ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез аммиака из "Азот" Промышленное производство аммиака синтетическим, путем было начато не более сорока лет тому назад. За этот относительно короткий промежуток времени получение синтетического амм1иа ка развилось настолько широко, что по праву занимает одно из первых мест в мировой химической промышленности. [c.91] К началу второй мировой войны в капиталистических странах уже насчитывалось более 100 заводов по производству синтетического аммиака, способных переработать до 3 миллионов тонн азота в год, что составляло свыше 65 процентов мощности азотной промышленности этих стран. [c.92] За годы второй мировой войны число заводов по производству синтетического аммиака еще больше выросло. В настоящее время мировая азотная промышленность без СССР способна ежегодно выпускать такое количество продукции, на проИ Зводство которой потребовалось бы до 5,5 миллиона тонн азота. Около 75 процентов всей мощности азотной промышленности составляют заводы синтетического аммиака. [c.92] Существуют различные системы установок по получению аммиака синтетическим путем. Большинство крупных заводов сами обеспечивают свою потребность в азоте и водороде. Азот получают исключительно из воздуха, методом его ожижения с последующей ректификацией. Водород получают различными путями в зависимости от энергетических и географических условий. [c.92] В местах, богатых гидроэлектроэнергией, водород получают электролитическим путем. В районах, богатых угольными месторождениями и с развитой коксохимической промышленностью, пользуются или методом получения водорода из водяного газа, или из коксового газа нуте.м его глубокого охлаждения. [c.92] Когда соотношение исходных и конечных продуктов обратимой реакции остается неизменным, говорят, что система находится в равновесии. Это не означает, что реакция приостановилась и что исходные продукты больше не р-еагируют между собой. Услов ия равновесия указывают лишь на то, что одновременно с образованием продуктов реакции идет и их распад и что скорость прямого 1И обратного процессов одинакова. [c.92] Чтобы сместить равновесие в ту или иную сторону, необходимо изменить условия реакции. [c.93] Процентное содержание аммиака в равновесной смеси будет зависеть от температуры и давления. [c.93] Из уравнения реакции видно, что на получение двух молекул аммиака расходуются одна молекула азота и три молекулы водорода, то есть процесс идет с уменьшением объема. С другой стороны, синтез аммиака сопровождается выделением тепла. [c.93] Если смесь одного объема азота и трех объемов водорода пропустить через контактный аппарат, то при температуре 200° и давлении в 10 атмосфер, на выходе из аппарата, в газовой смеси будет содержаться 50,66 объемных процента аммиака. Остальной газ будет состоять из непрореагировавших азота и водорода, которые находятся в равновесии с аммиаком. [c.93] Если при той же температуре в 200° повысить давление с 10 до 100 атмосфер, то равновесная концентрация аммиака будет составлять уже 81,54 объемных процента, а при давлении в 1000 атмосфер — 98,29. Итак, с повышением давления равновесие сдвигается в сторону образования аммиака, и выход его увеличивается. [c.93] Посмотрим, как сдвинется равновесие с изменением температуры при постоянном давлении. Если при давлении в 1000 атмосфер температуру поднять до 500°, содержание аммиака при равновесии упадет до 57,47 объемных процента, а при температуре в 700° содержание аммиака составит всего лишь 12,87 процента по объему. [c.93] Таким образом, для повышения выхода аммиака, т. е, процентного содержания его в газах, выходящих из контактного аппарата, следовало бы повышать давление и понижать температуру. [c.93] Для технологии производства того или иного продукта важен, однако, не только высокий выход, но и большая скорость реакции. [c.93] Иными словами важно, чтобы азотно-водородную смесь можно было пропускать через контактный аппарат с большей скоростью и чтобы за время ее прохождения через аппарат прореагировало возможно большее количество смеси. [c.93] Промышленный катализатор должен быть активным, устойчивым и дешевым. [c.94] Особенно большие требования предъявляются к устойчивости катализатора. Многие катализаторы, используемые для ускорения реакции синтеза аммиака, быстро отравляются даже при наличии ничтожных следов так называемых контактных ядов. К таким ядам относятся оеря1ИСтые соедииения, например, сероводород кислородсодержащие соединения — окись углерода и пары воды, а также свободный кислород. [c.94] Присутствие в азото-водородной смеси от 3 до 5 тысячных процента кислородсодержащих соединений уже сказывается на активности катализатора, снижая выход аммиака. [c.94] Очистка газовой смеси от незначительных количеств контактных ядов сложна и трудна. Поэтому ученые и практики стремятся найти такой катализатор, который долгое время не терял бы своей активности при работе в присутствии следов контактных ядов. [c.94] Вернуться к основной статье