Η βιομηχανία αζώτου σήμερα είναι ένας από τους κορυφαίουςβιομηχανίες. Η χρήση αμμωνίας έχει εξαπλωθεί στον ψυκτικό εξοπλισμό (R717, ψυκτικό μέσο), φάρμακο (διάλυμα αμμωνίας ή αμμωνιακό αλκοόλ), γεωργία (λιπάσματα).
Πρωτογενής προσοχή δίνεται στην παραγωγή αζωτούχων λιπασμάτων (που σημαίνει - και τα θεμελιώδη στοιχεία τους, συμπεριλαμβανομένων αμμωνία, για την οποία η ζήτηση έχει αυξηθεί κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών, 20%).
Ωστόσο, η παραγωγή αμμωνίας διαφέρει, πρώτον, από την υψηλή ενεργειακή ένταση. Η όλη ιστορία αυτής της παραγωγής είναι ο αγώνας για τη μείωση των χρησιμοποιούμενων ενεργειών (μηχανική, θερμική, ηλεκτρική).
Η σύνθεση της αμμωνίας αποκαλύπτει τον τύπο:
Ν2 + 3Η2 = 2ΝΗ3 + Q
Η αντίδραση είναι εξώθερμη, αναστρέψιμη, με μείωσηόγκου. Επειδή η αντίδραση είναι εξώθερμη, η μείωση της θερμοκρασίας θα μεταβάλλει την ισορροπία στο σχηματισμό αμμωνίας, ωστόσο ο ρυθμός αντίδρασης θα μειωθεί σημαντικά. Η παραγωγή αμμωνίας πρέπει να γίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες (η σύνθεση πραγματοποιείται στους 500 βαθμούς Κελσίου). Μια αύξηση του t θα οδηγήσει σε αντίστροφη αντίδραση. Η πίεση από 15 έως 100 MPa επιτρέπει να αντισταθμιστεί η επίδραση της θερμοκρασίας (χαμηλή πίεση - από 10 έως 15 MPa, μέση πίεση - από 25 έως 30 MPa, υψηλή πίεση - πάνω από 50 MPa). Από αυτούς, ο μέσος όρος είναι προτιμότερος.
Ο καταλύτης είναι σπογγώδης σίδηρος με πρόσθετα ασβεστίου, πυριτίου, καλίου, οξειδίων αργιλίου.
Οι επιβλαβείς ακαθαρσίες (μονοξείδιο του άνθρακα, νερό,υδρόθειο) επηρεάζουν αρνητικά την ταχύτητα ροής της αντίδρασης με δηλητηρίαση του καταλύτη, μειώνοντας έτσι τη δραστηριότητά της και να μειώσει τη διάρκεια ζωής του. Αυτό σημαίνει ότι το μείγμα υδρόθειου πρέπει απαραιτήτως να υποβληθεί σε λεπτομερή καθαρισμό. Αλλά ακόμα και μετά τον καθαρισμό, μόνο ένα μέρος αυτού του μίγματος μετατρέπεται σε αμμωνία. Συνεπώς, το υπόλοιπο κλάσμα που δεν αντέδρασε αποστέλλεται και πάλι στον αντιδραστήρα.
Πώς παράγεται η αμμωνία;
Ο αγωγός τροφοδοτείται με ένα ήδη παρασκευασμένο μείγματρία μέρη υδρογόνου και ένα άζωτο. Διέρχεται από το στροβιλοσυμπιεστή, η οποία συμπιέζεται προς τα ανωτέρω, και αποστέλλεται στη στήλη σύνθεση με τον καταλύτη ενσωματωμένο στα ράφια. Η διαδικασία, όπως διαπιστώσαμε, είναι εξαιρετικά εξωθερμική. Το μίγμα νιτρικού-υδρογόνου θερμαίνεται από την εξελισσόμενη θερμότητα. Περίπου 25 τοις εκατό αμμωνίας και άζωτο που δεν έχει αντιδράσει με υδρογόνο αναδύονται από τη στήλη. Ολόκληρη η σύνθεση τροφοδοτείται στο ψυγείο, όπου το μίγμα ψύχεται. Η αμμωνία υπό πίεση γίνεται υγρή. Τώρα η εργασία εισέρχεται στο διαχωριστή, του οποίου η αποστολή - χωριστή συλλογή αμμωνίας στο κάτω μέρος και το μη αντιδράσαν μίγμα, το οποίο επιστρέφεται στο κυκλοφορούν αντλία πίσω στην στήλη. Λόγω αυτής της κυκλοφορίας το μείγμα αζώτου-υδρογόνου χρησιμοποιείται κατά 95 τοις εκατό. Η υγρή αμμωνία μέσω του αγωγού αμμωνίας πηγαίνει σε ειδική αποθήκη.
Όλες οι συσκευές που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή,μέγιστη ερμητική, η οποία εξαλείφει τη διαρροή. Χρησιμοποιείται μόνο η ενέργεια των εξωθερμικών αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα μέσα. Το καθεστώς είναι κλειστό, χαμηλής απόρριψης. Το κόστος μειώνεται με συνεχή και αυτοματοποιημένη διαδικασία.
Η παραγωγή αμμωνίας δεν μπορεί παρά να επηρεάσειπεριβάλλον. Οι εκπομπές αερίων είναι αναπόφευκτες, όπως οι αμμωνίες, τα οξείδια του άνθρακα και του αζώτου και άλλες ακαθαρσίες. Χαμηλή θερμότητα απελευθερώνεται. Το νερό απορρίπτεται μετά το πλύσιμο των συστημάτων ψύξης και του ίδιου του αντιδραστήρα.
Συνεπώς, η παραγωγή αμμωνίας είναιπεριλαμβάνουν τον καταλυτικό καθαρισμό με έναν παράγοντα μείωσης του αερίου. Η μείωση της ποσότητας λυμάτων μπορεί να επιτευχθεί με την αντικατάσταση των συμπιεστών εμβολοφόρων με υπερσυμπιεστές. Η θερμότητα χαμηλού δυναμικού μπορεί να χρησιμοποιηθεί με την εισαγωγή θερμότητας υψηλού δυναμικού. Ωστόσο, αυτό θα αυξήσει τη ρύπανση από καυσαέρια.
Ένα ενεργειακό τεχνολογικό πρόγραμμα που περιλαμβάνει έναν κύκλο συνδυασμένου κύκλου όπου χρησιμοποιούνται τόσο η ατμοπαραγωγή όσο και τα προϊόντα καύσης θα αυξήσει ταυτόχρονα την αποδοτικότητα της παραγωγής και θα μειώσει τις εκπομπές.
