Los principales pasos para producir amoníaco sintético a partir de carbón son los siguientes:
1. Secado del carbón en primer lugar, se seca el carbón crudo para eliminar la humedad. Esto se puede lograr mediante métodos como el calor o el uso de productos químicos. El carbón seco es más susceptible a reacciones químicas posteriores.
2. Gasificación del carbón. La gasificación del carbón es un paso clave en el proceso de producción de amoniaco a partir del carbón. Durante la gasificación del carbón, el carbón reacciona con el oxígeno y el vapor de agua a altas temperaturas para producir gases como monóxido de carbono, hidrógeno y metano. Estos gases son materias primas importantes para la síntesis de amoníaco.
3. Purificación de gases. El gas generado durante la gasificación del carbón puede contener diversas impurezas, como sulfuro de hidrógeno, amoniaco, benceno, etc. Para evitar que estas impurezas envenenen el catalizador de síntesis de amoníaco, es necesario purificar el gas. El proceso de purificación se puede lograr mediante diversas reacciones químicas y métodos de separación física.
4. Conversión de monóxido de carbono En la producción de amoníaco sintético, el gas crudo producido por diversos métodos contiene CO y su fracción de volumen es generalmente del 12% al 40%. Para cumplir con los requisitos de la síntesis de amoníaco, es necesario convertir el monóxido de carbono en gas amoníaco. Este proceso se llama cambio de monóxido de carbono. La conversión de monóxido de carbono se realiza en condiciones de alta temperatura y alta presión y requiere el uso de un catalizador.
5. Durante el proceso de desulfuración y descarbonización, se producirá una cierta cantidad de sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono durante la gasificación del carbón y la conversión de monóxido de carbono. Estas sustancias se acumularán en el catalizador de síntesis de amoníaco, provocando el envenenamiento del catalizador. Por lo tanto, es necesario eliminarlo antes de entrar en el proceso de síntesis. El proceso de desulfuración y descarbonización se puede lograr mediante diversas reacciones químicas y métodos de separación física.
6. Proceso de refinación del gas. Antes de que el gas crudo entre al proceso de síntesis, el gas crudo debe pasar por una purificación final, es decir, el proceso de refinación. El proceso de refinación consiste principalmente en eliminar trazas de impurezas en el gas, como oxígeno, nitrógeno, etc., para mejorar la pureza y el rendimiento del amoníaco sintético. El proceso de refinación se puede lograr mediante diversas reacciones químicas y métodos de separación física.
7. Síntesis de amoníaco, el gas puro después de los pasos anteriores se procesa en la torre de síntesis para la reacción de síntesis de amoníaco. En la torre de síntesis, el nitrógeno y el hidrógeno reaccionan en condiciones de alta temperatura y alta presión mediante la acción de un catalizador para generar amoníaco. Después de enfriar y separar el gas amoníaco, se obtiene el producto final: amoníaco.
El conocimiento relevante de la síntesis de amoníaco es el siguiente:
1. La reacción de síntesis de amoníaco es una reacción exotérmica y también es una reacción de reducción de entropía en la que disminuye la cantidad de sustancias gaseosas. disminuye, por lo que la temperatura disminuye y la presión aumenta. Esto ayudará a cambiar el equilibrio químico hacia la producción de amoníaco.
2. El amoníaco sintético se refiere al amoníaco sintetizado directamente a partir de nitrógeno e hidrógeno en presencia de alta temperatura, alta presión y catalizador. Es un proceso químico inorgánico básico. En la industria química moderna, el amoníaco es la principal materia prima para la industria de fertilizantes y productos químicos orgánicos básicos.
3. La industria del amoníaco sintético se formó a principios del siglo XX. Comenzó a utilizar el amoníaco como materia prima para la industria de explosivos al servicio de la guerra. servir a la agricultura y la industria.