slutrapport - Kemiteknik

Det bildade vattnet torkas sedan bort.Man skulle också kunna tänka sig att använda ett vanligt absorptionstorn för motsvarandeprocess, men då anläggningen som beaktas är så pass liten anses ett PSA-system vara bättre.[45, 46, 47]3.4. Ammoniaksyntes3.4.1. Allmän informationSyntesen av ammoniak sker enligt stökiometrin som kan ses i reaktionsformel (3.4.1.1).(3.4.1.1)där H = -46.11 kJ/kmol och S = -99.381 kJ/(K kmol) vid 25 C. Reaktionen är en exotermtreversibel jämvikt. [48]Syntesen av ammoniak sker vid temperaturer i området 350 – 550 C och utbytet påverkas avtrycket enligt Le Chateliers princip där reaktionen vill gå åt höger med högre tryck. Man harkommersiellt testat att köra fabriker vid tryck från 80 – 400 bar, men idag ligger tryckentypiskt på 150 – 250 bar.Den mest använda katalysatorn är en typ av järnkatalysator och tillverkas från magnetit(Fe 3 O 4 ). I dag finns också processer som använder en typ av ruteniumkatalysator (se avsnittetom framtid för ammoniaktillverkning).[48]3.5.2. SyntesenDen önskade reaktionen vid bildandet av ammoniak är, som tidigare nämnts, reaktion(3.4.1.1).[48]Reaktionen som får väte och kväve att reagera och bilda ammoniak är en exoterm process,vilket i många fall innebär att den borde kunna ske spontant. Så är inte fallet vid tillverkningav ammoniak då kväve har en mycket hög dissociationsenergi (941 kJ/mol). Initiering av enhomogen ammoniakreaktion kräver någonstans mellan 230 – 420 kJ/mol vilket motsvarartemperaturer på ca 500 – 900 C om energin kommer från en ren värmekälla. Tyvärr ärutbytet vid dessa temperaturer och industriellt gångbara tryck väldigt litet eftersomammoniakjämvikten är ofördelaktig vid just dessa betingelser. Man kan få reaktionen att skespontant, men då krävs tryck på 2 000 bar vilket inte är möjligt med dagens utrustning.[49]Det finns andra möjligheter att tvinga fram en reaktion mellan kväve och väte. Dessainnehåller då tillförsel av jonisk strålning och elektricitet. Problemet med dessa varianter är attenergin som tillförs endast är användbar för bildning av just ammoniak och mycket avges somoönskad värme eller strålning.[49]20