Proizvodnja amonijaka

Industrija dušika danas je jedna od vodećih industrija. Korištenje amonijaka se proširilo na rashlađivanje (R717, rashladno sredstvo), lijek (otopina amonijaka

Prvenstvena se pozornost posvećuje proizvodnji dušikovih gnojiva (i stoga - na njihove baze, uključujući amonijak, čija potražnja za 20% raste u posljednja dva desetljeća).

Ali proizvodnja amonijaka razlikuje se, prije svega, visokim intenzitetom energije. Cijela povijest ove proizvodnje je borba za snižavanje korištenih energija (mehanička, termička, električna).

Sinteza amonijaka otkriva formulu:

N2 + 3H2 = 2NH3 + Q

Reakcija je egzotermna, reverzibilna, uz smanjenje volumena. Budući da je reakcija egzotermna, smanjenje temperature će pomaknuti ravnotežu do stvaranja amonijaka, međutim brzina reakcije značajno će se smanjiti. Proizvodnja amonijaka treba da ide na visoke temperature (sinteza se odvija na 500 stupnjeva Celzijusa). Povećanje t dovodi do obrnute reakcije. Tlak od 15 do 100 MPa omogućava suprotstavljanje utjecaja temperature (niskog tlaka - od 10 do 15 MPa, prosječnog tlaka - od 25 do 30 MPa, visokog tlaka - iznad 50 MPa). Od ovih, prosjek je poželjan.

Katalizator je željezo spužvasto s aditivima kalcija, silicija, kalija, aluminijskih oksida.

Štetne nečistoće (ugljični monoksid, voda, sumporovodik) nepovoljno utječu na brzinu reakcije reakcije, trovanja katalizatorom, čime se smanjuje njegova aktivnost i smanjuje vijek trajanja. To znači da se mješavina sumporovodika nužno mora podvrgnuti temeljitom čišćenju. Ali čak i nakon čišćenja, samo dio ove mješavine pretvara se u amonijak. Stoga se preostala neizreagirana frakcija ponovno šalje u reaktor.

Kako se proizvodi amonijak?

Cjevovod se isporučuje s već pripremljenom mješavinom od tri dijela vodika i jednog dušika. Prolazi kroz turbopunjač, ​​gdje se stišće do gore navedenog tlaka, a šalje se na stupac sinteze s katalizatorom na ugrađenim policama. Proces je, kako smo saznali, vrlo egzotermno. Smjesa dušika i vodika zagrijava se toplinom koja se razvija. Oko 25 posto amonijaka i neizreagirani dušik s vodikom izlaze iz kolone. Cijeli sastav se dovodi u hladnjak, gdje se smjesa hladi. Amonijak pod tlakom postaje tekućina. Sada se odvaja rad, čiji je zadatak odvojiti amonijak u zbirci na dnu i neizreagirana smjesa koja se vraća cirkulacijska crpka natrag u stupac. Zbog ove cirkulacije, smjesa nitratno-vodik koristi se za 95 posto. Tekući amonijak kroz plinoviti amonijak ide u poseban skladište.

Svi uređaji koji se koriste u proizvodnji su što je moguće čvršće što eliminira propuštanje. Upotrebljava se samo energija egzotermnih reakcija unutar sebe. Shema je zatvorena, niska količina otpada. Troškovi su smanjeni kroz kontinuirani i automatizirani proces.

Proizvodnja amonijaka ne može samo utjecati na okoliš. Emisije plinova su neizbježne, uključujući amonijak, ugljik i dušikove okside i druge nečistoće. Oslobađa se niska razina topline. Voda se odbacuje nakon pranja rashladnih sustava i samog reaktora.

Dakle, proizvodnja amonijaka mora uključivati katalitičko čišćenje uz prisustvo sredstva za smanjenje plina. Smanjenje količine kanalizacije može se postići zamjenom kompresori s izmjeničnim klipom na turbopunjače. Mala potencijalna toplina može se iskoristiti uvođenjem velike potencijalne topline. Međutim, to će povećati onečišćenje dimnih plinova.

Energetsko-tehnološka shema koja uključuje ciklus kombiniranog ciklusa gdje se upotrebljavaju i parne pare i proizvodi izgaranja istovremeno će povećati učinkovitost proizvodnje i smanjiti emisije.