وبسایت گروه سوناسازان Art Persian building sauna فن و هنر ایران زمین www.healthsauna.ir
 
 
WWW.HEALTHSAUNA.IR
پیغام مدیر :
با سلام خدمت شما بازديدكننده گرامي ، به سایت گروه سوناسازان خوش آمدید جهت تماس با ما به شماره 09123240237 تماس بفرمایید . لطفا براي هرچه بهتر شدن مطالب اين وب سایت ، ما را از نظرات و پيشنهادات خود آگاه سازيد و به ما را در بهتر شدن كيفيت مطالب ياري کنید.
 
 
تولید آمونیاک
نوشته شده در سه‌شنبه ٢۸ شهریور ۱۳٩۱
ساعت : ٢:٥٥ ‎ب.ظ
نویسنده : { فربد حیدری } Farbod Heidari
نظرات

تولید آمونیاک

 

 

 

 

 

 


ویرایش 0 0 48 ...
Burrup_Fertilizers'_plant. JPG
کود گیاهی است که می تواند به تولید 760.000 تن / سال آمونیاک بی آب

امکانات تولید آمونیاک پایه آمونیاک مایع بدون آب عمدتا در تهیه کود نیتروژن قابل استفاده برای تولید محصولات کشاورزی استفاده می شود. آمونیاک یکی از فراوان ترین مواد شیمیایی تولید معدنی است. به معنای واقعی کلمه وجود دارد ده ها تن از گیاهان تولید آمونیاک در مقیاس بزرگ در سراسر جهان صنعتی، که برخی از آنها تا آنجا که 2،000 تا 3،000 تن در روز آمونیاک بی آب به صورت مایع تولید می باشد. تولید در سراسر جهان در سال 2006 122،000،000 تن بود. [1] چین 32.0٪ از تولید در سراسر جهان با 8.9 درصد، روسیه با 8.2٪، و ایالات متحده آمریکا با 6.5٪ هند. بدون تولید عظیم، کشاورزی وابسته به تمدن ما با چالش های جدی مواجه است.
تاریخ
کاهش اسید نیتروژن و نیترات با هیدروژن، قبل از شروع جنگ جهانی اول، بیشتر آمونیاک تقطیر خشک گیاهی نیتروژنی و محصولات حیوانی به دست آمده بود و تجزیه نمک آمونیوم] S هیدروکسیدهای قلیایی و یا اهک، نمک به طور کلی استفاده از آمونیوم کلرید (SAL آمونیاک).

فرایند هابر (Haber) است، که تولید آمونیاک با ترکیب هیدروژن و نیتروژن، برای اولین بار توسط فریتز هابر در سال 1908 به ثبت رسید. در سال 1910، کارل بوش، در حالی که کار برای شرکت آلمانی شیمیایی BASF، با موفقیت تجاری روند و امن اختراع ثبت شده بیشتر است. برای اولین بار در مقیاس صنعتی بود که توسط آلمانی ها در جنگ جهانی اول از آن زمان به بعد استفاده می شود، این فرآیند شده است که اغلب به عنوان "فرایند هابر و بوش" نامیده می شود.
فرآیند تولید مدرن
معمولی آمونیاک تولید مدرن اولین کارخانه تبدیل گاز طبیعی (به عنوان مثال، متان) و یا LPG
بخار Methane_Reformer.png
بلوک نمودار جریان از فرایند سنتز آمونیاک

(گاز نفتی مایع مانند پروپان و بوتان) و یا نفت نفتا را به گاز
هیدروژن است. این روش برای تولید هیدروژن از هیدروکربن ها به عنوان "بخار" نامیده می شود. [2] [3] [4] [5] هیدروژن است و سپس با نیتروژن ترکیب شده تولید آمونیاک است. [6] [7]

شروع با مواد خام گاز طبیعی، فرآیندهای مورد استفاده در تولید هیدروژن عبارتند از:

