Ammoniak

Referat über die Herstellung und Nutzung von Ammoniak

von Frieder Grießhammer – 2008

CC 2.0 by-nc-sa

Was ist Ammoniak?

Definition

Ammoniak ist ein stark stechend riechendes, farbloses und giftiges Gas, das zu Tränen reizt und erstickend wirkt.

Schmelzpunkt: -77,7°C

Siedepunkt: -33°C

Es ist amphoter, kann also als Base und als Säure reagieren:
NH3 + NH3 → NH4+ + NH2-

Verwendung

Ammoniak kann sehr vielseitig angewendet werden. 75% der weltweiten Produktion werden zu Düngemittel weiterverarbeitet. Weiterhin dient es als Basis für

Deutschlandweit werden jährlich bis zu 2,5 Millionen Tonnen Ammoniak produziert.

Verfahren für die Herstellung

Kalkstickstoffverfahren nach Rothe-Frank-Caro

CaCN2 + 3H2O → CaCO3 + 2NH3

Hydrolyse von Nitriden nach Serpek

2AlN + 3H2O → Al2O3 + 2NH3

Reduktion von Stickstoffmonoxid und Wasserstoff

2NO + 5H2 → 2NH3 + 2H2O

Herauslösen des Ammoniaks aus Salmiaksalz mit Natronlauge

2NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl

Haber - Bosch - Verfahren

3H2 + N2 → 2NH3

Synthesegase:

N2: Aus der Luft
H2: Aus Methangas (CH4) und Wasserdampf

Schematische Darstellung

Schema

Reaktionen

Primärreformer: CH4 + H2O → CO + 3H2
Sekundärreformer: 2CH4 + O2 + 4N2 → 2CO + 4H2 + 4N2

Verhältnis H2 zu N2 = 3:1

Konvertierung: CO + H2O → CO2 + H2


Gesamtgleichung:

8N2 + 2O2 + 10H2O + 7CH4 → 8N2 + 24H2 + 7CO2

Technische Umsetzung

Schwierigkeiten:


Katalysator: Eisen mit Tonerde

Synthesereaktor: Einleiten des Gasstroms in den Reaktor, Kessel in Wickelbauweise, Chrom-Molybdän-Stahl zum Kesselbau
Ausbeute in Abhängigkeit zur Temperatur und dem Druck

Fritz Haber & Carl Bosch

Fritz Haber

1868 - 1934
Entwickelte den grundlegenden Vorgang für dieses Verfahren
Nobelpreis für Chemie 1918

Carl Bosch

1874 - 1940
Setzte die Theorien Habers für den großtechnischen Vorgang um
Nobelpreis für Chemie 1931

Am 9. September 1913 setzte die BASF das Verfahren als erste in die Praxis um.

Danke