Технология производства аммиака

Аммиак широко применяется в современной химической индустрии для производства различных органических и минеральных веществ. В основе технологии его синтеза лежит изобретённый ещё в начале 20 столетия способ, заключающийся в соединении азота и водорода при определённых условиях. Процесс производства происходит при высоких температурах и давлении с использованием специальных катализаторов. Для его осуществления необходимо купить генератор азота, найти источник углеводородов и потратить значительные средства на технологическое оборудование.

Этапы производственного процесса

На первой стадии нужно получить исходные газы. Сырьё для их выработки не является дефицитом. Азот в большом количестве содержится в воздухе, а водород входит в состав природного газа. Существует множество химических способов выделения нужных элементов из сырья, но для промышленного производства подходят только наиболее энергоэффективные из них. Чаще всего водород получают из метана и водяного пара методом восстановления в присутствии катализатора при температуре 750 градусов и давлении около 30 атмосфер. В результате получается смесь необходимого газа с монооксидом углерода.

На следующем этапе к полученному соединению добавляют воздух. Под действием кислорода часть водорода сгорает, образуя пар, а ядовитый монооксид превращается в углекислый газ, который удаляется из смеси при помощи специальных щелочных реагентов и используется в дальнейшем для производства минеральных удобрений.

В полученной субстанции содержится приблизительно 25% азота и 74% водорода. С помощью компрессоров смесь сжимают, при этом её давление возрастает до 200 атмосфер.

Наконец, сырьё поступает в колонну синтеза или конвертер. Здесь при температуре свыше 400 градусов в присутствии железного катализатора происходит реакция выделения аммиака. В получившейся газовой смеси доля полезного вещества обычно составляет не более 15%. Его сжижают, а непрореагировавшие компоненты возвращают обратно.

Технологии производства аммиака постоянно совершенствуются с целью снижения энергоёмкости, повышения выхода основного продукта и эффективного использования побочных соединений в производственном цикле.