    اولین گام در این روند است، برای حذف ترکیبات گوگرد از مواد خام به دلیل گوگرد غیرفعال سازی کاتالیزور مورد استفاده در مراحل بعدی است. حذف گوگرد نیاز به هیدروژناسیون کاتالیستی برای تبدیل ترکیبات آلی گوگرد (RSH) در مواد خام به گاز سولفید هیدروژن (H2S):
        H2 + RSH → RH + H2S (گاز)
    سولفید هیدروژن گازی است و سپس از طریق یک راکتور حاوی اکسید روی (اکسید روی) است که در آن تبدیل به جامد سولفید روی (ZnS) در فرایند دسته ای (به عنوان مثال، هنگامی که allof اکسید روی سولفید روی تبدیل شده است به تصویب، آن را برداشته و جایگزین شده با اکسید روی تازه):
        H2S + اکسید روی → ZnS + H2O
    بخار اصلاح کاتالیستی متان عاری از گوگرد (CH4) مواد اولیه است و سپس مورد استفاده قرار گیرد برای تشکیل مونواکسید کربن (CO) به همراه هیدروژن (H2):
        CH4 + H2O → CO + 3H2
    گام بعدی پس از آن استفاده از SHIFT تبدیل کاتالیزوری برای تبدیل مونوکسید کربن به دی اکسید کربن (CO2) و هیدروژن:
        CO + H2O → CO2 + H2
    دی اکسید کربن است و سپس هر دو با جذب در راه حل های ethanolamine آبی و یا توسط جذب در مکش نوسان فشار (PSA) با استفاده از رسانه های اختصاصی جامد جذب حذف شده است.
    مرحله نهایی در تولید هیدروژن به استفاده از methanation کاتالیستی برای حذف باقی مانده هر مقدار کوچکی از مونوکسید کربن و دی اکسید کربن از هیدروژن را با تبدیل آنها به متان:
        CO + 3H2 → CH4 + H2O
        CO2 + 4H2 → CH4 +2 H2O


برای تولید محصول نهایی مورد نظر آمونیاک، هیدروژن است و سپس catalytically با نیتروژن (N2) مشتق شده از هوا فرآیند به شکل آمونیاک مایع بدون آب (NH3) واکنش نشان دادند. این مرحله به عنوان "حلقه سنتز آمونیاک" (همچنین به عنوان فرآیند هابر بوش نامیده می شود) شناخته شده است:

        3H2 + N2 → 2NH3


نیتروژن مورد نیاز برای فرآیند هابر بوش است در هر یک از این دو راه به دست می آید:

    مبدل کاتالیستی بخار دارد در دو بخش اصلی اصلاح طلب و اصلاح طلب ثانویه. با مقدمه ای از هوا به داخل مبدل ثانویه، هوا واکنش نشان داده و با برخی از هیدروژن تولید شده در مبدل اولیه برای تشکیل نیتروژن و آب: [8]
        H2 + هوا → N2 + H2O
    توسط تقطیر در دمای پایین هوا


مراحل با بخار اصلاح، تغییر تبدیل، کربن حذف دی اکسید و methanation هر فعالیت در فشار مطلق در حدود 25 تا 35 بار، و حلقه سنتز آمونیاک عمل در فشار مطلق اعم از 60 تا 180 نوار بسته است که بر اساس آن طراحی اختصاصی استفاده می شود. مهندسی و بسیاری از شرکت های ساختمانی که ارائه طرح های اختصاصی برای گیاهان سنتز آمونیاک وجود دارد. Haldor Topsoe دانمارک، Technip فرانسه، Uhde جیامبیایچ آلمان، و کلوگ براون و ریشه ایالات متحده در میان با تجربه ترین شرکت ها در این زمینه هستند.
استفاده از آمونیاک
حدود 80٪ یا بیشتر از آمونیاک تولید برای لقاح محصولات کشاورزی در فرم آمونیاک آبی (آبی محلول آمونیاک)، سولفات آمونیوم (NH4) 2SO4، فسفات آمونیوم (NH4) 3PO4، نیترات آمونیوم NH4NO3 و اوره (NH2 مورد استفاده قرار می گیرد ) 2CO. برخی از آمونیاک مایع بدون آب نیز به طور مستقیم به عنوان کود استفاده می شود.

