L'industria dell'azoto oggi è una delle principaliindustrie. L'uso dell'ammoniaca si è diffuso alle apparecchiature di refrigerazione (R717, refrigerante), alla medicina (soluzione di ammoniaca o alcol ammoniacale), all'agricoltura (fertilizzanti).

L'attenzione primaria è rivolta alla produzione di fertilizzanti azotati (e quindi - alle loro basi, compresa l'ammoniaca, la cui domanda è cresciuta del 20% negli ultimi due decenni).

Ma la produzione di ammoniaca differisce, prima di tutto, dall'intensità di energia elevata. L'intera storia di questa produzione è la lotta per abbassare le energie usate (meccaniche, termiche, elettriche).

La sintesi dell'ammoniaca rivela la formula:

N2 + 3H2 = 2NH3 + Q

La reazione è esotermica, reversibile, con diminuzionevolume. Poiché la reazione è esotermica, una diminuzione della temperatura sposterà l'equilibrio alla formazione di ammoniaca, tuttavia, la velocità di reazione diminuirà in modo significativo. La produzione di ammoniaca dovrebbe andare a temperature elevate (la sintesi avviene a 500 gradi Celsius). Un aumento di t porterà ad una reazione inversa. La pressione da 15 a 100 MPa consente di contrastare l'influenza della temperatura (bassa pressione - da 10 a 15 MPa, pressione media - da 25 a 30 MPa, alta pressione - superiore a 50 MPa). Di questi, la media è preferibile.

Il catalizzatore è di ferro spugnoso con additivi di calcio, silicio, potassio, ossidi di alluminio.

Impurità nocive (monossido di carbonio, acqua,idrogeno solforato) hanno un effetto negativo sulla velocità di reazione della reazione, avvelenando il catalizzatore, riducendo in tal modo la sua attività e diminuendo la vita di servizio. Ciò significa che la miscela di idrogeno solforato deve essere necessariamente pulita a fondo. Ma anche dopo la purificazione, solo una parte di questa miscela si trasforma in ammoniaca. Pertanto, la frazione restante non reagita viene nuovamente inviata al reattore.

Come viene prodotta l'ammoniaca?

La pipeline viene fornita con una miscela già preparata ditre parti di idrogeno e un azoto. Passa attraverso il turbocompressore, che viene compresso a quanto sopra, e viene inviata alla colonna di sintesi con il catalizzatore incorporato negli scaffali. Il processo, come abbiamo scoperto, è altamente esotermico. La miscela nitrico-idrogeno viene riscaldata dal calore in evoluzione. Circa il 25 percento di ammoniaca e azoto non reagito con idrogeno emerge dalla colonna. L'intera composizione viene inviata al frigorifero, dove la miscela viene raffreddata. L'ammoniaca sotto pressione diventa liquida. Ora il lavoro entra nel separatore, il cui compito - raccolta differenziata di ammoniaca nel fondo e la miscela non reagito, che viene restituito al circolatore alla colonna. A causa di questa circolazione, la miscela di acido nitrico e idrogeno viene utilizzata al 95 percento. L'ammoniaca liquida attraverso la conduttura dell'ammoniaca si dirige verso un magazzino speciale.

Tutti i dispositivi utilizzati in produzione,massimo ermetico, che elimina perdite. Viene utilizzata solo l'energia delle reazioni esotermiche che avvengono all'interno. Lo schema è chiuso, a basso spreco. I costi sono ridotti attraverso un processo continuo e automatizzato.

La produzione di ammoniaca non può che influenzareambiente. Le emissioni di gas sono inevitabili, inclusi ammoniaca, ossidi di carbonio e di azoto e altre impurità. Il calore di bassa qualità viene rilasciato. L'acqua viene scartata dopo aver lavato i sistemi di raffreddamento e il reattore stesso.

Pertanto, la produzione di ammoniaca èincludere la pulizia catalitica con un agente riducente del gas. La riduzione della quantità di acque reflue può essere ottenuta sostituendo i compressori a pistone con turbocompressori. Il calore a basso potenziale può essere utilizzato introducendo calore ad alto potenziale. Tuttavia, ciò aumenterà l'inquinamento da gas di scarico.

Uno schema energetico-tecnologico che coinvolge un ciclo a ciclo combinato in cui vengono utilizzati sia il calore del vapore che i prodotti di combustione aumenterà contemporaneamente l'efficienza produttiva e ridurrà le emissioni.

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