Điều chế NH3 trong ngành công nghiệp
Thành phần của amoniac bao gồm azot và hydro liên kết với nhau. Azot thu được từ không khí và hydro thu được từ nước. Sau khi được làm khô, nung nóng và nén ở 530oC (azot, hiđro), hỗn hợp được chuyển qua các liên kết muối khác nhau và amoniac được tạo thành.
– Vì amoniac nặng gần một nửa không khí nên phải nén và làm lạnh để biến nó thành chất lỏng như nước nhưng có nhiệt độ sôi là -340.oC. Sau khi bị nén, amoniac bay hơi, hấp thụ nhiều nhiệt. Vì vậy, người ta sử dụng amoniac trong tủ lạnh.
Trên thế giới hiện nay, có rất nhiều công nghệ được sử dụng để sản xuất amoniac, trong đó phổ biến nhất là 5 công nghệ sau:
– Công nghệ Haldor Topsoe
– Công nghệ MW Kellogg
– Krupp Uhde. Công nghệ
– ICI. Công nghệ
– Công nghệ Brown & Root.
Công nghệ Haldor Topsoe được lựa chọn nhiều nhất, chiếm 50% thị trường toàn thế giới. Các nhà máy sản xuất phân đạm ở Việt Nam đều áp dụng công nghệ này.
– Nguyên liệu đầu vào là khí thiên nhiên (chủ yếu là metan), khí hóa lỏng chứa propan và butan, hoặc naphtha, than đá sẽ được chuyển hóa thành khí tổng hợp chứa hydro và carbon monoxide.
CH4 + H2O CO + 3H2 (xúc tác Ni, nhiệt độ cao)
– Sau khi chuyển cacbon monoxit thành cacbon đioxit, khí này bị loại bỏ chỉ thu được hiđro.
– Nitơ được lấy từ không khí sau khi trải qua quá trình khí hóa các vật liệu chứa cacbon và loại bỏ tất cả oxy.
– Amoniac được tổng hợp bởi quy trình Haber – Bosch theo phản ứng
N2 + 3H2 2NH3 (ΔH = –92 kJ/mol)
Amoniac là gì và các đặc điểm cơ bản của nó
Amoniac là gì?
Amoniac là một hợp chất vô cơ được tạo thành từ 3 nguyên tử nitơ và 1 nguyên tử hydro tạo thành một liên kết yếu. Amoniac thường tồn tại ở dạng khí, không màu, có mùi khó chịu. Nồng độ amoniac lớn có thể gây chết người.
Amoniac được tìm thấy ở đâu?
– Trong tự nhiên, amoniac được tạo ra do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc động thực vật và tồn tại với lượng tương đối nhỏ trong khí quyển.
– Amoniac và một số muối amoni trong nước biển.
Các muối amoni clorua và amoni sunfat được hình thành từ các vụ phun trào núi lửa.
– Các tinh thể amoni bicacbonat có trong một số vùng khoáng sản chứa sôđa.
– Sự bài tiết hàng ngày của động vật và con người qua nước tiểu cũng tạo ra amoniac do thận tạo ra một lượng nhỏ khí amoni.
– Ngoài ra, amoniac còn được tạo ra từ các nhà máy urê hoặc amoniac lỏng từ quá trình hóa lỏng nitơ và khí hydro ở 400 – 450.oC và áp suất là 200-300 atm.
Tính chất vất lý của khí Amoniac
Khí amoniac ở điều kiện tiêu chuẩn là chất độc, mùi hắc, tan nhiều trong nước
Amoniac có độ phân cực lớn do liên kết cộng hóa trị không bền. Amoniac dạng khí dễ hóa lỏng
Amoniac là dung môi có thể trung hòa các hóa chất và kim loại có tính kiềm như Ca, Sr, Ba
– Amoniac dễ bị phân hủy trong điều kiện môi trường bình thường
Tính chất hóa học của khí Amoniac
Amoniac là chất khử
- Kém bền với nhiệt, nó có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao bằng phản ứng hóa học:
- 2NH3 → N2 + 3H2 N2 + 3H2 → 2NH3
- Khí amoniac phản ứng với các ion kim loại chuyển tiếp ion phức tạp:
2NH3 + Ag+ → [Ag(NH3)2]+
- Nguyên tử hydro trong amoniac có thể được thay thế bằng nguyên tử kim loại kiềm hoặc nhôm:
2NH3 + 2Na → 2NaNH2 + H2 (350 °C)
2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2 (800- 900 °C)
Amoniac phản ứng với muối
3NH3 + AlCl3 +3H2O → Al(OH)3 + 3NH4Cl
– NH3 là một bazơ yếu
– Độ hòa tan trong nước
Phản ứng với axit tạo thành muối amoni
– Dung dịch amoniac có khả năng tạo kết tủa nhiều hiđroxit kim loại khi tác dụng
Các ứng dụng của Amoniac
Trong đời sống hằng ngày
– Trong sinh hoạt, Amoniac được dùng để chế tạo các chất tẩy rửa thông thường như bột giặt, nước tẩy bồn cầu và dùng trong hệ thống xử lý chất thải bẩn.
Amoniac được sử dụng làm nguyên liệu trong hệ thống xử lý Amoniac ứng dụng để làm sạch bùn thải, nước thải công nghiệp, làm sạch thiết bị bán dẫn, linh kiện điện tử. Hệ thống này có hiệu suất cao và khả năng khử nhiễm tối ưu, hỗ trợ quá trình xử lý nước thải và kiểm soát độ pH của nước.
Amoniac được sử dụng như một chất tẩy rửa gia dụng phổ biến cho các vết bẩn có tính axit giúp trung hòa và làm sạch các bề mặt bẩn một cách nhanh chóng. Amoniac có thể được sử dụng để rửa, làm sạch hoặc khử mùi nhà vệ sinh. Trong quá trình sử dụng, cần chú ý không kết hợp amoniac với clo hoặc các chất tẩy rửa mạnh.
Trong ngành công nghiệp
Amoniac được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đa dạng như chế biến dầu mỏ, khai thác, dệt may, thuốc nhuộm và xử lý môi trường.
Amoniac trung tính cao loại bỏ các tạp chất trong dầu thô để đảm bảo chất lượng dầu và bảo vệ các bộ lọc khỏi bị ăn mòn.
Amoniac được sử dụng trong công nghiệp để chiết xuất các kim loại như đồng, niken hoặc molypden từ quặng thô.
– Dung dịch NH3 với nồng độ thấp hơn 25% thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm phục vụ cho các nghiên cứu sinh – hóa học.
– Amoniac lỏng là nguyên liệu phổ biến trong công nghiệp xử lý môi trường để loại bỏ SOx hoặc NOx có trong khí thải đốt cháy hóa thạch.
– Ứng dụng trong công nghiệp dệt may để sản xuất sợi tổng hợp, là nguyên liệu để nhuộm và làm sạch các nguyên phụ liệu may mặc như bông và len.
Sử dụng Amoniac trong công nghệ thực phẩm và đồ uống nhằm tạo môi trường thích hợp cho sự tồn tại của các loại nấm men và vi sinh vật có lợi cho sức khỏe con người.
Amoniac là nguyên liệu thiết yếu để sản xuất dược phẩm.
#Điều #chế #NH3 #trong #công #nghiệp