آمونیاک نیز استفاده می شود:

    تولید اسید نیتریک (HNO3)
    ساخت پلی آمید نایلون و سایر
    مبرد در سیستم های خانگی، تجاری و صنعتی تبرید
    ساخت رنگ
    ساخت مواد منفجره
    تمیز کردن راه حل

نگرانی های ایمنی با آمونیاک
نگرانی های مربوط به ایمنی با آمونیاک بدون آب و با راه حل های آبی آمونیاک وجود دارد. این یک محرک تنفسی است که یک ماده شیمیایی بسیار خطرناک است. [9] انتشار می تواند از طریق یک تصادف ساده صنعتی و حمل و نقل، انتشار عمدی ناشی از تروریست ها، یا با دست زدن به نادرست توسط کسانی که با استفاده از آن در سنتز غیرقانونی از متآمفتامین است.

مخازن ذخیره سازی در مزارع برای توزیع آمونیاک به عنوان کود استفاده می شود به عنوان پرستار'''' مخازن و حاوی حدود £ 2500 (1134 کیلوگرم) آمونیاک بی آب است، به طوری که هر مزرعه با چهار تانک پرستار یا بیشتر نیاز به ارزیابی ایمنی آن است. در واقع، آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (US EPA) اجباری عملکرد "تجزیه و تحلیل نتیجه متشکرم" (OCA) به عنوان بخشی از "طرح مدیریت ریسک (RMP) الزامات مورد نیاز برای هر مرکز که بیش از 10،000 پوند (4536 کیلوگرم ذخیره ) آمونیاک بی آب مایع یا 20،000 پوند (9072 کیلوگرم) را از راه حل های آبی آمونیاک است. [10] الزامات RMP برای سیستم های تبرید آمونیاک و یا هر امکانات دیگر ذخیره سازی آمونیاک و همچنین مزارع اعمال می شود. ایالات متحده مدیریت ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) شرایط بسیار مشابه به عنوان بخشی از "مدیریت ایمنی فرآیند (PSM) مقررات برای مواد شیمیایی خطرناک را موظف کرده است. [11]

در حمل و نقل، ظروف آمونیاک باید پلاکارد مناسب مواد خطرناک و داشته باشد، در صورتی که مقدار آستانه مربوط است بیش از حد، ممکن است تدابیر حفاظتی اضافی مانند گزارش حمل و نقل به خدمات نظارت بر صنعت مانند CHEMTREC [12] و یا سازمان های محلی اضافی نیاز است. محدودیت در حمل و نقل مواد خطرناک را از طریق تونل ها، یا شاید خیابان در مناطق با تراکم بالا ممکن است وجود داشته باشد.

وزارت امنیت داخلی (DHS)، با اشاره به نگرانی عمده خود را به عنوان آزادی سمی، لیست آمونیاک بی آب، یا مخلوط حاوی حداقل 1 درصد آمونیاک، هنگامی که در مقادیر از 10،000 پوند یا بیشتر ذخیره می شود، به عنوان یک ماده شیمیایی بهره می افتد، که در زیر خطر برای ضد تروریسم شیمیایی تسهیلات استاندارد (CFATS) مقررات و ارشاد است. [13] سازمان که به فروشگاه و یا حمل و نقل بیش از مقدار آستانه از 10،000 پوند، و یا بر این باورند که در معرض خطر بالاتر از حد طبیعی است، باید ارزیابی امنیتی شیمیایی استفاده ابزار. [14]

