: تولید صنعتی آمونیاک

کاربر Online

253 کاربر online

تفاوت با نگارش: 3

Lines: 1-48

!اطلاعات اولیه

فرایند ((سنتز آمونیاک)) یک فرایند گرما ده است.

{TEX()} {N_2 + 3H_2\LeftRightarroww2NH_3 + 22 Kcal} {TEX}

اما از نظر جنبشی به دلیل بالا بودن ((انرژی فعال سازی)) ((سرعت واکنش)) پائین است ({TEX()} {E_act = 55 Kcal/mol} {TEX}). چون ((انرژی پیوندی)) ((نیتروژن)) خیلی بالاست و کاتالیزورهایی مثل ((پلاتین)) که برای جذب ((مولکول هیدروژن|هیدروژن)) و تبدیل آن به حالت اتمی بکار می‌روند، نمی‌توانند در این واکنش نقش ((کاتالیزور)) را ایفا کنند.

اما از نظر جنبشی به دلیل بالا بودن ((انرژی فعال سازی)) ، ((سرعت واکنش)) پائین است ({TEX()} {E_act = 55 Kcal/mol} {TEX}). چون ((انرژی پیوندی)) نیتروژن خیلی بالاست و کاتالیزورهایی مثل ((پلاتین)) که برای جذب ((هیدروژن مولکولی|هیدروژن)) و تبدیل آن به حالت اتمی بکار می‌روند، نمی‌توانند در این واکنش نقش ((کاتالیزور)) را ایفا کنند.

!تأثیر دما و فشار در سنتز آمونیاک

((فشار)) و ((دما)) هر دو روی ((راندمان)) محصول تأثیر دارند. برای افزایش سرعت سنتز آمونیاک لازم است انرژی فعال سازی عمل کننده ها را با افزایش دما کم کرد. از طراف دیگر به علت گرمازا بودن سنتز بازدهی ، تولید آمونیاک در دمای پائین بهتر است. بر پایه ((داده‌ه تجربی|داده‌های تجربی)) تولید آمونیاک در دمای پائین راندمان بالاتری دارد. طبق ((اصل لوشاتلیه)) با افزایش فشار سنتز آمونیاک بازده بیشتری خواهد داشت.
کاتالیزور در سنتز آمونیاک
از میان ((فلزات واسطه)) ردیف اول جدول تناوبی ، ((آهن)) مفیدترین کاتالیزور برای این واکنش تشخیص داده شده است. {TEX()} {Al_2O_3} {TEX} به عنوان محافظ به کار رفته و از افت سریع خواص کاتالیزوری آهن جلوگیری می کند. اکسیدهایی مثل {TEX()} {K_2O و CaO} {TEX} به عنوان ((مواد فعال کننده|فعال کننده)) بکار رفته و از درگیر شدن کالیزور جلو گیری می‌کنند.

((فشار)) و ((دما)) هر دو روی راندمان محصول تأثیر دارند. برای افزایش سرعت ((سنتز آمونیاک)) لازم است انرژی فعال سازی عمل کننده ها را با افزایش دما کم کرد. از طراف دیگر به علت گرمازا بودن سنتز بازدهی ، تولید آمونیاک در دمای پائین بهتر است. بر پایه داده‌های تجربی تولید آمونیاک در دمای پائین راندمان بالاتری دارد. طبق ((اصل لوشاتلیه)) با افزایش فشار سنتز آمونیاک بازده بیشتری خواهد داشت.
!کاتالیزور در سنتز آمونیاک
از میان ((فلزات واسطه)) ردیف اول جدول تناوبی ، ((آهن)) مفیدترین ((کاتالیزور)) برای این واکنش تشخیص داده شده است. {TEX()} {Al_2O_3} {TEX} به عنوان محافظ به کار رفته و از افت سریع خواص کاتالیزوری آهن جلوگیری می کند. اکسیدهایی مثل {TEX()} {K_2O و CaO} {TEX} به عنوان ((مواد فعال کننده|فعال کننده)) بکار رفته و از درگیر شدن کالیزور جلو گیری می‌کنند.

!سموم کاتالیزور

کاتالیزورهایی که به صورت دائمی از طریق ((گوگرد)) و ((��رسنیک)) مسموم شده‌اند، دوباره تولید نمی‌شوند. آنها را باید با کاتالیزورهای جدید جایگزین کرد.

مکانیسم‌های موثر در سنتز آمونیاک

*((واکنش جذب تفکیکی|واکنشهای جذب تفکیکی)) هیدروژن و نیتروژن که در ((مراکز فعال کاتالیزور|مراکز فعال کاتالیست)) صورت می‌گیرد. مراکز فعال در اینجا مربوط به فلزات واسطه‌ای می‌شود که دارای اربیتالهای d نیمه‌پر بوده و نیتروژن ((جذب سطحی)) و ((جذب شیمیایی|شیمیایی)) این ((فلزات)) شده و از طریق اربیتالهای π با آنها ارتباط برقرار میکند.

*((واکنش جذب تفکیکی|واکنشهای جذب تفکیکی)) هیدروژن و نیتروژن که در مراکز فعال کاتالیست صورت می‌گیرد. مراکز فعال در اینجا مربوط به فلزات واسطه‌ای می‌شود که دارای اربیتالهای d نیمه‌پر بوده و نیتروژن جذب سطحی و شیمیایی این ((فلزات)) شده و از طریق اربیتالهای π با آنها ارتباط برقرار م��کند.

*تبدیل محصول جذب شده به ((آمونیاک)) با انتقال تدریجی صورت می‌گیرد. این عمل توام با گونه‌های پیچیده و از راههای پیچیده انجام می‌شود.

