slutrapport - Kemiteknik

Genom att utföra reaktionen katalytiskt kan aktiveringsenergin minskas signifikant (till 103kJ/mol med en järnbaserad katalysator) vilket leder till mer rimliga temperaturer på 250 – 400C. Många olika typer av katalysatorer har provats för ammoniaksyntesen, men denkommersiellt mest gångbara är metalliskt järn som promotas med aluminium- ochkaliumoxid. Promotorerna förhindrar sintring respektive fungerar som elektroniskpromotor.[49]En ”quench”-reaktor är en vanlig typ av reaktor för ammoniaktillverkning, där kall reaktantinjiceras mellan de adiabatiska bäddarna. Detta ger en sågtandad temperaturprofil överreaktorn och omsättningen vid enkel genomgång ligger på ca 25 – 35 %.[48]För att slutligen få ammoniaken i flytande form kondenseras den ut vid – 20 C och gasernaåtercirkuleras till reaktorn. Genom att hålla partialtrycket av vätgas och kvävgas (och därmedockså reaktionshastighet och jämviktsutbytet) högt är det viktigt att ta bort bildad ammoniakkontinuerligt. Problem med inerter såsom argon och metan finns också. För att undvikauppbyggnad inom systemet tas en liten mängd ammoniak ut från syntesloopen. Eventuellvätgas recirkuleras sedan för att återanvändas i ammoniakproduktionen.[48]3.4.3. KinetikKinetiken för ammoniakprocessen är relativt komplicerad men viktig att känna till för attkunna göra en så effektiv process som möjligt. Nedan följer några exempel på problematikmed jämviktsreaktionen:[49]Högt tryck för reaktionen åt höger (enligt Le Chatelieres princip) samtidigt som enhög koncentration av ammoniak i den återförda gasen motverkar det.Hög temperatur accelererar reaktionen men ger ett lägre värde för jämvikten vilketmotverkar bildningen.21