La producción de amoníaco en la industria es un tipo de reacción. Propiedades, importancia industrial y características de clasificación del amoníaco.

Propiedades tecnológicas del amoniaco.

Amoníaco (NH3) es un gas incoloro con un olor acre y punto de ebullición - 33,4˚С y punto de fusión - 77,8˚С Amoníaco altamente soluble en agua ( 750 litros por litro de agua), solubilidad limitada en orgánico disolventes.

Al interactuar con el agua, el amoníaco forma hidratos de la siguiente composición:

NH3H2O Y NH3·2H2O

Una pequeña cantidad de moléculas de amoníaco disueltas en agua se ioniza como resultado de la reacción:

NH 3 + H 2 O « NH 4 + + OH –

Grado de disociación 0,004.

El amoníaco líquido disuelve metales alcalinos y alcalinotérreos, fósforo, azufre, yodo y muchos otros compuestos orgánicos e inorgánicos.

A una temperatura de 1300 °C, el amoníaco se disocia en nitrógeno e hidrógeno:

2NH3=N2 + 3H2

El amoníaco seco forma con el aire mezclas explosivas cuyos límites de explosión dependen de la temperatura.

Mundo producción amoníaco ascendió a 1980 más de un año 90 millones de toneladas.

Primera planta en producción amoníaco se le permitió entrar 1913 año con productividad 25 toneladas por día.

La materia prima en la producción de amoníaco es una mezcla de nitrógeno e hidrógeno (AHM) de composición N 2:H 2 = 1:3. Los recursos de nitrógeno atmosférico son prácticamente inagotables, por lo que la producción de amoníaco está determinada principalmente por el método de producción de hidrógeno.

Figura 4.3. – Materias primas producción de amoníaco.

Nitrógeno obtenido por rectificación (destilación) de aire atmosférico licuado.

Hidrógeno Para la síntesis de amoniaco se puede obtener:

1. separación del gas de horno de coque inverso,

2. gasificación de combustible sólido,

3. conversión de gas natural (metano o sus homólogos gaseosos),

4. conversión de monóxido de carbono con vapor de agua,

5. craqueo de metano

6. electrólisis o descomposición térmica del agua.

De primordial importancia son los métodos para la conversión de metano y monóxido de carbono, así como la separación del gas de coque.

Para planes a largo plazo Para ampliar el uso del hidrógeno con fines industriales y energéticos, está previsto producirlo a gran escala a partir de agua, la materia prima más barata y cuyas reservas son ilimitadas. Los métodos existentes y en desarrollo para producir hidrógeno a partir de agua se dividen en tres grupos:

1. electrólisis del agua

2. métodos termoquímicos

3. Métodos termoquímicos y electroquímicos combinados.

La ELECTRÓLISIS es el método más establecido para producir hidrógeno a partir de agua y actualmente se utiliza a pequeña escala cuando se dispone de electricidad barata. Los procesos electroquímicos se basan en la conversión mutua de energía eléctrica en energía química y viceversa. Las ventajas de los procesos electroquímicos son su simplicidad en el diseño del hardware y su naturaleza de etapa baja. proceso tecnológico, alta pureza de los productos resultantes, que se puede lograr mediante métodos químicos, etc. La principal desventaja de la electrólisis es el alto consumo de electricidad, cuyo costo constituye la mayor parte del costo de los productos: más del 90%. Además, en la electrólisis industrial de soluciones acuosas, la tasa de utilización de energía no supera el 50-60%, lo que aumenta aún más el costo de los productos de electrólisis. Cuando se produce hidrógeno por electrólisis del agua, se utilizan soluciones acuosas de ácidos, álcalis o sales como electrolito, ya que la conductividad eléctrica del agua pura es insignificante: a 18 ° C, la conductividad eléctrica específica del agua es (2-6) × 10 -10S×m-1. La mayoría de las veces se utilizan electrolitos alcalinos, que son los menos agresivos para los materiales de construcción de los electrolizadores. El desprendimiento de hidrógeno se produce en el cátodo según la reacción:

2H 2 O + 2 e - ® H 2 + 2OH -

La eficiencia total de la producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua utilizando la electricidad generada por una central nuclear no supera el 20-30%, y esto afecta negativamente el coste del hidrógeno. Se puede reducir el costo del hidrógeno electrolítico mejorando el diseño de los electrolizadores, reduciendo su costo y, lo más importante, utilizando electricidad barata. Como principal perspectiva se está considerando la posibilidad de alimentar electrolizadores de hidrógeno con energía “fallida” procedente de centrales nucleares, es decir, usar electricidad durante los períodos en que las estaciones están subcargadas, por ejemplo, por la noche.

Método termoquímico La producción de hidrógeno se basa en descomposición agua utilizando energía térmica, que se supone se obtiene de reactores nucleares refrigerados por helio, utilizando Calor del gas refrigerante a la salida del reactor. . Descomposición directa del agua por reacción.

H 2 O « H 2 + 0,5 O 2 + D h

no es factible, ya que a la alta temperatura requerida para esto (aproximadamente 1000 °C) la constante de equilibrio de la reacción es insignificante (10 -6). La implementación del proceso es posible reemplazando la reacción de descomposición directa del agua por un ciclo termoquímico que consta de varias etapas, para cada una de las cuales los valores de la constante de equilibrio serían aceptables para la práctica. Se han desarrollado y propuesto muchos ciclos termoquímicos para la descomposición del agua a temperaturas accesibles desde el punto de vista del aprovechamiento del calor de los gases refrigerantes de los reactores nucleares. En la mayoría de los ciclos propuestos, las sustancias intermedias tienen una alta afinidad por el hidrógeno o el oxígeno: estos son halógenos, elementos del grupo IV (azufre), metales del grupo II (Mg, Ca. Ba) y elementos de transición con estados de oxidación variables (V , Fe). A continuación se muestra un ejemplo de un ciclo termoquímico de reacciones que conducen a la descomposición del agua en H 2 y O 2:

Todo el ciclo termoquímico de descomposición del agua es un ciclo cerrado, ya que todos los reactivos iniciales se separan de los productos de reacción y se devuelven al ciclo, a excepción del agua, que se gasta en la formación de hidrógeno y oxígeno. La temperatura máxima de reacción no supera los 700 °C y pueden disponer de un refrigerante a la salida de su reactor nuclear a un nivel de 800 - 900 °C.

Actualmente, ninguno de los ciclos termoquímicos propuestos se ha implementado todavía en la industria y aún no se ha determinado la eficiencia de los ciclos, así como los cálculos de costos para producir hidrógeno mediante este método.

Método combinado de producción de hidrógeno. Consiste en combinar las etapas termo y electroquímicas del proceso. Las ventajas esperadas del método combinado son que se pueden aprovechar las ventajas de cada uno de los métodos considerados: el método electroquímico se domina bien y tiene un diseño de hardware simple, mientras que el método termoquímico es más económico, pero está poco desarrollado e incluye etapas que son difícil para la implementación industrial.

Un ejemplo es el ciclo combinado del ácido sulfúrico para producir hidrógeno y oxígeno a partir del agua. Este es un proceso de dos pasos que involucra 2 etapas.

1. reacción termoquímica – endotérmica realizada a 900 °C

H2SO4 = H2O + SO2 + ½ O2

2. proceso electroquímico de baja temperatura:

2H 2 O + SO 2 - 2e - = H 2 + H 2 SO 4

Esta última reacción sólo puede realizarse mediante electrólisis, ya que su constante de equilibrio y su rendimiento teórico de hidrógeno son extremadamente pequeños. La fuente de energía para la instalación combinada puede ser un reactor nuclear de gas, que suministra calor residual a la etapa termoquímica y electricidad a la etapa electroquímica. Los costes estimados para una instalación combinada son menores que los de la electrólisis directa del agua. La eficiencia total del proceso debe ser del 35 al 37%. Según los expertos, combinar etapas termoquímicas y electroquímicas es la forma más dirección prometedora Producción a gran escala de hidrógeno a partir de agua.

Principal método recepción hidrógeno A para síntesis amoníaco es conversión catalítica metano . Materias primas para este método es gas natural y asociado , que contiene hasta 90-98% metano .

La producción de amoníaco utiliza carbón, coque, hornos de coque y gas natural como materias primas. Al mismo tiempo, la principal materia prima es el gas natural.

un poco de historia

En el siglo XX, el famoso químico Haber desarrolló la síntesis fisicoquímica del amoníaco. Los seguidores de Haber también contribuyeron a esta producción. Así, Mittash pudo desarrollar un catalizador eficaz y Bosch creó un equipo especial.

Mittash probó una gran cantidad de mezclas como catalizadores (unas 20 mil), hasta que se decidió por la magnetita sueca, que tiene la misma composición que los catalizadores que se utilizan activamente en la actualidad. Los catalizadores modernos son acero reforzado con una pequeña cantidad de óxido de aluminio y óxido de potasio.

