Получение аммиака

Методы связывания атмосферного азота.

Высокая энергия связи в молекуле азота обеспечила особый технологический режим проведения процессов с участием атмосферного азота:

применение высоких температур;

высоких давлений;

специфических катализаторов.

В начале XX века почти одновременно были разработаны три технических метода синтеза соединений из атмосферного молекулярного азота: дуговой, цианамидный и аммиачный.

1) В основе дугового метода лежит эндотермическая реакция прямого окисления азота кислородом воздуха, протекающая при температуре около 3000˚С в пламени вольтовой дуги:

N2 + O2 = 2NO + Q

с последующим доокислением азота и получением нитрата кальция:

NO + Ca(OH)2 + O2 = Ca(NO3)2

2) Цианамидный метод основан на способности тонкоизмельчённого карбида кальция реагировать при температуре 1000˚С с молекулярным азотом с образованием кальцийцианамида:

CaC2 + N2 = CaCN2 + C + Q,

с последующим превращением кальцийцианамида в аммиак:

CaCN2 + 3H2O = 2NH3 + CaCO3 — Q

3) Аммиачный метод, в основе которого лежит реакция взаимодействия азота и водорода:

N2 + 3H2 = 2NH3 + Q

Сравнительная энергоемкость этих методов фиксации азота приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Энергоемкость методов фиксации азота.

Метод Энергетические затраты на производство 1 т аммиака, кДж
Дуговой 7 × 104
Цианамидный 1.2 × 104
Аммиачный 0.5 × 104

Энергетически наиболее выгоден аммиачный метод фиксации, что и обусловило его широкое внедрение в промышленности.

Таким образом, вследствие разработки и внедрения промышленных методов фиксации атмосферного азота, биохимический цикл азота, характеризуемый кругооборотом по схеме:

растения ® животные ® поступление в почву продуктов жизнедеятельности и отмирания растений и животных ® биохимические процессы разложения ®захват растениями усвояемых форм азота превращается в технобиогеохимический цикл, в котором преобладающее значение имеет техносфера.

Из азота атмосферы в промышленных условиях крупнотоннажного химического синтеза получают АММИАК. В свою очередь, аммиак является полупродуктом для всех остальных соединений азота. На рисунке 4.2. представлены основные направления использования аммиака в промышленности и сельском хозяйстве.

В Республике Беларусь аммиак выпускается на ПО «Азот», г. Гродно.

Рис. 4.2 – использование аммиака.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *