암모니아 생산의 주요 단계. 화학 생산의 일반 과학 원리(암모니아, 황산, 메탄올의 산업 생산 사례 사용)

반응 속도 및 화학 평형에 대한 온도, 압력 및 촉매의 영향은 화학 산업에서 많은 화학 제품 생산에 적극적으로 사용됩니다. 이 섹션에서는 암모니아의 산업적 생산에 대해 알아보고 이러한 모든 요소가 생산에 어떤 영향을 미치는지 자세히 설명합니다. 그런 다음 우리는 황산의 산업 생산에 대해 알게 될 것입니다.

암모니아의 산업 생산

영국에는 8개의 암모니아 공장이 있습니다. 이들의 총 생산성은 연간 200만 톤을 초과합니다. 현재 전 세계적으로 매년 약 500만 톤의 암모니아가 생산됩니다. 그림에서. 7.1 암모니아 생산량의 증가는 세계 인구의 증가와 비교됩니다. 왜 그런 생산이 필요한가? 큰 수암모니아?

쌀. 7.1. 세계 인구 증가와 세계 암모니아 생산 증가.

표 7.2. 암모니아 및 관련 제품의 응용

주로 질소 함유 비료 생산에 필요합니다. 비료 생산은 생산된 전체 암모니아의 약 80%를 소비합니다.] 질소 함유 비료와 함께 대부분의 식물에 필요한 가용성 형태로 토양에 도입됩니다. 생산된 암모니아의 나머지 20%는 폴리머, 폭발물 및 기타 제품을 생산하는 데 사용됩니다! 암모니아의 다양한 용도가 표에 나열되어 있습니다. 7.2.

암모니아 생산

암모니아를 생산하는 데 사용된 최초의 산업 공정은 시안아미드 공정이었습니다. 석회와 탄소를 가열하여 칼슘카바이드를 얻은 다음, 질소분위기에서 칼슘카바이드를 가열하여 칼슘시안아미드를 얻었다. 암모니아는 칼슘 시안아미드의 가수분해에 의해 얻어졌습니다:

이 과정에는 많은 에너지가 필요하고 비경제적이었습니다.

1911년에 F. Haber는 철 촉매를 사용하여 암모니아가 질소와 수소로부터 직접 합성될 수 있음을 발견했습니다. 이 방법을 사용하여 암모니아를 생산한 최초의 공장은 전기분해로 얻은 수소를 사용했으며, 이후 코크스로 환원하여 물에서 수소를 생산했습니다. 이 수소 생산 방법은 훨씬 더 경제적입니다.

프리츠 하버(1868~1934)

1908년 독일의 화학자 하버는 철 촉매를 사용하여 수소와 대기 질소로부터 암모니아를 생산할 수 있음을 발견했습니다. 이 과정에는 높은 압력과 약간 높은 온도가 필요합니다. 하버의 발견으로 독일은 제1차 세계대전 중에도 폭발물을 계속 생산할 수 있었습니다. 이때 Entente 봉쇄로 인해 이전에 폭발물 생산 원료로 사용되었던 질산칼륨(칠레 초석)의 천연 매장물이 독일로 수입되는 것이 막혔습니다.

Haber가 암모니아 합성 공정을 개발한 지 1년 후, 그는 용액의 pH(산-염기 특성)를 측정하기 위한 유리 전극을 만들었습니다(10장 참조).

하버는 1918년에 노벨 화학상을 받았습니다. 히틀러가 집권한 후 하버는 1933년 독일에서 강제로 이주했습니다.

(암모니아로부터 질산과 질산염의 생산은 섹션 1에 설명되어 있습니다)

현대 암모니아 생산 공정

암모니아를 생산하는 현대적인 공정은 철 촉매를 사용하여 380~450°C의 온도와 250atm의 압력에서 질소와 수소로부터 합성하는 것을 기반으로 합니다.

질소는 공기에서 얻습니다. 천연가스나 나프타에서 나오는 메탄을 이용해 물(증기)을 환원해 수소를 생산한다. 나프타(naphtha)는 원유 정제 과정에서 얻은 지방족 탄화수소의 액체 혼합물입니다(18장 참조).

