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窒素ガスと水素を組み合わせてアンモニアを形成するプロセスは何ですか?

窒素ガスと水素を組み合わせてアンモニアを形成するプロセスは、 haber-boschプロセスと呼ばれます。 。これは、肥料やその他の製品の重要な成分である世界のアンモニアの大部分を生産する重要な産業プロセスです。プロセスの内訳は次のとおりです。

1。原材料:

* 窒素(N2): 約78%の窒素である空気から得られます。

* 水素(H2): 通常、天然ガスから蒸気の改質を通じて生成されます。これは、メタンを蒸気と反応させるプロセスです。

2。反応条件:

* 高圧: 通常、約200の大気(ATM)。

* 高温: 摂氏約400〜500度(華氏752-932度)。

* 触媒: 酸化鉄(Fe3O4)が少量の酸化カリウム(K2O)と酸化アルミニウム(Al2O3)を含む反応を促進します。

3。反応:

窒素と水素の間の反応は、次の方程式で表されます。

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n2(g) + 3h2(g)⇌2nh3(g)

`` `

*反応は可逆的であるため、両方向に進むことができます。

*高圧および温度条件下では、反応は右に移動し、アンモニアの形成を支持します。

*触媒は反応速度を高速化しますが、平衡位置には影響しません。

4。アンモニア分離:

*アンモニアガスが冷却され、液化します。

*液体アンモニアは、未反応の窒素および水素ガスから分離されます。

*未反応のガスは反応室に戻されます。

5。製品:

最終製品は液体アンモニアで、さまざまな用途のために保管および輸送されます。

キーポイント:

* Haber-Boschプロセスはエネルギー集約型プロセスであり、加熱と圧縮にかなりの量のエネルギーが必要です。

*毎年数百万トンのアンモニアを生産する責任があります。

*アンモニアは、世界の食料生産に寄与する肥料を生産するために不可欠です。

環境上の考慮事項:

* Haber-Boschプロセスは、その高エネルギー消費と温室効果ガスの生産により、環境に大きな影響を与えます。

*プロセスの効率を改善し、アンモニア生産の代替方法を開発する努力が進行中です。

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