Anzeige


Einzelnen Beitrag anzeigen
Alt 28.04.2005, 21:49   #3   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Help! Ammoniakproduktion!!

Haber-Bosch-Synthese:

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Das Haber-Bosch-Verfahren, benannt nach dessen Entwicklern Fritz Haber und Carl Bosch, dient der synthetischen Herstellung von Ammoniak aus den Elementen Stickstoff und Wasserstoff. Um die Reaktion technisch nutzbar zu machen, wird ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Stickstoff an einem Katalysator aus Eisen, ein so genannter Eisenoxidmisch-Katalysator aus Eisen(II/III)-Oxid Fe3O4, K2O, CaO, Al2O3 und SiO2 bei etwa 200 bar Druck und 500°C zur Reaktion gebracht.

Synthesebedingungen
Die optimalen Reaktionsparameter wurden bestimmt auf:
Druck: 200-300 bar
Temperatur: 400-500°C
Mengenverhältnis Stickstoff : Wasserstoff = 3 : 1
Verwendung eines Eisen(II/III)-Oxid Fe3O4, K2O, CaO, Al2O3 und SiO2 - Katalysators zur Reaktionsbeschleunigung

Durch den eingesetzten hohen Druck wird eine Verschiebung des chemischen Gleichgewichtes in Richtung des Ammoniaks erreicht. Dies ist nötig, um eine ausreichende Ausbeute zu erhalten und das Verfahren wirtschaftlich sinnvoll betreiben zu können.

Der Energieeintrag in die Reaktion (durch die hohe Temperatur erreicht) wird benötigt um die Aktivierungsenergie (trotz Katalysator noch hoch) der Reaktion wegen der Dreifachbindung des Stickstoffmoleküls zu überwinden. Die Ammoniaksynthese ist exotherm (-182,4kJ); die hohe Temperatur wirkt also der Synthese von Ammoniak entgegen und verringert deshalb die Ausbeute (Prinzip von Le Chatelier). Das Prinzip von Le Chatelier wird jedoch genutzt, in dem man das Ammoniak laufend aus dem Reaktionsprozess isoliert, entfernt und durch Frischgas ergänzt.

Der Volumenanteil NH3 im Gasgemisch beträgt rund 17,6 %.

Der für die Reaktion nötige Wasserstoff wird heute meist durch teilweise Oxidation von Erdgas erschlossen, der Stickstoff wird wie schon im ursprünglichen Verfahren direkt aus der Luft entnommen, wobei der störende Sauerstoff zunächst durch Oxidation mit Wasserstoff zu Wasser umgebildet und dann abgeschieden wurde, heute jedoch bei der Fraktionierung der flüssigen Luft abgetrennt wird.

Moderne Ammoniakanlagen erzeugen bereits mehr als 3000 Tonnen pro Tag in einer Produktionslinie.

Aufgrund der hohen Druck- und Temperaturverhältnisse bei der Synthese des Ammoniaks entfallen ca. 3 % des Weltenergieverbrauchs auf das Haber-Bosch-Verfahren.
  Mit Zitat antworten
 


Anzeige