현대 암모니아 공장의 운영은 매우 복잡합니다. 그림에서. 그림 7.2는 천연가스를 사용하여 작동하는 암모니아 플랜트의 작동을 단순화한 다이어그램을 보여줍니다. 이 행동 계획에는 8단계가 포함됩니다.

1 단계. 천연가스에서 유황을 제거합니다. 이는 유황이 촉매 독이기 때문에 필요합니다(9.2절 참조).

2단계. 니켈 촉매를 사용하여 750°C 및 30 atm의 압력에서 증기 환원을 통한 수소 생산:

3단계. 유입된 공기의 산소에 포함된 수소 일부의 공기 흡입 및 연소:

결과는 수증기, 일산화탄소 및 질소의 혼합물입니다. 2단계와 마찬가지로 수증기가 환원되어 수소가 생성됩니다.

4단계. 2단계와 3단계에서 형성된 일산화탄소는 다음과 같은 "전환" 반응에 의해 이산화탄소로 산화됩니다.

이 공정은 두 개의 "전단 반응기"에서 수행됩니다. 첫 번째는 산화철 촉매를 사용하며 공정은 약 400°C의 온도에서 수행됩니다. 두 번째는 구리 촉매를 사용하며 공정은 220°C의 온도에서 수행됩니다.

쌀. 7.2. 암모니아 생산을 위한 산업 공정의 단계.

5단계. 이산화탄소를 침출시키는 것 가스 혼합물탄산칼륨의 완충 알칼리 용액 또는 에탄올아민과 같은 아민 용액을 사용합니다. 이산화탄소는 결국 액화되어 요소를 생산하는 데 사용되거나 대기 중으로 방출됩니다.

6단계. 4단계 이후에는 가스 혼합물에 약 0.3%의 일산화탄소가 남아 있습니다. 암모니아 합성(8단계) 중에 철 촉매를 독살할 수 있기 때문에 일산화탄소는 325°C에서 니켈 촉매를 통해 수소를 메탄으로 변환하여 제거됩니다.

7 단계. 현재 약 74%의 수소와 25%의 질소를 포함하는 가스 혼합물이 압축됩니다. 동시에 압력은 25-30 atm에서 200 atm으로 증가합니다. 이로 인해 혼합물의 온도가 상승하므로 압축 후 즉시 냉각됩니다.

8 단계. 압축기의 가스는 이제 "암모니아 합성 사이클"로 들어갑니다. 그림에 표시된 다이어그램. 7.2는 이 단계를 단순화한 보기를 제공합니다. 먼저, 가스 혼합물은 철 촉매를 사용하고 380~450°C의 온도를 유지하는 촉매 변환기로 들어갑니다. 이 변환기에서 나오는 가스 혼합물에는 15% 이하의 암모니아가 포함되어 있습니다. 그런 다음 암모니아는 액화되어 수용 호퍼로 보내지고, 미반응 가스는 변환기로 반환됩니다.

암모니아 합성 공정을 위한 최적 조건 선택

암모니아 합성 공정이 최대한 효율적이고 경제적이려면 구현 조건을 신중하게 선택해야 합니다. 고려되는 가장 중요한 지표는 1) 출력, 2) 속도 및 3) 프로세스의 에너지 강도입니다. 공정의 8번째 단계, 즉 직접 암모니아 합성으로 돌아가 압력, 온도 및 촉매가 이 공정의 효율성에 미치는 영향을 조사해 보겠습니다.

압력의 영향. 위에서 언급한 바와 같이, 암모니아의 생산량은 다음 방정식으로 나타낼 수 있습니다.

이 반응의 평형 상수는 다음과 같이 주어진다.

이 식에 포함된 가스의 부분압을 몰분율과 시스템의 전체 압력 P로 표현하면 다음 식을 얻습니다.

이 표현은 다음과 같은 형식을 제공하여 단순화할 수 있습니다.

