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Die Ammoniaksynthese
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Die Ammoniaksynthese Das Haber-Bosch-Verfahren Ammoniak NH3 Siedepunkt: -33 C Stark riechendes, giftiges Gas Leichter als Luft Sehr gut wasserl slich Reagiert ... – PowerPoint PPT presentation
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Title: Die Ammoniaksynthese
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Die Ammoniaksynthese
- Das Haber-Bosch-Verfahren
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Ammoniak
- NH3
- Siedepunkt -33C
- Stark riechendes, giftiges Gas
- Leichter als Luft
- Sehr gut wasserlöslich
- Reagiert alkalisch
- Jährliche Produktion 120 Mio Tonnen
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Anwendungen von Ammoniak
- Hohe Verdampfungswärme Kühlschrank
- Ausgangsstoff für Synthese von
- Salpetersäure
- Sprengstoffe
- Medikamente
- Düngemittel
- Harnstoff
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Synthese von Ammoniak
- Aber wie stellt man Ammoniak her ?
/
?
Fritz Haber
Carl Bosch
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Synthese von Ammoniak
- Aus den Elementen Stickstoff und WasserstoffN2
3 H2 ?? 2 NH3 DH-92,5kJ/mol - Hin-Reaktion exotherm
- Erhöhung der Temperatur
- Beschleunigung des Erreichens des GGWs
- aber GGW verschiebt sich nach links
- Also bei möglichst tiefer Temperatur arbeiten
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Synthese von Ammoniak
- N2 3 H2 ?? 2 NH3 DH-92,5kJ/mol
- Die Zugabe eines Katalysators erhöht die
- Geschwindigkeit ohne das GGW zu
- Verschieben.
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Synthese von Ammoniak
- N2 3 H2 ?? 2 NH3 DH-92,5kJ/mol
- Erhöhung des Drucks
- Verschiebung des GGW nach rechts
- Also Die besten Bedingungen sind
- möglichst tiefe Temperatur (immerhin 500C)
- Hoher Druck
- Geeigneter Katalysator
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Die industrielle Herstellung
- 1913 in Ludwigshafen an der BASF
Experimentalaufbau zur Synthese von Ammoniak
Heute arbeiten allein in Ludwigshafen 34 150
Mitarbeiter der BASF
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Die industrielle Herstellung
- Erzeugung des Synthesegasgemischs N2 3 H2 ??
2 NH3 - Stickstoff ist der Hauptbestandteil der Luft, der
Sauerstoff muss noch entfernt werden - Wasserstoff muss durch Dampfspaltung von Methan
gewonnen werden
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Erzeugung des Synthesegasgemischs
- Herstellung von Wasserstoff
PrimärreformerCH4 H2O ? CO 3 H2
Sekundärreformer2 CH4 O2? 2 CO 4 H2(hier
wird der Sauerstoff aus der Luft entfernt)
KonvertiererCO H2O ?? CO2 H2
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Erzeugung des Synthesegasgemischs
- Am Ende dieses Prozesses ist also der Sauerstoff
aus der Luft entfernt worden und es liegt
folgendes Gasgemisch vor - Stickstoff
- Wasserstoff
- Kohlenstoffdioxid
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Erzeugung des Synthesegasgemischs
- Kohlenstoffdioxid wird mit K2CO3
ausgewaschenCO2 H2O K2CO3 ? 2 K(HCO3)2
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Synthese von Ammoniak
- Nun liegt das Synthesegasgemisch vor
- 1 Teil Stickstoff
- 3 Teile Wasserstoff
- N2 3 H2 ?? 2 NH3 DH-92,5kJ/mol
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Synthese von Ammoniak
- Das kalte Synthesegas wird durch Kompressoren auf
den Reaktionsdruck gebracht. - Die Reaktion ist exotherm es wird Wärme
freigesetzt. N2 3 H2 ?? 2 NH3
DH-92,5kJ/mol - Das heiße Gasgemisch erhitzt das Synthesegas auf
500C.
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Synthese von Ammoniak
Die Synthese wird im Kreislauf betrieben, das
gebildete Ammoniak wird abgekühlt, verflüssigt
und abgetrennt die Stoffe die nicht reagiert
haben werden erneut eingespeist.
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Synthese von Ammoniak
- Der Reaktor, in dem die Reaktion abläuft
produziert täglich 1500 Tonnen Ammoniak und ist
30 m hoch. - Moderne Reaktoren enthalten bis zu 100Tonnen
Katalysator.
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Zusammenfassung
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