> Энциклопедический словарь Железнова, страница 1 > Аммиачная промышленность
Аммиачная промышленность
Аммиачная промышленность. Развитие А. п. за последние пятнадцать лет находится в тесной связи с возрастающей все более и более потребностью сельского хозяйства в азотных удобрительных туках. Хотя способ синтеза аммиака из газообразных водорода и азота выступил на арену позднее других синтетических методов получения связанного азота, однако в настоящее время прямой синтез аммиака дает уже около половины продукции синтетически связанного азот™. Если мы обратимся к распределению продукции связанного азота по способам производства (см. табл.), то убеждаемся, что синтетический аммиак приобретает в настоящее время все большее значение
Добыча азота (в тыс. токк)
Годы
192 .
1927 .
1928 .
1929 .
1930 .
з-
fig
В О
a 9
324,5
364,8
506.7 529,2
450.7
|
лэ |
о g о и | |
|
о» £ rt 5 >, Ь | ||
|
х о * а. к 2 *»■ в л Ф Q S я S. ° «а о |
1 н § | S o.g S |
о С О) о |
|
Сил |
м U «1 |
CQ |
|
350,1 |
712,8 |
1.387,4 |
|
391,7 |
794.8 |
1.451,3 |
|
421,8 |
1.019,2 |
1.947,7 |
|
440,5 |
1.392,7 |
2.362,4 |
|
410,3 |
1.384,6 |
2.248,0 |
Первый за rot для производства синтетич. аммиака в Оппау, в Германии, был постросп в 1913 г., а второй завод в Мврзобурго в 916 г. — Вплоть до 1922 г. вес развитие прямого оиптеза аммиака базировалось лишь ча увеличепип продукции этих двух германских заводов. Только с 1922 г. ппчипается развитие синтеза аммиака за пределами Германии; в послодпее десятилетие построены крупные заводы во Франции. Англии, ы попив и США. В Союзе ССР за последние годы построены н пущены в ход заводы вит. aV. в Чорноречьи (в 30 км от г. Горь-мго), в Борезпиках (Свердловская обл.), в Горловко (Донбасс) и в Бобриках (Московская обл.).
Синтез аммиака из водорода и азота •основывается на равновеспой рсакпии во схеме:
N2 -f 3I12^2NI1, + 22.000 Cal.
Хотя реакция и сопровождается выделением тепла и потому возможно было бы ожидать, что опа легко будет протекать при нормальной температуре, одпако, вследствие инертности азота, для завертеппя ее требуется повышенная температура и высокое давление, а для ускорения реакции наличие катализатора. Следующая таблица Ларсона характеризует процентное содерлсавио N11, в равновесии N, 4" 3II2J^2NH;l:
Давление в атмосферах
|
с° |
30 |
100 |
300 |
600 |
1.000 |
|
•00° |
67,65 |
81,65 |
89,94 |
95,37 |
98,29 |
|
>00° |
30,25 |
52,04 |
70,96 |
84,21 |
92,55 |
|
400° |
10,75 |
25,12 |
47,00 |
65,20 |
79,82 |
|
>00° |
3,49 |
10,61 |
26,44 |
42,15 |
57,47 |
|
6Ю° |
1,30 |
4,52 |
13,77 |
23,10 |
31,43 |
|
/и0° |
0,68 |
2,18 |
7,28 |
12,60 |
12,87 |
|
И до |
работы |
немецкого |
химика |
Габера | |
проблема синтеза аммиака .намечалась многими учеными (Лешательо, Пост), по только упориыо псслсдоваипя Габера привели к ер разрешению. При поддержке баденской анилино-сотовой фабрики и при участии инж. Боша удалось Габору осуществить этот синтез. Трудности проведения реакции сводились к подбору соотвот. аппаратуры, гак как реакция, по Габеру-Бошу, должна протекать под давлением 200 атм. и при темп. 550°; экзогермичиость реакции требовала тщательного регулирования термической сторопы процесса; кроме того, водород пря столь высоком давлении и температуре аиффупдируег через стенки аппаратуры, приготовленной из лучших сортов стали, при чем сталь стаповилась хрупкой и подверженной взрывам Затем, смесь водорода и азота должпа быть вполне чистой, свободной от кислорода, ссрпистых и мытьякови-<• гых соедипсиий, а равно и от следов оки
си углерода. Аппаратура для проведения синтеза аммиака была сконструирована Бошем так, что давление газов внутри коп-тактного сосуда уравновешивалось снаружи равным ему противоположным давленном подогреваемой смеси газов, нпТпетаемон в толстостонпын защитный металлический Футляр, в котором помотался собственно реакционный коптактный трубчатый сосуд. В результате мпогих своих опытов Габер остановился на катализаторе—металлическом железе с 4% окиси алюмипия. Исходным материалом у Габера служила смесь азота и водорода в стехиометрическом отношении (1: 3 по объему), получаемая из водяного и генераторного газов. Получающийся в количестве 5% NH3 поглощается водою под давлением 200 атм. Нопрорсагяропапшая смесь
Фиг. 1. Схема устаповки Габера-Бота: 1— печь, 2—коитактпая камера, 3—-электрический лагреватедь, 4 — защитный толстостопный железный кожух, 5—приток нового газа (N4-311), 6—циркуляционный насос, 7—холодильник, 8 — спуск кондопсироваппого аммиака.
Na и Н2 циркуляционным насосом обратно нагнетается в контактный сосуд с добавкой пового количества смеси походных газов взамеп образовавшегося аммиака. На рис. продставлопа схема устаповки по методу Габера-Боша в первоначальной конструкции, ирп чем аммиак не поглощается водою, а сгущаотся в жидкий аммиак путом охлаждения.
Кроме метода Габера-Боша, для сиптоза аммиака из элсмептов в промышленности применяется таюко несколько других методов, представляющих собою, в сущности, его видоизменения: 1) метод Казале — применяется давлепио до 750 атм.; 2) метод Клода — работают с давлеппем до 900 атм., при чем получается продукт с содержанием 25°/л N11,. Азот в установках Клода получается из жидкого воздуха, а водород — из газов коксовальных печей; 3) американская система (АПК)—применяется давление в
300 атм.; 4) способ Уде—давление до 100 атм. и т. д.
15 производстве синтетического аммиака играет громадную роль вопрос получения чистой смеси водорода и азота. Стоимость, непрерывность процесса и рентабельность метода находятся в большой зависимости от дешевизны, чистоты и доступности обоих газов. Источниками для получения водорода служат: коксовый газ, водяной газ, доменный газ и электролиз воды. Азот можно получить из жидкого воздуха.
Лиг.: /. Pascal, «Syntheses ct catalyses indnstriellcs», Paris, 1924; Фокин Л.% «Синтез аммиака», 1932, 2-ое изд.* Голочанин и Малярьвский, «Сиитез аммиака», 1929.
Е. Орлов.