!مراحل تهیه آمونیاک

#تولید گازهای عمل کننده ({TEX()} {N2 + 3H_2} {TEX}):
این گاز‌ها از مواد زیر تهیه می‌شوند.
## از ((زغال)) ، ((هوا)) ، ((آب ))
##از ((هیدروکربنها)) ، هوا ، ((آب))
##از هیدروکربنها ، ((اکسیژن)) و نیتروژن که از ((تقطیر جزء به جزء)) هوا به دست آمده است.
# تصفیه
# تراکم
# عمل کاتالیکی
# بازیافت آمونیاک تشکیل شده
# جریان دوباره

#تولید گازهای عمل کننده ({TEX()} {N2 + 3H_2} {TEX}):
این گاز‌ها از مواد زیر تهیه می‌شوند.

## از ((زغال)) ، ((آزمایش‌های مربوط به هوا)) ، ((آب ))
##از ((هیدروکربن|هیدروکربنها)) ، آزمایش‌های مربوط به هوا ، ((آب))
##از هیدروکربنها ، ((اکسیژن)) و نیتروژن که از ((تقطیر جزء به جزء هوا)) به دست آمده است.

#تصفیه
#تراکم
#عمل کاتالیکی
#((بازیافت آمونیاک)) تشکیل شده
#جریان دوباره

هزینه فراگیر بستگی به فشار ، دما و مواد خام مصرف شده دارد.

!اعمال اصلی در ساخت آمونیاک

* تولید هیدروژن
* تبدیل CO به CO2 که به آسانی قابل جدا شدن است.

* ((تولید هیدروژن))
* تبدیل CO به CO2 که به آسانی قابل جدا شدن است (((واکنس تبدیل منو اکسید کربن به دی اکسید کربن))).

!کاربرد آمونیاک

از آمونیاک برای ((تهیه اسید نیتریک)) ، ((اوره)) ، ((آمونیوم سولفات)) و ((آمونیوم فسفات)) استفاده می‌شود. در ((شیمی آلی)) آمونیاک برای ((سنتز آمیدها)) ، ((سنتز نیتریل|نیتریل)) و ((سنتز آمین‌ها|آمین‌ها)) بکار می‌رود. عمده‌ترین مصرف آمونیاک در ((صنعت کود شیمیایی)) می‌باشد. که 80 درصد از آمونیاک تولیدی در این صنعت مصرف می‌شود. ((صنعت پلاستیک سازی)) در درجه دوم قرار دارد که برای تولید ، ((رزین پلی اورتان ))، اوره ، ((فرمالدئید)) ، ((نایلون)) و ((پلی آکرونیتریل)) از آمونیاک استفاده می‌شود. آمونیاک در ساخت ((مواد منفجره)) هم مصرف دارد.

از آمونیاک برای ((تهیه اسید نیتریک)) ، ((اوره)) ، ((آمونیوم سولفات)) و ((آمونیوم فسفات)) استفاده می‌شود. در ((شیمی آلی)) آمونیاک برای ((سنتز آمید|سنتز آمیدها)) ، ((سنتز نیتریل|نیتریل)) و ((سنتز آمین‌|آمین‌ها)) بکار می‌رود. عمده‌ترین مصرف آمونیاک در ((صنعت کود شیمیایی)) می‌باشد. که 80 درصد از آمونیاک تولیدی در این صنعت مصرف می‌شود. ((صنعت پلاستیک سازی)) در درجه دوم قرار دارد که برای تولید ، ((رزین پلی اورتان ))، اوره ، ((فرمالدئید)) ، ((نایلون)) و ((پلی آکرونیتریل)) از آمونیاک استفاده می‌شود. ((آمونیاک در تهیه مواد منفجره)) هم مصرف دارد.

!خطرات ناشی از آمونیاک

آمونیاک در حد خیلی کم مخلوط منفجر شونده‌ای با هوا تشکیل می‌دهد که می‌تواند موجب حوادث خطرناکی شود. آمونیاک چه در حالت جامد و چه در حالت گازی باعث سوزش چشمها ، متورم شدن پلکها و سوزش گلو و ورم ریوی می‌شود. تماس بیشتر با آن موجب خفگی می‌شود. بیشترین حد مجاز تنفس آن (100ppm≈10mg/m3 )است.

آمونیاک در حد خیلی کم مخلوط منفجر شونده‌ای با آزمایش‌های مربوط به هوا تشکیل می‌دهد که می‌تواند موجب حوادث خطرناکی شود. آمونیاک چه در حالت جامد و چه در حالت گازی باعث سوزش چشمها ، متورم شدن پلکها و سوزش گلو و ورم ریوی می‌شود. تماس بیشتر با آن موجب خفگی می‌شود. بیشترین حد مجاز تنفس آن (100ppm≈10mg/m3 )است.

!خلاصه ای از مراحل تهیه آمونیاک

{picture file=img/daneshnameh_up/Amoniak.bmp}

!مباحث مرتبط با عنوان

*((آمونیاک))

*((آمونیاک در تهیه مواد منفجره))

*((آمونیوم سولفات))

*((آمونیوم فسفات))

*((اصل لوشاتلیه))

*((ترکیبات نیتروژن))

*((سنتز آمونیاک))

*((سنتز آمیدها))
*((سنتز آمین‌ها))

*((سنتز آمید))
*((سنتز آمین))

*((سنتز نیتریل))

*((شیمی آلی))

*((صنعت پلاستیک سازی))

*((صنعت کود شیمیایی))

تاریخچه

توجه:

از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..

تفاوت با نگارش: 3

سرویس‌های رشد:

فهرست: