help_outlineУсловие задачи
Реши задачу: Прочитай текст и рассмотри схему промышленного получения аммиака.
Промышленный синтез аммиака осуществляется по реакции Габера — Боша. Реакция идёт при высокой температуре (около 450−500°C) и давлении (15−30 МПа) в присутствии катализатора в виде губчатого железа.
Одним из крупнейших предприятий по производству аммиака в России является «Тольяттиазот» (г. Тольятти, Самарская область). Это один из крупнейших заводов в Европе: он ежегодно производит более 3 миллионов тонн аммиака. Производственные линии включают множество установок, каждая из которых имеет свою функцию.
ACP6115_ammonia_1_510510.svg
Соотнеси часть производства и его функцию.
Выбери варианты из списков.
Синтез аммиака из азота и водорода.
Повышение давления газовой смеси до 15−30 МПа.
Конденсация аммиака из продуктов реакции.
Отделение аммиака от прореагировавших газов.
lightbulbКраткий ответ
В промышленном синтезе аммиака ключевые этапы включают синтез в колонне, повышение давления турбокомпрессором и конденсацию аммиака в холодильнике. Высокое давление и катализатор обеспечивают эффективное производство.
Для выполнения этого задания необходимо соотнести основные аппараты промышленной схемы синтеза аммиака с их функциями. Ниже представлено решение, оформленное для записи в тетрадь.
Функции частей производства аммиака:
1. Колонна синтеза:
Синтез аммиака из азота и водорода.
В этом аппарате происходит химическая реакция при температуре \( 450-500^\circ C \) и в присутствии катализатора:
\[ N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3 + Q \]
2. Турбокомпрессор:
Повышение давления газовой смеси до \( 15-30 \) МПа.
Высокое давление необходимо для смещения равновесия в сторону образования аммиака и увеличения скорости реакции.
3. Холодильник (теплообменник):
Конденсация аммиака из продуктов реакции.
При охлаждении газовой смеси аммиак переходит в жидкое состояние, в то время как азот и водород остаются газами.
4. Сепаратор:
Отделение аммиака от непрореагировавших газов.
Жидкий аммиак собирается в нижней части аппарата, а непрореагировавшая азотно-водородная смесь возвращается в цикл производства (рециркуляция).
Россия занимает лидирующие позиции в мире по производству минеральных удобрений, и такие предприятия, как «Тольяттиазот», обеспечивают продовольственную безопасность не только нашей страны, но и многих других государств, демонстрируя мощь отечественной химической промышленности.
