5. Технологик ишлаб чикариш усулларининг тафсифи ва танлаш. Аммиак нитрат кислота ва бошқа кимёвий моддалар синтез килишда водород, азот, кислород мухим ахамиятли кимёвий махсулотлардан хисобланади. Водород аммиак ишлаб чикаришда, суюк ёкилгиларни гидрирлашда, мойларни гидридлаб суюқ бўлмаган мойлар олишда, металларни пайвандлашда ва кесишда, метанол ва кўп атомли спиртлар олишда ишлатилади. Водород асосан табиий газ ва йўлдош газни, кокс ишлаб чикаришдаги чикинди газни, мазутни, тошкўмирларни қайта ишлашдаги чиқинди газни қайта ишлаб ҳамда сувни электролиз килиб олинади. Ҳаводан совитиш орқали азот ва кислород олинади. Лаборатория шароитида водород куйидаги усуллар билан олинади:
1. Металларни хлорид ёки сульфат кислоталарнинг эритмалари билан ўзаро таъсир эттириб олинади.
Zn + 2 H+ = Zn+2 + H2 2. Сувни электролиз килиб, сувнинг электр ўтказувчанлигини ошириш учун унга электролит: масалан сулфат кислота ёки натрий сульфат қўшилади. Катодда 2 хажм водород, анодда 1 хажм кислород хосил бўлади. Электролиз схемаси аввал ҳам кўриб чиқилган.
Саноатда водород бир неча усуллар билан ишлаб чиқарилади.
1. Калий хлорид ёки натрий хлоридининг сувдаги эритмаларини электролиз қилишда қўшимча махсулот сифатида хосил бўлади.
2. Конверсия усули билан: Дастлаб чўғланган кокс устидан 1000 0C да сув буғларини ўтказиш орқали олинади.
C + H2O = CO2 + 4H2 3. Метанни сув буғи билан конверсиялаш.
CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2 4. Метанни никел ёки темир катализатори иштирокида 350 0C га қиздирилади.
CH4 = C + 2H2 5. Кокс газини ўта совутиш.
Хозирги пайтда аммиак синтезида техник газни хосил килишда углеводород газларни конверсия килишдан фойдаланилади. Бу усул иқтисодий томондан самаралидир. Бу жараён хом ашё табиий газ, шунингдек, нефт махсулотлари билан чикадиган йўлдош газлар таркибидаги ацетилендан фойдаланинади. Табиий газ таркиби 94-96 % метан,1.5 % азот, 2.5 % карбонат ангидри ва бошка газлар аралашмасидан иборат бўлади. Аммиакни синтез килиш учун табиий газни конверсия килиб, азот ва водород аралашмасини хосил килинади. Бунинг учун юкори температурада метан ва унинг гомологларини оксидловчилар сув буғи ва кислород ёрдамида водород хамда углерод оксидига парчаланади. Бу ерда катализатор хам ишлатилиб, CО гази катализатор учун захарли хисобланади. Шунинг учун уни CО2 га айлантириб cистемадан чикариб юборилади. Шундан сўнг колган жуда кам микдордаги CО ни метанаторда қайтадан метанга айлантирилади. Икки боскичли табиий газ конверсиясини босим остида ва атмосфера босимига яқин босимда хам олиб бориш мумкин. Юкори температурали, нокаталитик конверсия - бу метанни кислородда ярим ёнишидир. Бу бўш хажмда ва кислород иштирокида олиб борилади. Ёнишнинг асосий махсулоти водород ва углерод оксиди хисобланади. Хозирги пайтда аммиак ишлаб чикариш учун энг асосий хом ашё метан хисобланади. Жараён ва хисобларни осонлаштириш учун табиий газ таркибини факат метандан иборат деб кабул килинади. Хозирги пайтда табиий газни кайта ишлашнинг асосий усулларидан, яни водород ва азод-водород аралашмасини олишда куйидагилар хисобланади:
1. Метанни 0.7 мПа босимда сув буғи ва хаво билан конверсияси.
2. Метанни 2 - 2.5 мПа босимда буғ-кислородли шахтали печдаги ва трубкали печдаги буғ-хаволи каталитик конверсия.
3. Метанни 2 - 3.5 мПа босим остида юкори хароратли конверсия.
Бу усуллардан энг кўп таркалгани атмосфера босими остида шахтали конверторда буғ - хаво кислородли каталитик конверсиядир. Сўнгги йилларда метанни трубкали печда буғи билан биринчи боскич каталитик конверсия ва қолдиқ метанни юкори босимда хаво билан шахтали реакторда иккинчи боскич каталитик конверсиялаш усули кенг қўлланилмокда. Бунда азот- водорот аралашмасидаги азот, иккинчи боскичли конверсияда хаво окими билан келади. Аммиак ишлаб чикаришга бўлган талаб ортиб боргани сайин, унинг унумдорлигини оширишга тўғри келмокда. Метанни икки боскичли конверсия килишда унумдорлиги 1360 тонна / кун бўлган аммиак ишлаб чикарадиган агрегат бугунги кунда дунё технологияси талабларига жавоб бера олади. Метанни ва CО ни икки боскичли каталитик конверсиялаш жараённи атмосфера босимига якин ва юкори босимларда олиб борилади. Хозирги кунда саноатда 2 мПа босимда икки боскичли каталитик конверсиялаш курилмаси кенг қўлланилмокда.
