Ang paggawa ng amonia ay gumagamit ng karbon, coke, coke at natural gas bilang hilaw na materyales. Kasabay nito, ang natural gas ay pa rin ang pangunahing hilaw na materyal.
Kaunting kasaysayan
Bumalik sa ika-20 siglo, ang sikat na siyentipiko na siyentipiko na si Gaber ay nagpaunlad ng pisikal at sintesis ng kemikal ng ammonia. Nag-ambag din ang mga tagasunod ni Gaber sa paggawa na ito. Kaya, nabuo ng Mittash ang isang epektibong katalista, lumikha si Bosch ng mga espesyal na kagamitan.
Sinubukan ni Mittash ang isang malaking bilang ng mga mixtures bilang mga catalyst (mga 20 libong), hanggang sa siya ay tumira sa Swedish magnetite, na may parehong komposisyon bilang mga catalyst na aktibong ginagamit ngayon. Ang mga modernong katalista ay bakal na itinaguyod ng isang maliit na halaga ng alumina at potasa.
Sa panahon ng Sobyet, ang mga institute ng pananaliksik at mga laboratoryo sa mga pabrika ay nagsagawa ng napakalaking gawain sa larangan ng mga pag-aaral ng mga kinetics at thermodynamics ng synthesis ng ammonia. Ang isang makabuluhang kontribusyon sa pagpapabuti ng teknolohiya ng paggawa ng ammonia ay ginawa ng mga inhinyero ng mga halaman ng nitrogen fertilizers at makabagong mga manggagawa. Bilang isang resulta ng mga gawa na ito, ang buong teknolohikal na proseso ay lubos na pinatindi, ganap na bagong mga disenyo ng mga dalubhasa na mga apparatus ay nilikha, nagsimula ang pagtatayo ng paggawa ng ammonia.
Ang sistema ng produksyon ng ammonia ng Soviet ay nailalarawan sa pamamagitan ng sapat na kahusayan at mataas na produktibo.
Ang unang praktikal na aplikasyon na nagpapatunay ng tagumpay ng iminungkahing teorya ay ang pag-unlad ng tulad ng isang mahalagang proseso ng teknolohiyang kemikal bilang synthesis ng ammonia.
Ang isa sa mga uri ng sapat na epektibong paraan upang mapagbuti ang paggawa ng ammonia ay ang paggamit ng mga gas ng purge. Ang mga modernong halaman ay naglalabas ng ammonia mula sa mga naturang gas sa pamamagitan ng pagyeyelo.
Ang mga purong gas pagkatapos ng ammonia ay maaaring magamit bilang mababang gasolina. Minsan sila ay simpleng itinapon sa kapaligiran. Ang mga gas ng pagkasunog ay dapat ipadala sa isang hurno ng tubo (departamento ng conversion ng methane). Nakakatipid ito sa pagkonsumo ng mga hilaw na materyales (natural gas).
May isa pang paraan upang magamit ang mga gas na ito. Ito ay isang paghihiwalay ng kanilang mga pamamaraan ng malalim na paglamig. Ang pamamaraang ito ay mababawasan ang kabuuang gastos ng mga natapos na produkto (ammonia). Gayundin, ang argon na nakuha sa prosesong ito ay mas mura kaysa sa analogue nito, ngunit mabawi sa isang unit ng paghihiwalay ng hangin.
Ang mga gas ng purge ay may isang mataas na nilalaman ng inert, na nag-ambag sa isang hindi gaanong matinding reaksyon.
Scheme ng Produksyon ng Ammonia
Para sa isang detalyadong pag-aaral ng teknolohiya ng pagmamanupaktura ng ammonia, kinakailangan na isaalang-alang ang proseso ng ebolusyon ng ammonia mula sa mga simpleng sangkap tulad ng hydrogen at nitrogen. Ang pagbabalik sa kimika sa antas ng paaralan, mapapansin na ang reaksyong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabalik-balik at pagbaba sa dami.
