Điều chế NH3 trong công nghiệp

Câu hỏi: Điều chế NH₃ trong công nghiệp

Lời giải:

      - Thành phần của amoniac bao gồm azot và hydro liên kết với nhau. Azot được thu từ không khí còn hydro là từ nước. Sau khi được sấy khô, hâm nóng và nén ở 530^oC (azot, hydro), hỗn hợp này được cho qua các liên kết muối khác nhau và amoniac được tạo thành.

      - Do amoniac nặng gần bằng nửa không khí nên người ta phải nén, làm lạnh để biến chúng thành chất lỏng như nước nhưng có nhiệt độ sôi là – 340^oC. Sau khi bị nén, amoniac bay hơi, hấp thụ rất nhiều nhiệt. Vì vậy, người ta dùng amoniac trong tủ lạnh.

Trên thế giới hiện nay, có nhiều công nghệ sản xuất amoniac được sử dụng, phổ biến nhất là 5 công nghệ sau:

      - Công nghệ Haldor Topsoe

      - Công nghệ M.W. Kellogg

      - Công nghệ Krupp Uhde

      - Công nghệ ICI

      - Công nghệ Brown & Root.

Công nghệ Haldor Topsoe được lựa chọn nhiều nhất, chiếm 50 % trên toàn thị trường thế giới. Các nhà máy phân đạm tại Việt Nam đều áp dụng công nghệ này.

      - Nguyên liệu đầu vào là khí thiên nhiên (phần lướn là metan), khí hóa lỏng có chứa propan và butan, hoặc naphta, than đá sẽ được chuyển thành khí tổng hợp có chứa hydro và cacbon monooxit. 

CH₄ + H₂O  -> CO + 3H₂ (xúc tác Ni, nhiệt độ cao)

      - Sau khi chuyển cacbon monooxit thành cacbon dioxit, người ta loại bỏ khí này chỉ thu hydro.

      - Nito lấy từ không khí sau khi trải qua quá trình khí hóa nguyên liệu chứa cacbon và loại bỏ hết oxy.

      - Amoniac được tổng hợp bằng quá trình Haber – Bosch theo phản ứng

N₂ + 3H₂  -> 2NH₃ (ΔH = –92 kJ/mol)