En la época soviética, en los institutos de investigación y laboratorios de las fábricas se realizaba un enorme trabajo en el campo de la investigación de la cinética y la termodinámica de la síntesis de amoníaco. Los ingenieros de las plantas de fertilizantes nitrogenados y los trabajadores innovadores de la producción contribuyeron significativamente a mejorar la tecnología de producción de amoníaco. Como resultado de estos trabajos, todo el proceso tecnológico se intensificó significativamente, se crearon diseños completamente nuevos de dispositivos especializados y comenzó la construcción de una planta de producción de amoníaco.

El sistema soviético de producción de amoníaco se caracterizaba por una eficiencia suficiente y una alta productividad.

Primero aplicación práctica, lo que confirma el éxito de la teoría propuesta fue el desarrollo de un proceso de tecnología química tan importante como la síntesis de amoníaco.

Una de las formas bastante efectivas de mejorar la tecnología de producción de amoníaco es la utilización de gases de purga. Las plantas modernas separan el amoníaco de estos gases mediante congelación.

Los gases de purga tras la obtención de amoníaco se pueden utilizar como combustible bajo en calorías. A veces simplemente se liberan a la atmósfera. Los gases para la combustión deben enviarse a un horno tubular (departamento de conversión de metano). Esto permite ahorrar en el consumo de materia prima (gas natural).

Hay otra forma de utilizar estos gases. Esta es su separación mediante técnicas de enfriamiento profundo. este método reducirá el costo total productos terminados(amoníaco). Además, el argón obtenido mediante este proceso tecnológico es mucho más económico que su análogo, pero se extrae en una unidad de separación de aire.

Los gases de purga contienen un alto contenido de inertes, lo que contribuye a una reacción menos intensa.

Esquema de producción de amoníaco.

Para un estudio detallado de la tecnología de producción de amoníaco, es necesario considerar el proceso de separación del amoníaco de sustancias tan simples como el hidrógeno y el nitrógeno. Volviendo a la química escolar, se puede observar que esta reacción se caracteriza por la reversibilidad y una disminución de volumen.

Dado que esta reacción es exotérmica, una disminución de la temperatura ayudará a cambiar el equilibrio a favor de la liberación de amoníaco. Sin embargo, en este caso hay una reducción significativa en la velocidad del reacción química. Por eso la síntesis se realiza en presencia de un catalizador y manteniendo una temperatura de unos 550 grados.

Principales métodos de producción de amoníaco.

En la práctica se conocen los siguientes métodos de producción:

a baja presión (alrededor de 15 MPa);
a presión media (alrededor de 30 MPa): el método más común;
a alta presión (alrededor de 100 MPa).

La síntesis de amoníaco se ve afectada negativamente por impurezas como el sulfuro de hidrógeno, el agua y el monóxido de carbono. Para evitar que reduzcan la actividad del catalizador, la mezcla de nitrógeno e hidrógeno debe purificarse a fondo. Sin embargo, incluso en estas condiciones, sólo una parte de la mezcla se convertirá en amoníaco en el futuro.

Por tanto, echemos un vistazo más de cerca al proceso de producción de amoníaco.

Tecnología de producción

El esquema de producción de amoníaco implica el lavado de gas natural utilizando nitrógeno líquido. En este caso, es necesario realizar la conversión de gas a alta temperatura, presión de hasta 30 atmósferas y una temperatura de aproximadamente 1350 grados. Sólo en este caso el gas seco convertido tendrá coeficientes de consumo de oxígeno y gas natural bajos.

Hasta hace poco, la producción de amoníaco, cuya tecnología incluía conexiones en serie y en paralelo entre los dispositivos utilizados, se basaba en la duplicación de funciones del equipo principal. El resultado de tal organización. proceso de producción Hubo una expansión significativa de las comunicaciones tecnológicas.

existe producción moderna amoniaco, cuya tecnología ya prevé el uso de una planta con una capacidad de 1360 toneladas por día. Este equipo incluye al menos diez dispositivos de conversión, síntesis y purificación. Las tecnologías en serie paralelas forman divisiones independientes (talleres) que son responsables de la implementación. etapas individuales procesamiento de materias primas. Por lo tanto, la producción organizada de amoníaco permitirá mejorar significativamente las condiciones de trabajo en plantas especializadas y llevar a cabo la automatización, lo que conducirá a la estabilización de todo el proceso tecnológico. Estas mejoras también conducirán a una simplificación significativa de la tecnología general para la producción de amoníaco sintético.