주어진 온도에서 값은 일정하게 유지되어야 합니다. 시스템의 전체 압력 P가 증가하면 위 식의 항은 감소해야 합니다. 수량은 일정하게 유지되어야 하므로 비율은 증가해야 합니다. 따라서 전체 압력의 증가는 증가 및 감소로 이어져야 합니다. 따라서 압력의 증가는 순방향 반응, 즉 암모니아 수율의 증가에 유리합니다.

온도와 촉매의 영향. 암모니아 합성은 발열 과정이다(표 7.1, a 참조). 그러므로 온도의 증가는 역반응을 촉진해야 합니다(이전 섹션 참조). 이는 온도를 낮추면 암모니아 합성 반응의 수율이 높아진다는 것을 의미합니다(그림 7.3). 그러나 불행하게도 저온에서는 이 반응 속도, 즉 암모니아 생성 속도가 매우 느려집니다. 즉, 저온에서 공정의 생산성이 낮아져 효율성도 낮아집니다. 최적의 성능을 얻으려면 두 가지 극단적인 옵션 사이에서 절충이 이루어져야 합니다.

1) 높은 수율과 낮은 반응 속도(저온에서)

2) 낮은 수율과 높은 반응 속도( 고온).

쌀. 7.3. Haber 공정에서 온도와 압력이 암모니아 수율에 미치는 영향("상대 수율"이라는 용어는 섹션 4.2에 설명되어 있음)

물론 촉매를 사용하면 반응속도가 빨라진다. 따라서, 촉매는 저온에서 공정이 보다 효율적으로 수행될 수 있도록 해준다. 암모니아 합성에 사용되는 철 촉매는 소위 촉진제를 첨가하면 효율이 높아집니다. 철 촉매의 효율을 높이기 위해 칼륨과 산화알루미늄이 사용됩니다.

암모니아 합성 공정의 경제성을 면밀히 고려하면 최적의 수율과 생산성을 달성하려면 온도는 약 400°C, 압력은 250atm으로 유지되어야 함을 알 수 있습니다.

에너지 균형

일반적인 암모니아 공장에서는 매일 약 1000톤의 암모니아가 생산됩니다. 동시에 압축기를 작동하는 증기 터빈을 구동하려면 수증기가 하루 6000톤 필요합니다. 다행스럽게도 암모니아 생산과 관련된 화학 공정은 발열성입니다. 방출되는 모든 에너지는 초기 단계고도로 압축된 증기를 생산하는 데 사용되는 암모니아 생산 공정. 암모니아 합성(8단계) 중에 직접 방출되는 에너지는 촉매 변환기의 온도를 400°C로 유지하는 데 사용됩니다. 암모니아 공장의 전체 열효율은 약 60%이다. 즉, 천연가스가 제공하는 소비 에너지의 약 40%가 열 손실입니다.

암모니아 플랜트 설계의 특징

현대식 암모니아 플랜트의 설계, 인력 배치 및 운영에는 자격을 갖춘 전문가의 참여와 정교한 엔지니어링 장비의 사용이 필요합니다. 예를 들어, 공정의 3단계에서 공기를 압축하고 7단계에서 합성 가스(질소와 수소의 혼합물)를 압축하는 데 사용되는 압축기는 매우 높은 압력(경우에 따라 최대 350atm)을 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다. 이 압축기는 증기 터빈에 의해 구동되며 증기는 100atm의 압력과 400°C 이상의 온도에서 공급됩니다. 이러한 터빈은 분당 수천 회전에 달하는 속도로 회전합니다.

암모니아 합성이 수행되는 반응기는 또한 매우 높은 요구 사항을 충족해야 합니다. 이러한 원자로가 작동하는 높은 압력과 온도에서 수소는 강철을 공격하여 금속으로 확산될 수 있습니다. 결과적으로 수소는 강철에 포함된 탄소와 반응하여 메탄을 생성합니다. 이로 인해 금속에 구멍이 생기고 강철이 부서지기 쉽습니다. 이를 방지하기 위해 원자로는 크롬, 몰리브덴, 니켈이 포함된 특수 합금으로 제작됩니다.

암모니아 공장의 위치는 경제적으로도 매우 중요합니다. 이상적으로 이러한 발전소는 1) 에너지원과 가까운 곳에 위치해야 합니다.

2) 사용할 수 있는 물의 원천 대량;

3) 운송 경로: 고속도로, 철도, 강이나 바다.

4개의 영국 암모니아 공장이 Billingham 강 근처에 위치해 있습니다. 테이(스코틀랜드). 이 장소는 Durham 석탄 매장지와의 근접성 때문에 한때 선택되었습니다. 북해 대륙붕의 석유 및 가스 매장지에 가깝기 때문에 오늘날에도 편리한 것으로 입증되었습니다.

질소와 수소는 여러 화합물을 형성하며, 그 중 가장 중요한 것은 암모니아 NH 3 입니다. 암모니아 분자의 수소와 질소 원자 사이의 결합은 공유 결합이며 산화 상태는 다음과 같이 분포됩니다: (N -3 H + 3) 0.

각자의 말에 따르면 물리적 특성암모니아는 자극적인 냄새가 나는 무색의 기체이다. 공기보다 가볍고 다른 가스보다 물에 잘 녹습니다. 따라서 12,000부피의 암모니아가 물 1부피에 용해될 수 있습니다.

냉각되면 압력이 증가하여 암모니아는 쉽게 무색 액체로 변합니다. 액체 암모니아가 증기로 전이되는 역반응은 흡열 반응이며 많은 열이 흡수됩니다. 암모니아의 끓는점은 34oC이다.

산업계의 암모니아 생산

생산 과정에서 암모니아는 질소와 수소로부터 합성되어 생성됩니다.

N 2 + 3H 2 ⇄ 2NH 3 + Q,

여기서 (+Q)는 열 방출과 함께 반응이 발생함을 의미합니다. 발열성이다.

이 반응에는 열 방출이 수반되므로 다음이 필요합니다.

약간의 가열(400~500oC);
고압(200 – 1000 at);
촉매의 존재(Al 2 O 3 및 K 2 O가 첨가된 금속 형태의 Pt 또는 Fe).

이 모든 것은 이 반응의 화학적 평형을 생성물 형성 방향으로 이동시키는 데 도움이 됩니다.

암모니아를 생산하는 두 번째 산업적 방법은 석탄을 코킹하는 것입니다. 석탄에는 2%의 질소가 포함되어 있기 때문입니다. 여기서 암모니아는 건식 증류의 부산물로 형성됩니다.

암모니아 생산을 위한 실험실 방법

실험실 환경에서 암모니아는 두 가지 방법으로 얻을 수 있습니다.

염화암모늄과 소석회:
2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O;
가성 알칼리의 농축 용액으로 건조 염화암모늄을 가열합니다.
NH 4 Cl + KOH → NH 3 + KCl + H 2 O.

암모니아- 불쾌하고 자극적인 냄새가 나는 가볍고 무색의 가스. 이는 질소 원자 1개와 수소 원자 3개를 포함하고 있기 때문에 화학 산업에 매우 중요합니다. 암모니아는 주로 질소 함유 비료, 황산암모늄 및 요소의 생산에 사용되며, 폭발물, 폴리머 및 기타 제품의 생산에도 암모니아가 사용됩니다.

산업계의 암모니아 생산고온 및 압력 하에서 촉매를 사용하여 수소와 질소로부터 합성하는 단순하고 노동 집약적이며 비용이 많이 드는 공정이 아닙니다. 산화물 활성화칼륨과 알루미늄 해면철이 촉매로 사용됩니다. 암모니아 합성 산업 플랜트는 가스 순환을 기반으로 합니다. 암모니아가 포함된 반응된 가스 혼합물은 냉각되어 암모니아의 응축 및 분리가 일어나고, 반응하지 않은 질소와 수소는 새로운 부분의 가스와 혼합되어 다시 촉매에 공급됩니다.

여러 단계로 진행되는 암모니아의 산업적 합성 과정을 더 자세히 살펴보겠습니다. 첫 번째 단계에서는 다음을 사용하여 천연가스에서 황을 제거합니다. 기술 장치탈황제. 두 번째 단계에서는 메탄 전환 과정이 니켈 촉매 위에서 섭씨 800도의 온도에서 수행됩니다. 수소반응이 적합하다암모니아 합성을 위해 질소를 함유한 공기가 반응기에 공급됩니다. 이 단계에서탄소의 부분 연소는 공기 중에도 포함된 산소(2 H2O + O2->H2O(증기))와의 상호 작용 후에 발생합니다.

이 단계의 결과생산은 수증기와 탄소(2차) 및 질소 산화물의 혼합물을 얻는 것입니다. 세 번째 단계는 두 가지 프로세스로 진행됩니다. 소위 "교대" 공정은 두 개의 "교대" 원자로에서 발생합니다. 첫 번째에서는 Fe3O4 촉매를 사용하고 반응은 약 섭씨 400도. 두 번째 반응기는 생산성이 더 높은 구리 촉매를 사용하고 더 낮은 온도에서 작동합니다. 네 번째 단계에는 일산화탄소(IV)로부터 가스 혼합물을 정제하는 단계가 포함됩니다.

이 청소는 산화물을 흡수하는 알칼리성 용액으로 가스 혼합물을 세척하여 수행됩니다. 2 H2O + O2H2O(증기) 반응은 가역적이며 세 번째 단계 이후에는 약 0.5%의 일산화탄소가 가스 혼합물에 남아 있습니다. 이 양은 철 촉매를 파괴하기에 충분합니다. 네 번째 단계에서는 섭씨 400도의 온도에서 니켈 촉매를 통해 수소를 메탄으로 변환하여 일산화탄소(II)를 제거합니다. CO + 3H2 -> CH4 + H2O

가스 혼합물, 대략적으로 포함되는 것은 무엇입니까? 74.5%의 수소와 25.5%의 질소가 압축됩니다. 압축으로 인해 혼합물의 온도가 급격히 상승합니다. 압축 후 혼합물을 섭씨 350도까지 냉각합니다. 이 과정은 N2 + 3H2 - 2NH3 ^ + 45.9 kJ 반응으로 설명됩니다. (거버 프로세스)

암모니아 생산기술 + 획득방법 영상

이러한 방향의 일환으로 오늘날 많은 기업에서는 다음과 같은 기술을 개발하고 설계하기 시작했습니다.

과잉 암모니아를 메탄올 생산으로 전환합니다.
기반으로 생산 개발 현대 기술활성 장치를 교체합니다.
통합 생산 및 현대화 창출.

러시아에서 1톤의 암모니아를 생산하기 위해 평균 1200nm³의 천연 가스가 소비되며, 유럽에서는 900nm³가 소비됩니다. 벨로루시의 "Grodno Azot"는 1200nm³를 소비하며, 현대화 후에는 소비량이 876nm³로 감소할 것으로 예상됩니다. 우크라이나 생산자는 750nm³에서 1170nm³를 소비합니다. UHDE 기술은 톤당 6.7~7.4Gcal의 에너지 자원을 소비한다고 주장합니다.

암모니아를 생산하는 산업적 방법은 수소와 질소의 직접적인 상호작용을 기반으로 합니다.

N 2 + 3H 2 ⇄ 2NH 3 + + 91.84 kJ

이것이 소위 하버 프로세스(이 방법의 물리화학적 기초를 개발한 독일 물리학자)입니다. 반응은 열이 방출되고 부피가 감소하면서 발생합니다. 따라서 Le Chatelier의 원리에 따라 반응은 가능한 가장 낮은 온도와 높은 압력에서 수행되어야 합니다. 그러면 평형이 오른쪽으로 이동합니다. 그러나 낮은 온도에서는 반응 속도가 미미하고, 높은 온도에서는 역반응 속도가 증가합니다. 매우 높은 압력에서 반응을 수행하려면 높은 압력을 견딜 수 있는 특수 장비를 만들어야 하므로 대규모 자본 투자가 필요합니다. 게다가 700°C에서도 반응의 평형이 너무 느리게 이루어져 실제 사용이 불가능합니다. Haber 공정에서 암모니아 수율(부피 기준 백분율)은 다음과 같습니다. 다른 온도압력의 값은 다음과 같습니다.

