Ammiak ishlab chiqarishning fizik kimyoviy asoslari

Ammiak ishlab chiqarishning fizik kimyoviy asoslari

Oddiy moddalardan ammiak sintez qilish nazariyasi ancha murakkab. Bu yerda jarayonning kimyoviy muvozanatni siljitish prinsipiga asoslangan optimal sharoitlarigina ko'rsatib o'tiladi.

Bu reaksiya ekzotermik bo'lganligi uchun temperaturaning pasayishi muvozanatni ammiak hosil bo'lish tomoniga siljitadi. Lekin bunda reaksiyaning tezligi juda kamayib ketadi. Shu sababli ammiak sintezini 500—550 °C da katalizator ishtirokida olib borishga to'g'ri keladi. Katalizator to'g'ri reaksiyani ham, teskari reaksiyani ham bir xil darajada tezlashtirishi sababli temperaturaning ko'tarilishi muvozanatni boshlang'ich moddalar tomoniga siljitadi, bu esa sanoatda ammiak ishlab chiqarish uchun nomaqbuldir. Demak, muvozanatning siljish prinsiplariga muvofiq yuqori temperaturaning ta’siriga aks ta’sir ko'rsatish uchun bosimdan foydalanish zarur. Ammiak sintez qilish uchun 15 dan 100 MPa, gacha bosim ishlatiladi. Qanday bosimda foydalanishiga qarab, sintetik ammiak ishlab chiqarishning uch xil usuli bor: past bosimli (10—15 MPa), o'rtacha bosimli (25—30 MPa) va yuqori bosimli (50—100 MPa) usul. Bulardan eng ko'p tarqalgani o'rtacha bosimli usuldir.

Zararli qo'shimchalar: vodorod sulfid, uglerod (II) oksid, suv va b. ammiak hosil bo'lish tezligiga salbiy ta’sir etadi. Ular katalizatorning aktivligini pasaytiradi. Shu sababli azot-vodorod aralashmasi qo'shimchalardan, ayniqsa oltingugurtli birikmalardan yaxshilab tozalanadi.

Lekin, shunday sharoitlarda ham azot-vodorod aralashmasining faqat bir qismigina ammiakka aylanadi. Boshlang'ich moddalardan ancha to'liq foydalanish uchun hosil bo'lgan ammiak past temperatura ta’sirida suyuqlikka aylantiriladi, azot-vodorod aralashmasining reaksiyaga kirishmagan qismi qaytadan reaktorga yuboriladi.

Reaksiyaga kirishmagan moddalar reaksiya mahsulotlaridan ajratiladigan va yana foydalanish uchun qaytadan reaksion apparatga yuboriladigan texnologik jarayon sirkulatsiya jarayoni deyiladi.

Bunday sirkulatsiya tufayli azot-vodorod aralashmasidan foydalanish darajasi 95% ga yetkaziladi.

Ammiak sintezi atmosfera azotini bog'lashning juda muhim usulidir.

Sintetik ammiak ishlab chiqarish sxemasi 10.3- rasmda ko'rsatilgan. 3 hajm vodorod va 1 hajm azot aralashmasi kompressor 1 bilan so'riladi va zaruriy bosimga qadar siqiladi. So'ngra azot-vodorod aralashmasi moy ajratkich 2 ga (moy zarrachalarini yo'qotish uchun) va qidirilgan ko'mir to'ldirilgan filtr 3 ga o'tadi. Tozalangan aralashma katalizatorli (aluminiy, kaliy, kalsiy, kremniy oksidlari qo'shilgan g'ovak temir) kontakt apparati 4ga yuboriladi, bu yerda ammiak hosil bo'ladi:

3/2H2+l/2N2 <=> NH3                                         АЛР=—46 kJ/mol