การสังเคราะห์แอมโมเนียคืออะไร?
การสังเคราะห์แอมโมเนียเป็นการผลิตแอมโมเนียจากการรวมกันของก๊าซไฮโดรเจนและไนโตรเจนแอมโมเนียส่วนใหญ่ที่ผลิตใช้เป็นปุ๋ยแม้ว่าจะสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น ๆ เช่นการทำระเบิดกระบวนการดังกล่าวได้รับการพัฒนาในประเทศเยอรมนีในช่วงต้นทศวรรษ 1900
บรรยากาศเต็มไปด้วยก๊าซไนโตรเจน แต่มันก็ไม่มีปฏิกิริยาและโดยทั่วไปไม่ได้รวมกับองค์ประกอบอื่น ๆกลยุทธ์พื้นฐานสำหรับการทำแอมโมเนีย, NH 3 คือการรวมก๊าซไฮโดรเจน H 2 กับก๊าซไนโตรเจน, N 2 ที่อุณหภูมิสูงและภายใต้ความดันสูงทางเคมีนี่เป็นปฏิกิริยาที่ยากลำบากดังนั้นจึงต้องใช้ตัวแทนในการเร่งกระบวนการ
ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นสารประกอบที่ทำให้ปฏิกิริยาดำเนินต่อไปได้เร็วขึ้นในการสังเคราะห์แอมโมเนียตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้เป็นเหล็กโดยทั่วไปประเภทของเหล็กที่ใช้คือแร่แมกนีไทต์ที่ลดลงมีสารเคมีอื่น ๆ ที่สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้ แต่เหล็กเป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุด
แหล่งที่มาของก๊าซไฮโดรเจนมักจะเป็นก๊าซธรรมชาติหรือที่เรียกว่ามีเธน, ch 4 สิ่งนี้อธิบายกระบวนการพื้นฐานของการสังเคราะห์แอมโมเนียขั้นตอนอื่น ๆ อีกมากมายเกิดขึ้นในโรงงานสังเคราะห์แอมโมเนียสารประกอบซัลเฟอร์จะถูกลบออกเป็นครั้งแรกจากก๊าซธรรมชาติโดยทำปฏิกิริยากับสังกะสีออกไซด์ซึ่งเปลี่ยนเป็นซัลไฟด์สังกะสีสิ่งนี้ทำให้มีเธนอิสระซึ่งต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงอีกหลายครั้งเพื่อสร้างก๊าซไฮโดรเจน
อุณหภูมิที่ใช้อยู่ที่ประมาณ 1482 DEG;F (400 deg; c)ความดันที่ใช้น้อยกว่าสิ่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับปฏิกิริยาด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยใช้ความดันประมาณ 200 บรรยากาศ (ATM)ผลผลิตอยู่ที่ประมาณ 10-20% ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้เมื่อส่วนผสมออกจากเครื่องปฏิกรณ์มันจะถูกทำให้เย็นลงเพื่อให้แอมโมเนียกลายเป็นของเหลวความร้อนถูกจับและนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อให้ความร้อนกับก๊าซที่เข้ามาวิธีการสังเคราะห์แอมโมเนียนี้เรียกว่ากระบวนการฮาเบอร์เพราะมันถูกสร้างขึ้นโดยนักเคมีชาวเยอรมัน Fritz Haber ผู้พัฒนาเงื่อนไขสำหรับปฏิกิริยาเคมีเขาพัฒนามันในระหว่างการขาดแคลนปุ๋ยที่มีไนโตรเจนในช่วงต้นทศวรรษ 1900 และเนื่องจากเยอรมนีต้องการวัตถุระเบิดสำหรับสงครามโลกครั้งที่ 1 ในปัจจุบันแอมโมเนียผลิตในขนาดใหญ่ทั่วโลก
ทางเลือกอื่นในการสร้างไฮโดรเจนสำหรับปฏิกิริยาผ่านทางอิเล็กโทรไลซิสของน้ำอิเล็กโทรไลซิสใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อสลายสารประกอบในกรณีนี้น้ำจะถูกย่อยสลายเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนสิ่งนี้ได้ทำร่วมกับการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำเมื่อย้อนกลับไปถึงปี 1911 อิเล็กโทรไลซิสของน้ำถูกนำมาใช้เพื่อให้ไฮโดรเจนสำหรับการสังเคราะห์แอมโมเนียจุลินทรีย์บางชนิดสามารถใช้ก๊าซไนโตรเจนจากอากาศเพื่อผลิตแอมโมเนียกระบวนการนี้เรียกว่าการตรึงไนโตรเจนในกรณีนี้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นเอนไซม์ที่ซับซ้อนที่รู้จักกันในชื่อ nitrogenases แบคทีเรียที่ดำเนินการตามกระบวนการนี้อาศัยอยู่บนรากของพืชตระกูลถั่วเช่นพืชถั่วการตรึงไนโตรเจนได้ปรับปรุงสถานะของสารอาหารอย่างมีนัยสำคัญของดินจำนวนมาก