촉매(Al2O3 및 K2O 불순물을 함유한 다공성 철)를 사용하면 평형 상태 달성을 가속화할 수 있었습니다. 흥미롭게도 이 역할을 위한 촉매를 찾을 때 2만 가지가 넘는 다양한 물질이 시도되었습니다.

위의 모든 요소를 고려하여 생산 공정은 다음 조건에서 수행됩니다.

온도 500℃;
압력 350 기압;
촉매.

이러한 조건에서 암모니아의 수율은 약 30%입니다. 산업 조건에서는 순환 원리가 사용됩니다. 암모니아는 냉각으로 제거되고 미반응 질소와 수소는 합성 컬럼으로 반환됩니다. 이는 압력을 증가시켜 더 높은 반응 수율을 달성하는 것보다 더 경제적인 것으로 나타났습니다. 실험실에서 이를 얻으려면 암모늄염에 대한 강알칼리의 작용이 사용됩니다.

NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O

일반적으로 암모니아는 염화암모늄과 소석회의 혼합물을 부드럽게 가열하여 실험실 방법으로 얻습니다.

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 → CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O

암모니아를 건조하려면 석회와 가성소다의 혼합물을 통과해야 합니다. 나트륨 금속을 용해시킨 후 증류하면 매우 건조한 상태로 얻을 수 있습니다. 이는 진공 상태에서 금속으로 만들어진 시스템에서 가장 잘 수행됩니다. 시스템은 높은 압력을 견뎌야 합니다(실온에서 포화 증기압은 약 10기압입니다). 산업 생산에서는 일반적으로 흡수 컬럼이 건조에 사용됩니다.

수행 방법 비디오:

암모니아 생산을 무시해서는 안 됩니다. 기술적 진보. 이는 주로 에너지 절약과 관련이 있습니다. 현대 기술이 발전하는 동안 훌륭한 가치주어진다 소프트웨어, 화학적 및 기술적 프로세스를 모델링하는 데 필요합니다.

질소 생산은 현대 화학 산업에서 중요한 역할을 합니다. 질소 화합물이 유기 물질과 무기 물질의 생산에 모두 사용된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 질소 산업의 특별한 문제는 암모니아 생산입니다. 비료, 질산, 폭발물, 냉매 등이 생산되는 가장 귀중한 구성 요소의 "참여"입니다. 모든 유용성에 대해 암모니아는 암모니아 형태로 의학에 사용된다는 사실에도 불구하고 다소 강한 독입니다.

물질로서의 암모니아 자체는 18세기 말에 처음 발견되었습니다. 영국인 Joseph Priestley는 이를 별도의 물질로 설명했습니다. 11년 후, 프랑스인 클로드 루이 베르톨레(Claude Louis Berthollet)가 연구되었습니다. 화학 성분이 물질의. 암모니아를 산업적으로 대량으로 확보해야 할 필요성은 주로 질소 화합물을 얻는 칠레 초석 매장량이 고갈되기 시작한 19세기 말에 급격해졌습니다. 다양한 생산에 가장 유망한 성분이 된 것은 "알칼리성 공기"입니다. 화학물질, 이는 군사 문제에서 농업에 이르기까지 인간 삶의 다양한 측면에 큰 영향을 미쳤습니다.

그러나 이 문제는 질소와 수소로부터 직접 합성하여 암모니아를 생산하는 방법이 등장한 20세기 초에야 해결되었습니다. 그리하여 문제의 출현부터 해결까지 꽤 긴 시간이 흘렀고, 그 동안 '동화를 현실로 만드는' 것을 가능하게 한 몇 가지 발견이 이루어졌습니다.

