitrogéngázzal, n ₂ , magas hőmérsékleten és magas nyomás alatt.Kémiai szempontból ez egy nehéz reakció, tehát egy szert kell felgyorsítani a folyamat felgyorsításához.Az ammónia -szintézis során az alkalmazott katalizátor általában vas.A felhasznált vas típusa

redukált magnetitérc

.Vannak más vegyi anyagok is, amelyek katalizátorként használhatók, de a vas a leggyakoribb. A hidrogéngáz forrása általában földgáz, más néven metán, CH

4

.Ez leírja az ammónia szintézis alapvető folyamatát.Sok más lépés történik egy ammónia szintézis üzemben.A kénvegyületeket először cink -oxiddal való reagálással távolítják el a földgázból, amely cink -szulfidré alakul.Ez szabadon hagyja a metánt, amely több transzformáción megy keresztül a hidrogéngáz előállításához. A felhasznált hőmérséklet körülbelül 1482 fok;F (400 és fok; c).A felhasznált nyomás kevesebb, mint ami a reakcióhoz optimális.Biztonsági okokból mintegy 200 atmoszféra (ATM) nyomást kell használni.A hozam ilyen körülmények között körülbelül 10-20%.Amint a keverék elhagyja a reaktort, lehűl, hogy az ammónia folyadék legyen.A hőt elfogják és újrafelhasználják a bejövő gázok melegítésére.Az 1900-as évek elején kifejlesztette a nitrogéntartalmú műtrágyák hiányában, és mivel Németországnak robbanóanyagokra volt szüksége az I. világháborúhozA reakció a víz elektrolízisével történik.Az elektrolízis villamos energiát használ a vegyületek lebontására.Ebben az esetben a vizet hidrogénre és oxigénre bontják.Ezt a vízenergia -növények villamosenergia -előállításával összefüggésben végezték el.1911 -ben már a víz elektrolízisére használtak hidrogén előállításához az ammónia szintéziséhez.Ezt a folyamatot

nitrogén -rögzítésnek nevezzük

.Ebben az esetben a katalizátorok komplex enzimek, úgynevezett

nitrogenázok

.A baktériumok, amelyek ezt a folyamatot végrehajtják, a hüvelyesek gyökerei, például a borsónövények gyökereiben élnek.A nitrogén rögzítése jelentősen javította sok talaj tápanyag állapotát.