Innovaciones en la tecnología de producción de amoníaco.

La producción industrial moderna de amoníaco utiliza un tipo de gas natural más barato como materia prima. Esto reduce significativamente el costo del producto terminado. Además, gracias a esta organización, se pueden mejorar las condiciones de trabajo en las fábricas correspondientes y también se puede simplificar significativamente la producción química de amoníaco.

Características del proceso de producción.

Para mejorar aún más el proceso de producción, es necesario liberar los mecanismos de purificación de gas de impurezas nocivas e innecesarias. Para ello se utiliza un método de purificación fina (adsorción y precatálisis).

Este es el caso cuando la producción de amoníaco no implica la depuración de gases con nitrógeno líquido, pero está disponible la conversión de monóxido de carbono a baja temperatura. Se puede utilizar aire enriquecido con oxígeno para convertir gas natural a altas temperaturas. En este caso, es necesario asegurarse de que la concentración de metano en el gas convertido no supere el 0,5%. Esto se debe a la alta temperatura (alrededor de 1400 grados) que aumenta durante la reacción química. Por lo tanto, como resultado de este tipo de producción, se puede rastrear una alta concentración de gas inerte en la mezcla inicial y su consumo es un 4,6% mayor que el mismo consumo durante la conversión con oxígeno a una concentración del 95%. Al mismo tiempo, el consumo de oxígeno es un 17% menor.

Producción de gas de proceso

Esta producción es la etapa inicial en la síntesis de amoníaco y se lleva a cabo bajo una presión de aproximadamente 30 at. Para hacer esto, el gas natural se comprime con un compresor a 40 grados, luego se calienta a 400 grados en un serpentín ubicado en un horno tubular y se suministra al compartimiento de desulfuración.

Si el azufre está presente en una cantidad de 1 mg por m3 en el gas natural purificado, se debe mezclar con vapor de agua en la proporción adecuada (4:1).

La reacción del hidrógeno con el monóxido de carbono (la llamada metanación) se produce con la liberación de una gran cantidad de calor y una disminución significativa de volumen.

Producción con purificación de cobre y amoníaco.

Esto se lleva a cabo si la producción de amoníaco no implica un lavado con nitrógeno líquido. Este proceso utiliza purificación de cobre y amoníaco. En este caso se utiliza la producción de amoníaco, cuyo esquema tecnológico utiliza aire enriquecido con oxígeno. Al mismo tiempo, los especialistas deben asegurarse de que la concentración de metano en el gas convertido no supere el 0,5%; este indicador está directamente relacionado con el aumento de temperatura a 1400 grados durante la reacción;

Principales direcciones de desarrollo de la producción de amoníaco.

En primer lugar, en un futuro próximo será necesaria una cooperación entre las industrias orgánica y del nitrógeno, que debería basarse en el uso de materias primas como el gas natural o el gas refinado.

En segundo lugar, debería haber una consolidación gradual de toda la producción y de sus componentes individuales.

En tercer lugar, en escenario moderno desarrollo industria química Se deben realizar investigaciones para desarrollar sistemas catalíticos activos para lograr la máxima reducción de presión en el proceso de producción.

En cuarto lugar, el uso de columnas especiales para realizar la síntesis utilizando un catalizador de "lecho fluidizado" debería convertirse en una práctica común.

En quinto lugar, para aumentar la eficiencia de la producción, es necesario mejorar el funcionamiento de los sistemas de utilización del calor.

Conclusión

El amoníaco es de gran importancia para la industria química y agricultura. Sirve como materia prima en la producción de ácido nítrico, sus sales, así como sales de amonio y diversos fertilizantes nitrogenados.

1. Enlace químico en la molécula de amoníaco: A) iónico; B) polar covalente; B) covalente no polar. 2. Cómo se obtiene el amoníaco en el laboratorio: A) síntesis directa a partir de nitrógeno e hidrógeno; B) descomposición térmica de sales de amonio; C) la interacción de las sales de amonio con los álcalis. 3. ¿Cómo se puede distinguir entre cloruro de amonio y cloruro de sodio: A) por el olfato; B) sobre la acción del nitrato de plata; C) por la acción del álcali cuando se calienta. 4. Una solución acuosa de amoniaco no reacciona: A) con ácido clorhídrico; B) con hidróxido de calcio; B) con agua. 5. El amoníaco es capaz de oxidarse a nitrógeno libre: A) sin catalizador; B) con presión arterial alta; B) con un catalizador. 6. El mecanismo de formación del ion amonio (catión): A) donante-aceptor; B) iónico; B) radical; 7. La ecuación de reacción NaOH + NH 4 Cl = NaCl + NH 3 + H 2 O corresponde a una ecuación iónica corta: A) NH H + = NH 4 + B) NH 4 + = NH 3 + H + C) NH OH ¯ = NH 3 + H 2 O B B B B A A B