생산 공정의 특징 및 단계

암모니아 생산 공정은 높은 에너지 집약도를 특징으로 하며 이는 주요 단점입니다. 그렇기 때문에 에너지 절약 문제를 해결하기 위한 과학적 발전이 끊임없이 이루어지고 있습니다. 특히, 방출된 에너지를 활용하는 방법뿐만 아니라 암모니아와 요소의 생산을 결합하는 방법도 개발되고 있습니다. 이 모든 것은 기업 운영 비용을 줄이고 유용한 결과를 높이는 데 도움이 됩니다.

암모니아의 생산은 순환 원리에 기초하며, 이에 따라 공정이 연속적으로 진행되고, 초기 구성 요소의 나머지 부분은 최종 제품에서 분리되어 다시 사용됩니다. 연속성: 합성 공정이 멈추지 않고 발생하며, 열의 원리 순환의 원리뿐만 아니라 교환도 가능합니다. 보시다시피 이러한 모든 원칙은 밀접하게 상호 연결되어 있습니다.

그녀 자신 기술 계획암모니아 생산은 주로 최종 제품을 얻는 원료에 따라 달라집니다. 사실은 공기 중에 대량으로 발견되는 질소와는 달리, 수소는 공기 중에 존재한다는 것입니다. 순수한 형태실제로 자연에는 존재하지 않으며 물에서 분리하는 것은 노동 집약적이고 에너지 소비가 많은 과정입니다.

따라서 천연가스에 함유된 탄화수소는 주로 암모니아 생산의 원료로 사용된다. 현재는 천연가스암모니아 산업의 기초 중 하나입니다. 합성 컬럼에 들어가기 전에 가스는 여러 처리 단계를 거칩니다. 이 공정은 탈황기를 사용하여 황으로부터 공급원료를 정제하는 것으로 시작됩니다.

다음은 과정 중에 탄화수소가 먼저 메탄으로 변환된 다음 메탄을 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소의 혼합물로 변환하는 다소 복잡한 과정이 발생한다는 사실로 구성된 소위 개질 과정입니다. 동시에, 혼합물은 또한 이산화탄소로부터 정제된 후 수소가 질소와 함께 고압 하에서 합성 컬럼으로 유입됩니다. 따라서 암모니아의 직접 생산을 시작하기 전에 기술에는 원료의 전처리가 포함됩니다.

최종 제품 자체의 합성뿐만 아니라 모든 개질 공정은 고압 및 고온에서 발생합니다. 이것이 그들의 높은 에너지 소비로 이어지는 것입니다. 이 경우 이러한 매개변수는 생산의 모든 단계에서 변경됩니다.

기둥 자체는 일반적으로 강철로 만들어집니다. 여기에는 조성이 다양할 수 있는 촉매가 포함되어 있습니다. 합성 사이클이 완료된 후 혼합물은 냉장고에 들어가 액체 형태의 암모니아가 분리되고 반응 후 남은 구성 요소는 다시 생산에 들어갑니다. 이 기능 기술적 과정암모니아 합성 반응은 가역적이며 기술적 과정 중에 최종 제품의 일부가 원래 구성 요소로 분해된다는 사실로 인해 발생합니다.

따라서 산업계에서 암모니아를 생산하는 것은 공정의 기초가 되는 반응이 명백히 단순함에도 불구하고 실제로는 다소 복잡한 기술적 작업입니다.

통합 생산의 창출과 신기술 개발이 특히 중요합니다.

위에서 언급한 바와 같이 기술은 지속적으로 개선되고 있으며 이를 개선하기 위한 주요 조치의 방향은 공정 자체의 에너지 집약도를 줄이는 것입니다. 그리고 여러 가지 이유로 이것이 어려운 경우 열 회수 방법이 사용되며 이는 또한 유익할 수 있습니다. 또한 일부 암모니아 공장에서는 다른 화학물질 생산을 위해 부산물을 사용합니다. 예를 들어 이러한 방식으로 메탄올과 암모니아 생산을 결합할 수 있습니다. 이 방법은 개질 과정에서 생성된 일산화탄소와 물로부터 메탄올을 합성하는 방식으로 구성됩니다.

