실험실 및 산업 규모의 암모니아 생산

암모니아 (NH3)는 수소와 질소의 화합물입니다. 그는 "hals ammniakos"또는 라틴어 "sal ammoniacus"라는 그리스 단어에서 "암모니아"라고 외설적으로 번역되어 그의 이름을 얻었습니다. 암모늄 오아시스에서 리비아 사막에서 얻은 염화 암모늄 이라는 물질입니다.

암모니아는 눈과 호흡기의 점막을 자극 할 수있는 매우 독성이 강한 물질로 간주됩니다. 암모니아 중독 의 주요 증상은 풍부한 분비, 호흡 곤란 및 폐렴입니다. 그러나 동시에 암모니아는 질산, 시안화물 및 요소 및 질소 함유 염과 같은 무기산의 생산에 널리 사용되는 유용한 화학 물질입니다. 액체 암모니아는 증발열이 높으므로 냉장 컨테이너 및 기계의 우수한 작동 물질입니다. 암모니아의 수용액 은 액체 비료뿐만 아니라 과인산 염 및 지방 혼합물 의 암모니아 화 에 사용됩니다.

석탄 코킹의 과정에서 배기 가스로부터 암모니아를 얻는 것은 가장 오래되고 가장 접근하기 쉬운 방법이지만 현재까지는 쓸모 없게되었고 실제적으로 사용되지 않습니다.

현대적이고 기본적인 방법은 Haber 공정을 기반으로하는 산업에서 암모니아를 얻는 것입니다. 탄화수소 기체의 전환의 결과로 발생하는 질소와 수소의 직접적인 상호 작용에서 본질. 원료로서, 천연 가스, 정유 가스 , 관련 석유 가스, 아세틸렌 생산에서 잔류 가스가 일반적으로 사용됩니다. 암모니아의 전환 생성 방법의 본질은 고온에서 메탄 및 이의 동족체를 산화제 (산소 및 수증기)의 참여로 수소 및 일산화탄소 로 분해하는 것입니다. 동시에, 산소가 풍부한 공기 또는 대기가 변환 된 가스와 혼합됩니다. 초기에, 전환 가능한 기체에 기초한 암모니아의 생성에 대한 반응은 열의 방출과 함께 진행되지만 반응 출발 물질의 부피의 감소와 함께 진행된다 :

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45.9 kJ

그러나 산업적 규모의 암모니아 생산은 촉매를 사용하여 완제품의 수율을 증가시키는 인위적으로 만들어진 조건 하에서 수행됩니다. 암모니아가 생성되는 대기에서 350 기압으로 압력이 상승하고 섭씨 500도까지 상승합니다. 이러한 조건 하에서, 암모니아의 수율은 약 30 %이다. 가스는 냉각 방법에 의해 반응 구역으로부터 제거되고, 반응하지 않은 질소 및 수소는 합성 칼럼으로 되돌아와 다시 반응에 참여할 수있다. 합성 과정에서 촉매 독을 이용하여 촉매의 효과를 무효화시킬 수있는 물질의 혼합물을 정제하는 것이 매우 중요합니다. 이러한 물질은 수증기, CO, As, P, Se, O2, S입니다.

알루미늄 및 칼륨 산화물의 불순물을 갖는 다공성 철은 질소 및 수소 합성의 반응에서 촉매로서 작용한다. 이전에 시도한 2 만 개 모두에서이 물질 만이 반응의 평형 상태에 도달 할 수 있습니다. 암모니아를 얻는 원리는 가장 경제적 인 것으로 간주됩니다.

실험실에서 암모니아를 생산하는 것은 강력한 알칼리에 의한 암모늄 염에서의 치환 기술에 기반합니다. 개략적으로,이 반응은 다음과 같다 :

2NH4Cl + Ca (OH) 2 = 2NH3 ↑ + CaCl2 + 2H2O

또는

NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O

과도한 수분을 제거하고 암모니아를 배출하기 위해 가성 소다와 석회의 혼합물을 통과시킵니다. 암모니아의 생산은 금속 나트륨이 용해되어 혼합물이 증발 된 결과로 매우 건조한 상태입니다. 이러한 반응은 진공하에 밀폐 된 금속 시스템에서 수행되는 경우가 가장 흔합니다. 또한, 이러한 시스템은 상온에서 최대 10 기압의 암모니아 증기를 방출함으로써 달성되는 고압을 견뎌야합니다.