Preparación de amoníaco En el laboratorio, el amoníaco se obtiene calentando suavemente una mezcla de hidróxido de calcio y sulfato de amonio. Escribe una ecuación para la reacción para producir amoníaco. Ca(OH) 2 + 2(NH 4) 2 SO 4 = CaSO 4 + 2NH 3 + 2H 2 O En la industria, el amoniaco se obtiene por síntesis a partir de una mezcla de nitrógeno-hidrógeno de 200 atm, 400ºC, Fe N 2 + 3H 2 Experimento 2NH 3 o Ca(OH) 2 + 2NH 4 Cl = CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O

Propiedades físicas El amoníaco es un gas incoloro con un olor característico acre, más ligero que el aire. Determine la densidad del amoníaco en el aire. Con un ligero aumento de presión o cuando se enfría a -33Cº, el amoníaco se licua convirtiéndose en un líquido móvil incoloro. El amoníaco es soluble en agua: a temperatura ambiente se disuelven 700 volúmenes de amoníaco en 1 volumen de agua, y a 0ºC – 1200 volúmenes. D aire (NH 3) = M (aire) / M (NH3) = 29 g/mol / 17 g/mol = 1,7 veces

Propiedades químicas NH 3 + H 2 O NH 3 · H 2 O NH OH – 1) La disolución del amoníaco en agua va acompañada de una interacción química con ella: N H+H+ + H HH HH H H N + donante aceptor catión amonio 2) Interacción del amoníaco con ácidos: NH 3 + HCl = NH 4 Cl Escriba ecuaciones para las reacciones del amoníaco con ácido sulfúrico (con formación de sales medias y ácidas), ácido nítrico. NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4 NH 3 + H 2 SO 4 = NH 4 HSO 4 Mecanismo de formación del enlace – donante-aceptor NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 experimento

3) Oxidación de amoníaco (con catalizador) 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O Considere la reacción como una reacción redox. Nombra el agente oxidante y el agente reductor. N –3 – 5e N oxidación O e 2O –2 4 5 reducción NH 3 (debido a N –3) – agente reductor; El O 2 es un agente oxidante.

4) Oxidación de amoníaco (sin catalizador) 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O Considere la reacción como una reacción redox. Nombra el agente oxidante y el agente reductor. N –3 – 5e N oxidación O e 2O –2 4 5 reducción NH 3 (debido a N –3) – agente reductor; El O 2 es un agente oxidante. 5) El amoníaco es capaz de reducir óxidos de metales poco activos NH 3 + СuO N 2 + Cu + H 2 O Considere la reacción como redox. Nombra el agente oxidante y el agente reductor. Ordena los coeficientes. 2N –3 – 6e N oxidación Cu e Cu reducción NH 3 (debido a N –3) – agente reductor; CuO (debido a Cu +2) es un agente oxidante. Experimento 2NH 3 + 3СuO = N 2 + 3Cu + 3H 2 O

6) Los metales activos son capaces de sustituir el átomo de hidrógeno en el amoníaco. Un trozo de sodio que se deja caer en amoníaco líquido se vuelve violeta con el tiempo, el color desaparece y, después de que el amoníaco se evapora, queda un polvo de amida de sodio blanco en el fondo del vaso: considere la reacción como una reacción redox. Nombra el agente oxidante y el agente reductor. Ordena los coeficientes. NH 3 + Na NaNH 2 + H 2 2H e H Na 0 – 1e Na NH 3 (debido a H +1) – agente oxidante, proceso de reducción; Na 0 es un agente reductor, un proceso de oxidación. 2NH 3 + 2Na = 2NaNH 2 + H 2 amida de sodio

Experimento de laboratorio: Propiedades de las sales de amonio Realizar una reacción cualitativa con el ion amonio. Coloque una mezcla de cloruro de amonio e hidróxido de calcio en un tubo de ensayo y caliente la mezcla. Determinar el amoniaco producido por su olor característico y utilizando papel indicador húmedo.