암모니아와 요소의 결합 생산에 대해서도 이미 언급되었습니다. 이러한 조합은 예를 들어 개질 중에 얻은 이산화탄소를 생성된 암모니아와 반응시킴으로써 가능합니다. 물론 이 방법을 사용하려면 추가 장비를 설치해야 합니다. 그러나 이를 통해 특정 기업의 유용한 생산량을 늘릴 수 있습니다.

산업에서 암모니아 생산의 또 다른 특징은 순환적 특성이 폐기물 없는 생산에 기여한다는 것입니다. 또한, 획득된 에너지와 부산물이 모두 사용됩니다. 원료를 정제하는 과정에서 얻은 황도 다른 화학 산업에 사용됩니다. 나열된 조치 외에도 프로세스가 발생하는 압력과 온도의 최적 조합에 대한 지속적인 검색도 있습니다. 결국, 주요 제품의 최종 생산량은 이러한 매개변수의 조합에 따라 달라집니다.

위의 모든 사항을 고려하면 현대 암모니아 생산 공장은 다소 복잡한 구조의 복합체라는 결론을 내릴 수 있습니다. 그러나 그러한 단지의 중심에는 항상 독일 과학자 Fritz Haber가 1909년에 개발한 설치물이 있습니다. 이 발명품 외에도 그는 "아버지"로 유명해졌습니다. 화학무기" 아이러니하게도 이 과학자는 노벨 평화상을 받았습니다. 그러나 그가 현대 화학산업 발전에 기여한 가치는 의심의 여지가 없다는 것은 분명하다.

따라서 산업용 암모니아 생산의 예를 사용하면 겉보기에 변하지 않는 공정이 수년에 걸쳐 어떻게 개선될 수 있는지 확인할 수 있습니다. 또한 하나의 발명이 어떻게 수년 동안 현대 생산의 전체 생산 부문(및 중요한 부문)의 개발을 위한 토대를 마련할 수 있는지 추적할 수 있습니다.

현재 암모니아 생산 공장은 전 세계에 위치하고 있습니다. 또한, 새로운 기업이 지속적으로 구축되고 있습니다. 이 사실은 이러한 유형의 화학 생산의 중요성을 다시 한 번 강조합니다. 실제로, 세계 여러 지역에서는 예를 들어 질소 비료의 가용성이 필수적인 요소가 되었습니다. 다른 많은 예를들 수 있지만 사실은 여전히 사실입니다. 또한 가스 채굴 산업 제품의 상당 부분은 특히 암모니아 생산에 수요가 있어 지속 가능한 발전이 가능합니다. 이 몇 가지 예는 암모니아 생산의 역할을 과대평가하기가 매우 어렵다는 것을 분명히 보여줍니다. 그러므로 우리는 질소 산업이 오랫동안 존재할 것이며 그 제품은 항상 꾸준한 수요가 있을 것이라고 결론을 내릴 수 있습니다.

따라서 암모니아 생산에 대해 말하면 다음과 같은 다양한 영역의 기능에 큰 영향을 미치는 매우 심각한 생산에 대해 이야기하고 있다는 것을 이해해야 합니다. 경제 활동, 그리고 단지 사람들의 삶. 그리고 이 산업의 중요성은 앞으로 더욱 커질 가능성이 높습니다.

	촘촘한 석고 암석으로 구성된 건축용 석고는 세 가지 주요 작업을 통해 생산됩니다. 먼저, 석고석을 파쇄한 다음, 생성된 원료를 분쇄하고...
	화학폐기물은 화학산업에서 발생하는 폐기물을 일컫는 이름으로, 인체에 독성 영향을 미쳐 인체에 위협이 되는 유해물질을 함유하고 있습니다. 화학 산업은 다음을 다루는 산업 분야입니다.