EPA ایالات متحده صادر کرده است سند پادمان اضافی، با تاکید ویژه بر سرقت از آمونیاک است. [15]
اعتبار تصویر
اعتباری برای عکس در بند آغازین از این مقاله است: © حسن نیت ارائه میدهد از Burrup Fertilisers Pty آموزشی ویبولیتین نمودار شماتیک در این مقاله توسط میلتون Beychok ایجاد شد و در را به مالکیت عمومی منتشر شد.
منابع

    ^ ایالات متحده نشریه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی
    ^ گری ماکسول (2004)، محصولات نیتروژن مصنوعی: راهنمای عملی برای محصولات و فرآیندها، 1st نسخه، انتشارات اسپرینگر، ISBN 0-306-48225-8
    ^ ساموئل Strelzoff (1987)، تکنولوژی و ساخت آمونیاک، Krieger انتشارات، ISBN 0-89464-250-2}
    ^ مارتین Twygg V. (1989)، کاتالیست کتاب، 2nd نسخه، انتشارات دانشگاه آکسفورد، ISBN 1-874545-36-7
    ^ تدوین: جان J. Mcketta (1993)، مواد شیمیایی و پردازش کتاب، 1st نسخه، پرس CRC، ISBN 0-8247-8701-3
    ^ تدوین: JR جنینگز (1991)، سنتز آمونیاک کاتالیستی، 1st نسخه، انتشارات اسپرینگر، ISBN 0-306-43628-0
    ^ سامی مطر و لوئیس F. هچ (2001)، شیمی فرآیندهای پتروشیمی، نسخه 2، خلیج انتشارات، ISBN 0-8841-5315-0
    ^ نگاه کنید به منابع 5 و 6 فوق
    ^ NIOSH راهنمای جیبی خطرات شیمیایی
    ^ برنامه مدیریت ریسک (از وب سایت از EPA ایالات متحده)
    ^ فرآیند مدیریت ایمنی مواد شیمیایی بسیار خطرناک (از وب سایت از ایالات متحده OSHA)
    ^ CHEMTREC: 24 ساعته مرکز ارتباطات HAZMAT
    ^ فدرال ثبت نام (20 نوامبر 2007) قسمت دوم، وزارت امنیت داخلی، 6 CFR قسمت 27 ضمیمه به تاسیسات شیمیایی ضد تروریسم استانداردها، قانون نهایی
    ^ شیمی امنیتی ابزار ارزیابی (از وب سایت وزارت امنیت داخلی ایالات متحده آمریکا
    ^ سرقت آمونیاک بدون آب (از وب سایت از EPA ایالات متحده)

 

منبع + متن اصلی به زبان اصلی

 

Ammonia production

Edit 0 0 48…

Burrup_Fertilizers'_plant.jpg

Fertilizer plant that can produce 760,000 tonnes/year of anhydrous ammonia

 

Ammonia production facilities provide the base anhydrous liquid ammonia used predominantly in fertilizers supplying usable nitrogen for agricultural productivity. Ammonia is one of the most abundantly-produced inorganic chemicals. There are literally dozens of large-scale ammonia production plants throughout the industrial world, some of which produce as much as 2,000 to 3,000 tons per day of anhydrous ammonia in liquid form. The worldwide production in 2006 was 122,000,000 metric tons.[1] China produced 32.0% of the worldwide production followed by India with 8.9%, Russia with 8.2%, and the United States with 6.5%. Without such massive production, our agriculturally-dependent civilization would face serious challenges.

History

Before the start of World War I, most ammonia was obtained by the dry distillation of nitrogenous vegetable and animal products; the reduction of nitrous acid and nitrites with hydrogen; and the decomposition of ammonium salt]s by alkaline hydroxides or by quicklime, the salt most generally used being the ammonium chloride (sal-ammoniac).

 

The Haber process, which is the production of ammonia by combining hydrogen and nitrogen, was first patented by Fritz Haber in 1908. In 1910, Carl Bosch, while working for the German chemical company BASF, successfully commercialized the process and secured further patents. It was first used on an industrial scale by the Germans during World War I. Since then, the process has often been referred to as the "Haber-Bosch process".