Nueva Hampshire

1. Una solución acuosa de amoniaco tiene: A) un ambiente alcalino; B) ambiente ácido; B) ambiente neutral; D) no hay ninguna respuesta correcta entre las dadas anteriormente. 2. La interacción del amoníaco con el cloruro de hidrógeno se refiere a las reacciones: A) descomposición; B) conexiones; B) sustitución; D) intercambio. 3. El amoníaco reacciona con el óxido de cobre (II) calentado, reduciéndolo a cobre metálico. En este caso, el amoníaco se oxida a: A) nitrógeno libre; B) óxido nítrico (IV); B) óxido nítrico (II); D) óxido nítrico (V). 4. La reacción del amoníaco con: A) oxígeno en ausencia de un catalizador no es una reacción redox; B) oxígeno en presencia de un catalizador; B) ácido clorhídrico; D) óxido de cobre (II). 5. método de laboratorio La producción de amoníaco es: A) síntesis a partir de nitrógeno e hidrógeno; B) interacción del cloruro de amonio con álcalis; B) descomposición térmica del cloruro de amonio; D) todas las respuestas anteriores son correctas. 6. Escribe la ecuación para la reacción del amoníaco con el ácido sulfúrico en proporciones molares 1:1 y 2:1. Las sumas de los coeficientes en estas reacciones son A) 3 y 5; B) 3 y 4; B) 4 y 5; D) 5 y 6. A D A B B B

Amoníaco- un gas ligero, incoloro y de olor acre desagradable. Es muy importante para la industria química, ya que contiene un átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno. El amoníaco se utiliza principalmente para la producción de fertilizantes que contienen nitrógeno, sulfato de amonio y urea; para la producción de explosivos, polímeros y otros productos, el amoníaco también se utiliza en medicina.

Producción de amoníaco en la industria. No es un proceso simple, laborioso y costoso basado en su síntesis a partir de hidrógeno y nitrógeno mediante un catalizador, a alta temperatura y bajo presión. Óxido activado Como catalizador se utiliza hierro esponjoso de potasio y aluminio. Las plantas industriales para la síntesis de amoniaco se basan en la circulación de gases. Tiene este aspecto: la mezcla de gases reaccionada, que contiene amoníaco, se enfría y se produce la condensación y separación del amoníaco, y el nitrógeno y el hidrógeno, que no reaccionaron, se mezclan con una nueva porción de gases y se suministran nuevamente al catalizador.

Consideremos con más detalle este proceso de síntesis industrial de amoníaco, que se desarrolla en varias etapas. En la primera etapa, se elimina el azufre del gas natural utilizando dispositivo técnico desulfurador. En la segunda etapa, el proceso de conversión de metano se lleva a cabo a una temperatura de 800 grados Celsius sobre un catalizador de níquel: formado después de esto. La reacción de hidrógeno es adecuada. Para la síntesis de amoníaco, se suministra al reactor aire que contiene nitrógeno. En esta etapa La combustión parcial del carbono también se produce después de su interacción con el oxígeno, que también está contenido en el aire: 2 H2O + O2->H2O (vapor).

El resultado de esta etapa La producción consiste en obtener una mezcla de vapor de agua y óxidos de carbono (secundario) y nitrógeno. La tercera etapa se desarrolla en dos procesos. El llamado proceso de "cambio" se lleva a cabo en dos reactores de "cambio". En el primero se utiliza un catalizador de Fe3O4 y la reacción se produce a altas temperaturas, aproximadamente 400 grados centígrados. El segundo reactor utiliza un catalizador de cobre más productivo y opera a una temperatura más baja. La cuarta etapa incluye la purificación de la mezcla de gases a partir de monóxido de carbono (IV).

Esta limpieza se realiza lavando la mezcla de gases con una solución alcalina, que absorbe el óxido. La reacción 2 H2O + O2H2O (vapor) es reversible y después de la tercera etapa, queda aproximadamente un 0,5% de monóxido de carbono en la mezcla de gases. Esta cantidad es suficiente para arruinar el catalizador de hierro. En la cuarta etapa, el monóxido de carbono (II) se elimina convirtiendo hidrógeno en metano sobre un catalizador de níquel a temperaturas de 400 grados Celsius: CO + 3H2 -> CH4 + H2O

Mezcla de gases, que contiene aproximadamente? Se someten a compresión un 74,5% de hidrógeno y un 25,5% de nitrógeno. La compresión conduce a un rápido aumento de la temperatura de la mezcla. Después de la compresión, la mezcla se enfría a 350 grados Celsius. Este proceso se describe con la reacción: N2 + 3H2 - 2NH3^+ 45,9 kJ. (proceso Gerber)

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