암모니아 합성이란 무엇입니까?
암모니아 합성은 수소와 질소 가스의 조합으로부터 암모니아의 생산이다. 생산 된 대부분의 암모니아는 비료로 사용되지만 폭발물 제작과 같은 다른 목적으로 사용될 수 있습니다. 이 과정은 1900 년대 초 독일에서 개발되었습니다.
대기는 질소 가스로 가득 차 있지만 반응이 없으며 일반적으로 다른 요소와 결합되지 않습니다. 암모니아를 만들기위한 기본 전략, nh 3 는 수소 가스, H 2 를 질소 가스, n 2 , 고온 및 고압에서 결합하는 것입니다. 화학적으로, 이것은 어려운 반응이기 때문에, 제제가 공정 속도를 높이도록 요구한다.
촉매는 반응을 더 빨리 진행시키는 화합물이다. 암모니아 합성에서, 사용 된 촉매는 일반적으로 철이다. 사용 된 철의 유형은 감소 된 마그네타이트 광석이다. 촉매로 사용할 수있는 다른 화학 물질이 있지만 철은 가장 흔합니다.
수소 가스의 공급원은 일반적으로 NAT입니다.메탄으로도 알려진 우랄 가스, ch 4 . 이것은 암모니아 합성의 기본 과정을 설명합니다. 암모니아 합성 식물에서 다른 많은 단계가 발생합니다. 황 화합물은 산화 아연과 반응하여 천연 가스로부터 먼저 제거되며, 이는 황화 아연으로 형질 전환된다. 이것은 자유 메탄을 남기고 수소 가스를 생성하기 위해 몇 가지 더 많은 변형을 겪습니다.
사용 된 온도는 약 1482 ° F (400 ° C)입니다. 사용 된 압력은 반응에 최적의 것보다 작습니다. 안전상의 이유로 약 200 대기의 압력 (ATM)이 사용됩니다. 이러한 조건에서 수율은 약 10-20%입니다. 혼합물이 반응기를 떠날 때, 암모니아가 액체가되도록 냉각됩니다. 들어오는 가스를 가열하기 위해 열이 포획되어 재사용됩니다.
이 암모니아 합성 방법화학 반응 조건을 개발 한 Z Haber. 그는 1900 년대 초에 질소 함유 비료가 부족한 동안 그것을 개발했으며, 독일은 제 1 차 세계 대전에 대한 폭발물이 필요했기 때문에 현재 암모니아는 전 세계적으로 대규모로 생산되고 있습니다.
.반응의 수소를 만드는 대안적인 방법은 물의 전기 분해를 통한 것입니다. 전기 분해는 전기를 사용하여 화합물을 분해합니다. 이 경우 물은 수소와 산소로 분해됩니다. 이것은 수력 발전소의 전기 생산과 함께 이루어졌습니다. 1911 년까지, 물의 전기 분해는 암모니아의 합성을위한 수소를 제공하는 데 사용되었습니다.
일부 미생물은 공기에서 질소 가스를 사용하여 암모니아를 생산할 수 있습니다. 이 과정을 질소 고정 이라고합니다. 이 경우 촉매는 Nitrogenase 로 알려진 복잡한 효소이다. 이 과정을 수행하는 박테리아는 PEA P와 같은 콩과 식물의 뿌리에 산다Lants. 질소 고정은 많은 토양의 영양 상태를 크게 향상 시켰습니다.