Dahil ang reaksyon na ito ay exothermic, ang pagbawas sa temperatura ay mag-aambag sa isang paglipat ng balanse sa pabor sa pagpapalaya ng ammonia. Gayunpaman, sa kasong ito, mayroong isang makabuluhang pagbawas sa rate ng reaksiyong kemikal mismo. Iyon ang dahilan kung bakit isinasagawa ang synthesis sa pagkakaroon ng isang katalista at may isang temperatura na humigit-kumulang na 550 degree.
Ang pangunahing pamamaraan para sa paggawa ng ammonia
Ang mga sumusunod na pamamaraan ng produksiyon ay kilala mula sa kasanayan:
- sa mababang presyon (mga 15 MPa);
- sa medium pressure (mga 30 MPa) - ang pinaka-karaniwang pamamaraan;
- sa mataas na presyon (tungkol sa 100 MPa).
Ang mga impurities tulad ng hydrogen sulfide, tubig at carbon monoxide ay negatibong nakakaapekto sa syntyema ng ammonia. Upang hindi mabawasan ang aktibidad ng katalista, ang halo ng nitrogen-hydrogen ay dapat na lubusan na linisin. Gayunpaman, kahit na sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang bahagi lamang ng halo ay magiging ammonia sa hinaharap.
Kaya, isinasaalang-alang namin nang mas detalyado ang proseso ng paggawa ng ammonia.
Teknolohiya ng Produksyon
Ang scheme ng paggawa ng ammonia ay nagsasangkot ng pag-flush ng natural gas gamit ang likidong nitrogen. Sa kasong ito, kinakailangan upang maisakatuparan ang pag-convert ng gas sa mataas na temperatura, presyon hanggang sa 30 atmospheres at isang temperatura na halos 1350 degree. Sa kasong ito lamang, ang na-convert na dry gas ay magkakaroon ng mababang mga rate ng pagkonsumo para sa oxygen at natural gas.
Hanggang sa kamakailan lamang, ang paggawa ng ammonia, ang teknolohiya kung saan naglalaman ng parehong mga serial at parallel na koneksyon sa pagitan ng mga aparato na ginamit, ay batay sa pagdoble ng mga pag-andar ng pangunahing kagamitan. Ang resulta ng samahang ito ng proseso ng paggawa ay isang makabuluhang pag-uunat ng mga komunikasyon sa teknolohikal.
Mayroong modernong paggawa ng ammonia, ang teknolohiya na kung saan ay inilarawan na ang paggamit ng isang halaman na may kapasidad na 1360 tonelada bawat araw. Kasama sa kagamitan na ito ng hindi bababa sa sampung aparato para sa conversion, synthesis at paglilinis. Ang mga teknolohiyang serial-parallel ay bumubuo ng mga independiyenteng yunit (workshops), na responsable para sa pagpapatupad ng mga indibidwal na yugto ng pagproseso ng mga hilaw na materyales. Kaya, ang organisadong produksiyon ng ammonia ay maaaring makabuluhang mapabuti ang mga kondisyon ng pagtatrabaho sa mga dalubhasang halaman, magsagawa ng automation, na hahantong sa pag-stabilize ng buong teknolohikal na proseso. Ang mga pagpapabuti na ito ay hahantong din sa isang makabuluhang pagpapagaan ng pangkalahatang teknolohiya para sa paggawa ng synthetic ammonia.
Mga pagbabago sa teknolohiya ng pagmamanupaktura ng ammonia
Ang modernong paggawa ng ammonia sa industriya ay gumagamit ng isang mas murang uri ng natural gas bilang isang hilaw na materyal. Ito ay makabuluhang binabawasan ang gastos ng tapos na produkto. Bilang karagdagan, salamat sa tulad ng isang samahan, ang mga kondisyon sa pagtatrabaho sa kani-kanilang mga halaman ay maaaring mapabuti, at ang paggawa ng kemikal ng ammonia ay lubos na pinasimple.
Mga tampok ng proseso ng paggawa
Para sa kasunod na pagpapabuti ng proseso ng paggawa, kinakailangan upang palayain ang mga mekanismo para sa paglilinis ng mga gas mula sa mapanganib at hindi kinakailangang mga impurities. Para sa mga ito, ginagamit ang pinong paraan ng paglilinis (adsorption at precatalysis).
