Ammoniak
Referat über die Herstellung und Nutzung von Ammoniak
von Frieder Grießhammer – 2008
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
- Kunststoffe
- Farbstoffe
- Sprengstoffe
- Medikamente
- Pflanzenschutzmittel
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
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
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