إنتاج الأمونيا في المختبر والصناعي

الأمونيا (NH3) هو مركب كيميائي من الهيدروجين مع النيتروجين. حصل على اسمه من الكلمة اليونانية "هالس أمنياكوس" أو اللاتينية "سال أمونياكوس"، والتي تترجم وحيدا - "الأمونيا". هذا هو مادة تسمى كلوريد الأمونيوم التي تم الحصول عليها في الصحراء الليبية في واحة الأمونيوم.

تعتبر الأمونيا مادة سامة جدا يمكن أن تهيج الأغشية المخاطية للعيون والجهاز التنفسي. الأعراض الأولية للتسمم الأمونيا هي الدمع وفيرة، وضيق التنفس والالتهاب الرئوي. ولكن في الوقت نفسه، الأمونيا هي مادة كيميائية قيمة التي تستخدم على نطاق واسع لإنتاج الأحماض غير العضوية، على سبيل المثال، النيتريك، السيانيد، واليوريا والأملاح التي تحتوي على النيتروجين. الأمونيا السائلة هي مادة عمل ممتازة من الحاويات المبردة والآلات، لأنه يحتوي على حرارة محددة عالية من التبخر. يتم استخدام المحاليل المائية للأمونيا كسماد سائل، وكذلك لتسميم الفوسفات الفوسفاتية وخلائط الدهون.

إن الحصول على الأمونيا من غازات العادم في عملية فحم الكوك هو أقدم طريقة وأكثرها قابلية للوصول إليها، ولكن حتى الآن أصبح قد عفا عليه الزمن ولا يستخدم عمليا.

الطريقة الحديثة والأساسية هي الحصول على الأمونيا في الصناعة على أساس عملية هابر. جوهره في التفاعل المباشر من النيتروجين والهيدروجين، والذي يحدث نتيجة لتحويل الغازات الهيدروكربونية. وبما أن المواد الخام والغاز الطبيعي وغازات التكرير والغازات النفطية المرتبطة بها، فإن الغازات المتبقية من إنتاج الأسيتيلين تستخدم عادة. جوهر طريقة إنتاج التحويل من الأمونيا هو تحلل الميثان ومثيلاته في درجة حرارة عالية إلى مكونات: الهيدروجين وأول أكسيد الكربون بمشاركة العوامل المؤكسدة - الأكسجين وبخار الماء. وفي الوقت نفسه، يتم خلط الهواء المخصب بالأكسجين أو الهواء الجوي مع الغاز المحول. في البداية، رد فعل لإنتاج الأمونيا على أساس الغاز القابلة للتحويل العائدات مع إطلاق الحرارة، ولكن مع انخفاض في حجم المواد بدء التفاعل:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45.9 كج

ومع ذلك، يتم إنتاج الأمونيا على نطاق صناعي باستخدام حافزا وتحت الظروف المصطنعة التي تزيد من العائد من المنتج النهائي. في الغلاف الجوي حيث يتم إنتاج الأمونيا، ويزيد الضغط إلى 350 الغلاف الجوي، ودرجة الحرارة ترتفع إلى 500 درجة مئوية. في ظل هذه الظروف، العائد من الأمونيا حوالي 30٪. يتم إزالة الغاز من منطقة التفاعل عن طريق طريقة التبريد، والنيتروجين والهيدروجين، والتي لم تتفاعل، والعودة إلى عمود التوليف ويمكن أن تشارك مرة أخرى في ردود الفعل. خلال التوليف من المهم جدا لتنقية خليط الغازات من السموم الحفازة، والمواد التي يمكن أن تلغي تأثير المحفزات. هذه المواد هي بخار الماء، كو، أس، P، سي، O2، S.

الحديد المسامية مع الشوائب من الألومنيوم وأكسيدات البوتاسيوم بمثابة حافزا في ردود الفعل من النيتروجين وتركيب الهيدروجين. فقط هذه المادة، من كل 20،000 حاولت سابقا، يسمح للوصول إلى حالة التوازن من رد الفعل. ويعتبر هذا المبدأ في الحصول على الأمونيا الأكثر اقتصادا.

ويستند إنتاج الأمونيا في المختبر إلى تكنولوجيا تشريده من أملاح الأمونيوم بواسطة القلويات القوية. تخطيطي، هذا التفاعل هو كما يلي:

2NH4CI + كا (أوه) 2 = 2NH3 ↑ + CaCl2 + 2H2O

أو

NH4Cl + هيدروكسيد الصوديوم = NH3 ↑ + كلوريد الصوديوم + H2O

لإزالة الرطوبة الزائدة واستنزاف الأمونيا، يتم تمريره من خلال خليط من الصودا الكاوية والجير. إنتاج الأمونيا جافة جدا، نتيجة لذوبان الصوديوم المعدني فيه والتقطير اللاحق للخليط. في معظم الأحيان، يتم تنفيذ مثل هذه التفاعلات في نظام معدني مغلق تحت فراغ. وعلاوة على ذلك، يجب أن مثل هذا النظام تحمل الضغط العالي، والذي يتحقق من خلال انبعاث بخار الأمونيا، وتصل إلى 10 أجواء في درجة حرارة الغرفة.