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Chemie

Reaktionsgeschwindigkeit und enzymkatalys

Enzymkatalyse und enzymeigenschaften

Aktivierungsenergie und katalyse

Wie funktioniert die Ammoniaksynthese? - Von Reaktionsbedingungen bis zur Umsetzung des Haber-Bosch-Verfahrens

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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Wie funktioniert die Ammoniaksynthese? - Von Reaktionsbedingungen bis zur Umsetzung des Haber-Bosch-Verfahrens

Sophie

@sophie7457

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Die Großtechnische Verwirklichung des Haber-Bosch-Verfahrens stellt einen bedeutenden industriellen Prozess zur Ammoniakherstellung dar. Der Prozess kombiniert Stickstoff und Wasserstoff unter spezifischen Reaktionsbedingungen der Ammoniaksynthese bei hohem Druck und mittlerer Temperatur mit einem Katalysator.

• Die Synthese erfolgt bei 450-500°C und 200-300 bar Druck unter Verwendung eines Eisenoxidkatalysators

• Die Gewinnung von Synthesegas durch Steam-Reforming ist ein wichtiger Vorprozess, bei dem Methan mit Wasserdampf umgesetzt wird

• Der Kreisprozess ermöglicht eine effiziente Nutzung der Ausgangsstoffe mit einer Ausbeute von bis zu 17,6 Vol-% Ammoniak

• Moderne Reaktoren verwenden spezielle Chrom-Molybdän-Stahlwände für optimale Stabilität und Sicherheit

10.2.2022

3084

DAS HABER - BOSCH-VERFAHREN
Reaktionsbedingungen der Ammoniaksynthese
Man geht von folgender Gleichung aus:
N₂ + 3H₂
Stickstoff
2NH3
Ammonia

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Großtechnische Verwirklichung

Die industrielle Umsetzung des Verfahrens erfordert spezielle technische Lösungen und Materialien für einen sicheren und effizienten Betrieb.

Highlight: Der moderne Reaktor verwendet Chrom-Molybdänstahl mit minimalen Kohlenstoffspuren.

Definition: Der Doppelmantel nach Bosch besteht aus einem inneren Futterrohr aus C-armem Weicheisen und einer äußeren stabilen Stahlwand.

Vocabulary: Der Kontaktraum ist der Bereich, in dem das heiße Gas mit dem Katalysator in Berührung kommt.

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Gewinnung der Ausgangsstoffe

Die Herstellung des Synthesegases erfolgt in mehreren Schritten unter Verwendung verschiedener Katalysatoren und Prozessbedingungen.

Definition: Steam-Reforming ist die Umsetzung von Methan mit Wasserdampf bei 700-800°C.

Highlight: Die Anlagenkapazität beträgt 1500-1700 Tonnen NH₃ pro Tag.

Example: Die Konvertierung von CO erfolgt bei 500°C an einem ZnO/CuO-Katalysator.

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Der Kreisprozess

Der Kreisprozess ermöglicht eine effiziente Nutzung der Ausgangsstoffe und Energie im Haber-Bosch-Verfahren.

Highlight: Die praktische Ausbeute liegt bei 11-17% NH₃ aufgrund der kurzen Verweilzeit im Reaktor.

Definition: Ein Kreisprozess bedeutet, dass nicht umgesetzte Ausgangsstoffe dem Reaktor wieder zugeführt werden.

Example: Die exotherme Reaktion liefert einen Teil der benötigten Prozessenergie.

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Reaktionsbedingungen der Ammoniaksynthese

Die Ammoniaksynthese basiert auf der Reaktion von Stickstoff mit Wasserstoff unter spezifischen Bedingungen. Die gewählten Parameter sind entscheidend für eine effiziente Produktion.

Definition: Die Reaktionsgleichung lautet N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ mit einer Reaktionsenthalpie von -92 kJ.

Highlight: Die optimalen Bedingungen sind eine Temperatur von 450-500°C und ein Druck von 200-300 bar.

Example: Die Ausbeute an NH₃ beträgt unter diesen Bedingungen 17,6 Vol-%.

Vocabulary: Das chemische Gleichgewicht beschreibt den Zustand, in dem Hin- und Rückreaktion gleich schnell ablaufen.

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• Die Synthese erfolgt bei 450-500°C und 200-300 bar Druck unter Verwendung eines Eisenoxidkatalysators

• Die Gewinnung von Synthesegas durch Steam-Reforming ist ein wichtiger Vorprozess, bei dem Methan mit Wasserdampf umgesetzt wird

• Der Kreisprozess ermöglicht eine effiziente Nutzung der Ausgangsstoffe mit einer Ausbeute von bis zu 17,6 Vol-% Ammoniak

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Definition: Der Doppelmantel nach Bosch besteht aus einem inneren Futterrohr aus C-armem Weicheisen und einer äußeren stabilen Stahlwand.

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Gewinnung der Ausgangsstoffe

Die Herstellung des Synthesegases erfolgt in mehreren Schritten unter Verwendung verschiedener Katalysatoren und Prozessbedingungen.

Definition: Steam-Reforming ist die Umsetzung von Methan mit Wasserdampf bei 700-800°C.

Highlight: Die Anlagenkapazität beträgt 1500-1700 Tonnen NH₃ pro Tag.

Example: Die Konvertierung von CO erfolgt bei 500°C an einem ZnO/CuO-Katalysator.

Der Kreisprozess

Der Kreisprozess ermöglicht eine effiziente Nutzung der Ausgangsstoffe und Energie im Haber-Bosch-Verfahren.

Highlight: Die praktische Ausbeute liegt bei 11-17% NH₃ aufgrund der kurzen Verweilzeit im Reaktor.

Definition: Ein Kreisprozess bedeutet, dass nicht umgesetzte Ausgangsstoffe dem Reaktor wieder zugeführt werden.

Example: Die exotherme Reaktion liefert einen Teil der benötigten Prozessenergie.

Reaktionsbedingungen der Ammoniaksynthese

Die Ammoniaksynthese basiert auf der Reaktion von Stickstoff mit Wasserstoff unter spezifischen Bedingungen. Die gewählten Parameter sind entscheidend für eine effiziente Produktion.

Definition: Die Reaktionsgleichung lautet N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ mit einer Reaktionsenthalpie von -92 kJ.

Highlight: Die optimalen Bedingungen sind eine Temperatur von 450-500°C und ein Druck von 200-300 bar.

Example: Die Ausbeute an NH₃ beträgt unter diesen Bedingungen 17,6 Vol-%.

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