Modern production process

A typical modern ammonia-producing plant first converts natural gas (i.e., methane) or LPG

Steam-Methane_Reformer.png

Block-flow diagram of ammonia synthesis process

 

(liquified petroleum gases such as propane and butane) or petroleum naphtha into gaseous

hydrogen. The method for producing hydrogen from hydrocarbons is referred to as "steam reforming".[2] [3] [4] [5] The hydrogen is then combined with nitrogen to produce ammonia.[6] [7]

 

Starting with a natural gas feedstock, the processes used in producing the hydrogen are:

 

The first step in the process is to remove sulfur compounds from the feedstock because sulfur deactivates the catalysts used in subsequent steps. Sulfur removal requires catalytic hydrogenation to convert organic sulfur compounds (RSH) in the feedstocks to gaseous hydrogen sulfide (H2S):

H2 + RSH → RH + H2S (gas)

The gaseous hydrogen sulfide is then passed through a reactor containing zinc oxide (ZnO) where it is converted to solid zinc sulfide (ZnS) in a batch process (i.e., when allof the zinc oxide has been converted to zinc sulfide, it is removed and replaced with fresh zinc oxide):

H2S + ZnO → ZnS + H2O

Catalytic steam reforming of the sulfur-free methane (CH4) feedstock is then used to form carbon monoxide (CO) plus hydrogen (H2):

CH4 + H2O → CO + 3H2

The next step then uses catalytic shift conversion to convert the carbon monoxide to carbon dioxide (CO2) and more hydrogen:

CO + H2O → CO2 + H2

The carbon dioxide is then removed either by absorption in aqueous ethanolamine solutions or by adsorption in pressure swing adsorbers (PSA) using proprietary solid adsorption media.

The final step in producing the hydrogen is to use catalytic methanation to remove any small residual amounts of carbon monoxide or carbon dioxide from the hydrogen by converting them into methane:

CO + 3H2 → CH4 + H2O

CO2 + 4H2 → CH4 +2H2O

 

 

To produce the desired end-product ammonia, the hydrogen is then catalytically reacted with nitrogen (N2) derived from process air to form anhydrous liquid ammonia (NH3). This step is known as the "ammonia synthesis loop" (also referred to as the Haber-Bosch process):

 

3H2 + N2 → 2NH3

 

 

The nitrogen required for the Haber-Bosch process is obtained in either of these two ways:

 

The catalytic steam reformer has two sections: a primary reformer and a secondary reformer. By the introduction of air into the secondary reformer, the air reacts with some of the hydrogen produced in the primary reformer to form nitrogen and water:[8]

H2 + air → N2 + H2O

By the low-temperature distillation of air

 

 

The steam reforming, shift conversion, carbon dioxide removal and methanation steps each operate at absolute pressures of about 25 to 35 bar, and the ammonia synthesis loop operates at absolute pressures ranging from 60 to 180 bar depending upon which proprietary design is used. There are many engineering and construction companies that offer proprietary designs for ammonia synthesis plants. Haldor Topsoe of Denmark, Technip of France, Uhde GmbH of Germany, and Kellogg Brown & Root of the United States are among the most experienced companies in that field.

Uses of ammonia

About 80% or more of the ammonia produced is used for fertilizing agricultural crops in the form of aqua ammonia (an aqueous solution of ammonia), ammonium sulfate (NH4)2SO4, ammonium phosphate (NH4)3PO4, ammonium nitrate NH4NO3 and urea (NH2)2CO. Some anhydrous liquid ammonia is also used directly as a fertilizer.

 

Ammonia is also used for:

 

Manufacture of nitric acid (HNO3)

Manufacture of nylon and other polyamides

Refrigerant in household, commercial and industrial refrigeration systems

Manufacture of dyes

Manufacture of explosives

Cleaning solutions

 

Safety concerns with ammonia

There are several safety-related concerns with anhydrous ammonia and with aqueous solutions of ammonia. It is a respiratory irritant that is a highly hazardous chemical.[9] Release could take place through a simple industrial or transportation accident, a deliberate release caused by terrorists, or by improper handling by those using it in the illegal synthesis of methamphetamines.