Ito ang kaso kapag ang paggawa ng ammonia ay hindi kasangkot sa paghuhugas ng gas gamit ang likidong nitrogen, ngunit sa parehong oras mayroong isang mababang temperatura ng conversion ng carbon monoxide. Para sa pag-convert ng natural gas sa mataas na temperatura, maaaring magamit ang naka-enriched na hangin. Sa kasong ito, kinakailangan upang matiyak na ang konsentrasyon ng motein sa na-convert na gas ay hindi lalampas sa 0.5%. Ito ay dahil sa mataas na temperatura (mga 1400 degree), na tumataas sa isang reaksyon ng kemikal. Samakatuwid, bilang isang resulta ng ganitong uri ng produksyon, ang isang mataas na konsentrasyon ng inert gas ay maaaring masubaybayan sa paunang halo at ang pagkonsumo nito ay 4.6% na mas mataas kaysa sa parehong pagkonsumo sa conversion ng oxygen sa isang konsentrasyon ng 95%. Kasabay nito, ang pagkonsumo ng oxygen ay 17% na mas mababa.
Paggawa ng teknolohikal na gas
Ang produksiyon na ito ay ang unang yugto sa synthesis ng ammonia at isinasagawa sa ilalim ng isang presyon ng mga 30 sa. Upang gawin ito, ang likas na gas ay na-compress gamit ang isang tagapiga hanggang sa 40 atm, pagkatapos ay pinainit hanggang sa 400 degree sa isang coil, na matatagpuan sa isang pantubo na pugon, at ibinibigay sa kompartimento ng desulfurization.
Kung ang asupre ay naroroon sa isang halaga ng 1 mg sa m sa purong natural gas, dapat itong ihalo sa singaw ng tubig sa isang naaangkop na ratio (4: 1).
Ang hydrogen ay gumanti sa carbon monoxide (ang tinatawag naang methanation) ay nangyayari sa paglabas ng isang malaking halaga ng init at isang makabuluhang pagbaba sa dami.
Produksyon ng tanso
Isinasagawa kung ang paggawa ng ammonia ay hindi kasama ang paghuhugas ng likidong nitrogen. Sa prosesong ito, ginagamit ang paggamot ng tanso-ammonia. Sa kasong ito, ginagamit ang naturang paggawa ng ammonia, ang pamamaraan ng teknolohikal na kung saan ay gumagamit ng hangin na mayaman na oxygen. Kasabay nito, dapat tiyakin ng mga espesyalista na ang konsentrasyon ng motein sa na-convert na gas ay hindi lalampas sa 0.5%, ang nasabing isang tagapagpahiwatig ay direktang nauugnay sa isang pagtaas ng temperatura sa 1400 degree sa panahon ng reaksyon.
Ang pangunahing direksyon ng pag-unlad ng paggawa ng ammonia
Una, sa malapit na hinaharap kinakailangan upang makipagtulungan sa mga industriya ng organikong at nitroheno, na dapat na batay sa paggamit ng naturang mga hilaw na materyales tulad ng natural gas o pagpino ng langis.
Pangalawa, dapat mayroong isang unti-unting pagpapalaki ng lahat ng produksyon at ang mga indibidwal na sangkap nito.
Pangatlo, sa kasalukuyang yugto ng pag-unlad ng industriya ng kemikal, kinakailangan ang pananaliksik upang makabuo ng mga aktibong sistema ng catalytic upang makamit ang maximum na pagbawas ng presyon sa proseso ng paggawa.
Pang-apat, ang paggamit ng mga espesyal na haligi para sa synthesis gamit ang isang fluidized na katalis sa kama ay dapat magsanay.
Ikalima, upang madagdagan ang kahusayan ng produksyon, kinakailangan upang mapabuti ang pagpapatakbo ng mga sistema ng paggamit ng init.
Konklusyon
Malaki ang kahalagahan ng Ammonia para sa industriya ng kemikal at agrikultura. Naghahain ito bilang isang hilaw na materyal sa paggawa ng nitric acid, mga asin, pati na rin ang mga ammonium salts at iba't ibang mga nitrogen fertilizers.
