Výroba amoniaku v laboratorním a průmyslovém měřítku

Amoniak (NH3) je chemická látkasloučeninu vodíku s dusíkem. Jeho jméno pochází z řeckého slova "hals ammniakos" nebo latinsky "sal ammoniacus", který je přeložen osamoceně - "amoniak". Právě tato látka se nazývá chlorid amonný, který byl získán v libyjské poušti v oáze amoniaku.

Amoniak je považován za velmi toxickou látku,který je schopen dráždit sliznice očí a dýchacích cest. Hlavními příznaky jsou hojné amoniak otravy slzení, dušnost a plicní zánět. Ve stejné době, amoniak - cenné chemikálie, která se široce používá pro výrobu anorganických kyselin, například kyselina dusičná, kyanid, stejně jako močoviny a dusíkatých solí. Kapalný amoniak - je vynikající pracovního média chlazené nádoby a zařízení, protože má velkou specifickou teplo vypařování. Vodné roztoky amoniaku se používají jako kapalné hnojivo, jakož i hnojiva amoniakační superfosfát, a jejich směsi.

Výroba amoniaku z výfukových plynů v procesu koksování uhlí je nejstarší a nejvíce přístupná metoda, ale dosud je zastaralá a prakticky se nepoužívá.

Moderní a základní cesta jevýroba amoniaku v průmyslu na základě Haberova procesu. Jeho podstatou je přímá interakce dusíku a vodíku, která vzniká v důsledku přeměny uhlovodíkových plynů. Jako surovina se obvykle používá zemní plyn, rafinérské plyny, přidružené ropné plyny, zbytkové plyny z výroby acetylenu. Podstatou způsobu výroby amoniaku je přeměna methanu a jeho homologů při vysokých teplotách na složky: vodík a oxid uhelnatý za účasti oxidačních činidel - kyslíku a vodní páry. Současně se s přeměněným plynem mísí vzduch, obohacený kyslíkem, nebo atmosférický vzduch. Zpočátku reakce pro výrobu amoniaku na bázi konvertibilního plynu probíhá s uvolňováním tepla, ale s poklesem objemu reakčních výchozích materiálů:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45,9 kJ

Výroba amoniaku v průmyslovém měřítkuse provádí za použití katalyzátoru a za uměle vytvořených podmínek, které umožňují zvýšení výtěžku konečného produktu. V atmosféře, kde dochází k výrobě amoniaku, se tlak zvyšuje na 350 atmosfér a teplota stoupá na 500 stupňů Celsia. Za takových podmínek je výtěžek amoniaku asi 30%. Plyn se z reakční zóny odstraní metodou chlazení a dusík a vodík, které nereagovaly, se nevrátí zpět do syntézní kolony a znovu se mohou účastnit reakcí. Během syntézy je velmi důležité vyčistit směs plynů z katalytických jedů, látky, které mohou negovat vliv katalyzátorů. Takové látky jsou vodní páry, CO, As, P, Se, O2, S.

Jako katalyzátor při syntéze dusíkua vodík vyčnívá porézní železné slitiny hliníku a draslíku oxidů. Pouze podstata všeho 20.000 předtím pokusil dosahuje rovnovážné reakce. Tento princip získávání amoniaku je považován za nejekonomičtější.

Výroba amoniaku v laboratoři je založená na technologii jeho vytěsňování z amonných solí silnými zásadami. Schematicky je tato reakce následující:

2NH4C1 + Ca (OH) 2 = 2NH3 ↑ + CaCl2 + 2H2O

nebo

NH4C1 + NaOH = NH3 + + NaCl + H20

Chcete-li odstranit přebytečnou vlhkost a vypustit čpavek, je jehoprojít směsem hydroxidu sodného a vápna. Výroba velmi suchého amoniaku se dosáhne rozpuštěním kovového sodíku a pak destilací směsi. Nejčastěji se takové reakce provádějí v uzavřeném kovovém systému ve vakuu. Takový systém musí odolat vysokému tlaku, který je dosažen vypouštěním výparů amoniaku až do 10 atmosfér při pokojové teplotě.