kỹ thuật sản xuất amoniac

kỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniackỹ thuật sản xuất amoniac

ĐỀ TÀI 2

KỸ THUẬT SẢN XUẤT AMONIAC

Giảng Viên: Nguyễn Kính

SV thực hiện : Nhóm 2

TIỂU LUẬN MÔN HÓA KỸ THUẬT ĐẠI CƯƠNG

Mục đích chính của đề tài là giới thiệu một số phương pháp sản xuất NH3, ngoài ra còn cung cấp một

số thông tin về lịch sử phát hiện, tính chất của NH3; ứng dụng,nguyên liệu và hướng phát triển sau này.

Amoniac và các hợp chất của nó có thể dùng để sản xuất phân bón, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, dược

phẩm và nhiều hợp chất khác vì thế tìm ra phương pháp tổng hợp tối ưu sẽ có rất nhiều lợi ích.

NH3

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Lịch sử phát hiện

Người Roma xưa đã tìm thấy muối amoni clorua tại đền thờ thần Jupiter tại xứ Libi cổ và gọi muối đó là “ muối Amun”

Vào Thế kỷ thứ 8, các nhà giả kim thuật Arập đã biết đến muối ammoniac

Sau đó vào Thế kỷ 13, Geber (Jabir ibn Hayyan) và các nhà giả kim thuật châu Âu cũng nhắc đến tên muối này

Vào thời kỳ Trung thế kỷ, những người thợ nhuộm đã biết dùng muối ammoniac (còn được gọi là nước tiểu lên men)

để làm đổi màu các loại thuốc nhuộm có nguồn gốc thảo mộc

Lịch sử của NH3

Thế kỷ 15, Basilius Valentinus đã chỉ ra rằng có thể thu được amoniac bằng cách cho kiềm tác dụng với muối ammoniac

Năm 1774 amoniac dạng khí do Joseph Priestley được phân lập và được ông đặt tên là “không khí kiềm”

11 năm sau, Claude Louis Berthollet đã xác định được thành phần phân tử của amoniac là NH3

Năm 1909 Fritz Haber và Carl Bosch là những người phát hiện quy trình sản xuất amoniac

TỔNG QUAN VỀ NH3

Danh pháp IUPAC Ammonia

 Biểu hiện chất khí, không màu,mùi khai,độc

Tính chất vật lý

TỔNG QUAN VỀ NH3

Do NH3 lỏng có entalpy (nhiệt bay hơi) ∆H thay đổi lớn (23,35kJ/mol) nên chất này được dung làm môi chất làm lạnh.

NH3 lỏng là một dung môi hòa tan tốt nhiều chất và là một trong những dung môi ion hóa không nước quan trong nhất Nó

có thể hòa tan các kim loại kiềm, kiềm thổ và một số kim loại đất hiếm để tạo ra các dung dịch kim loại (có màu), dẫn điện và

có chứa các electron solvat hóa

Độ hòa tan trong nước g/100g H2O 89,9 (00C ), 60 (ở 150C) 7,4 (1000C)

Độ tan của NH3 khí trong 100ml nước 700 lít ( 200C )

Một số tính chất đặc trưng của NH3

NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT AMONIAC

Không khí chứa 78% N2, 21% O2, 0,9% Ar và một ít các khí như CO2, H2, He, Ne, Xe.

Bằng phương pháp hóa lỏng không khí ở P = 50atm, t = -140oC và dựa vào nhiệt độ sôi của các khí ta có thể tách riêng từng loại khí

Khí Nhiệt độ nóng chảy

oC

Nhiệt độ oC Áp suất (atm)

ĐIỀU CHẾ H2

Chuyển hóa khí mêtan hoặc đồng đẳng mêtan

 Cho metan tác dụng với hơi nước, CO2, O2 ở nhiệt độ cao từ 800 – 1100oC với xúc tác Niken mang trên nhôm oxit hoặc magie oxit CH4 + H2O = CO + 3H2 - 206 KJ

Trong công nghiệp người ta điều chế hỗn hợp N2 và H2 bằng phương pháp chuyển hóa:

SƠ ĐỒ QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ

Khử tro bụi và dầu

LÀM SẠCH KHÍ NGUYÊN LIỆU N2 VÀ H2

Hấp thụ H2S bằng phương pháp hóa học khô: hỗn hợp hấp thụ gồm sắt hydroxyt, một ít mạt cưa + CaO PTPU:

Hấp thụ: Fe2O3.xH2O + 3H2S = Fe2S3.xH2O + 3H2O

Tái sinh chất hấp thụ: Fe2S3.xH2O + 3/2O2 = Fe2O3.xH2O + 3S

Tổng quát: H2S + O2 = H2O + S

Hấp thụ H2S bằng phương pháp hóa học ướt: dùng dung dịch muối asenic trong môi trường kiềm để hấp thụ H2S PTPU:

Hấp thụ: Na4As2S5O2 + H2S = Na4As2S6O + H2O

Tái sinh chất hấp thụ: Na4As2S6O + 1/2O2 = Na4As2S5O2 + S

Hoặc: sử dụng dung dịch mono, đi, trietanolamin hay sufolan C4H8S2

Phản ứng của monoetanolamin ở 20-40oC: 2RNH2 + H2S = (RNH3)2S

(RNH3)2S + H2S = 2RNH3HS

 Hấp thụ H2S

Tách CO2 bằng dung dịch kiềm etanolamin.

Phương trình hấp thụ CO2:

RNH2 + H2O + CO2 = (RNH3)2CO3

RNH2 + H2O + CO2 = RNH3HCO3

Đun nóng để giải hấp CO2

LÀM SẠCH KHÍ NGUYÊN LIỆU N2 VÀ H2

Tách CO: dùng phức đồng Cu và NH3 ở áp suất cao (120 – 300 atm); nhiệt độ thấp hơn 25oC

[Cu(NH3)n]OOCCH3 + CO = [Cu(NH3)nCO]OOCCH3

Dung dịch trên được tái sinh ở áp suất thường, 77 – 79oC

Hoặc có thể làm sạch CO bằng cách hydro hóa có xúc tác Ni/Cr ở nhiệt độ 150oC, áp suất 3 atm:

CO + 3H2 = CH4 + H2O

Hỗn hợp N2 &H2 đi vào

Do đó, nếu tăng áp suất và giảm nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng sản phẩm NH3

Với C’ là % NH3 trong hỗn hợp N2 –H2

8. Bộ phận trao đổi nhiệt

Cơ cấu của tháp bền vững,an toàn và làm việc lâu dài do đó cần thép chế tạo có yêu cầu kĩ

thuật cao.

Tháp tổng hợp amoniac dưới áp suất trung bình