 

Storage tanks on farms used for dispensing ammonia as fertilizer are referred to as ''nurse'' tanks and contain approximately 2,500 pounds (1134 kg) of anhydrous ammonia, so any farm with four or more nurse tanks needs to assess its safety. In fact, the U.S. Environmental Protection Agency (U.S. EPA) mandates the performance of an "Offsite Consequence Analysis" (OCA) as part of their "Risk Management Plan" (RMP) requirements for any facility that stores more than 10,000 pounds (4,536 kg) of anhydrous liquid ammonia or 20,000 pounds (9,072 kg) of aqueous solutions of ammonia.[10] The RMP requirements apply for ammonia refrigeration systems or any other ammonia storage facilities as well as farms. The U.S. Occupational Health & Safety Administration (OSHA) has mandated very similar requirements as part of their "Process Safety Management" (PSM) regulations for hazardous chemicals.[11]

 

In transport, ammonia containers must have proper hazardous material placards and, if the pertinent threshold quantity is exceeded, may need additional safeguards such as reporting the shipment to industry monitoring services such as CHEMTREC[12] or additional local agencies. There may be restrictions on transporting hazardous materials through tunnels, or possibly streets in high-density areas.

 

The U.S. Department of Homeland Security (DHS), citing its major concern as toxic release, lists anhydrous ammonia, or mixtures containing at least 1 percent ammonia, when stored in quantities of 10,000 pounds or more, as a chemical of interest, which falls under the Risk for Chemical Facility Anti-Terrorism Standards (CFATS) regulations and guidance.[13] Organizations that store or transport more than the threshold quantity of 10,000 pounds, or believe they are at a higher than normal risk, should use the Chemical Security Assessment Tool.[14]

 

The U.S. EPA has issued an additional safeguards document, with special emphasis on the theft of ammonia.[15]

Image credits

The credit for the photo in the lede of this article is: © Courtesy of Burrup Fertilisers Pty Ltd. The schematic diagram in this article was created by Milton Beychok and is released into the Public Domain.

References

 

^ United States Geological Survey publication

^ Gary Maxwell (2004),Synthetic Nitrogen Products: A Practical Guide to the Products and Processes, 1st Edition, Springer Publishing, ISBN 0-306-48225-8

^ Samuel Strelzoff (1987), Technology and Manufacture of Ammonia, Krieger Publishing, ISBN 0-89464-250-2}

^ Martyn V. Twygg (1989), Catalyst Handbook, 2nd Edition, Oxford University Press, ISBN 1-874545-36-7

^ Editor: John J. Mcketta (1993), Chemical Processing Handbook, 1st Edition, CRC Press, ISBN 0-8247-8701-3

^ Editor: J.R. Jennings (1991), Catalytic Ammonia Synthesis, 1st Edition, Springer Publishing, ISBN 0-306-43628-0

^ Sami Matar and Lewis F. Hatch (2001), Chemistry of Petrochemical Processes, 2nd Edition, Gulf Publishing, ISBN 0-8841-5315-0

^ See references 5 and 6 above

^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards

^ Risk Management Plan (From the website of the U.S. EPA)

^ Process Safety Management of Highly Hazardous Chemicals (From the website of the U.S. OSHA)

^ CHEMTREC: the 24-hour HAZMAT Communications Center

^ Federal Register (November 20, 2007) Part II, Department of Homeland Security, 6 CFR Part 27 Appendix to Chemical Facility Anti-Terrorism Standards; Final Rule

^ Chemical Security Assessment Tool (From the website of the U.S. DHS

^ Anhydrous Ammonia Theft (From the website of the U.S. EPA)

 

http://chemengineering.wikispaces.com/Ammonia+production

 


:: برچسب‌ها: تصفیه آب استخر