Как делают удобрения из газа? - коротко
Основной компонент удобрений — аммиак, который производят из природного газа через процесс Габера-Боша. Газ преобразуют в водород, затем соединяют с азотом воздуха под высоким давлением и температурой, получая аммиачную основу для азотных удобрений.
Как делают удобрения из газа? - развернуто
Производство удобрений из природного газа является основой для получения аммиака и его производных, таких как мочевина и аммиачная селитра. Процесс начинается с добычи газа, который затем очищают от примесей, включая серу и углекислый газ. Очищенный метан служит сырьем для синтеза аммиака.
Основная технология основана на процессе Габера-Боша, при котором азот из воздуха и водород, полученный из метана, вступают в реакцию под высоким давлением и температурой в присутствии катализатора. Водород выделяют путем паровой конверсии метана: газ смешивают с водяным паром при температуре около 800–1000 °C, что приводит к образованию синтез-газа — смеси водорода, монооксида углерода и углекислого газа. Затем с помощью конверсии монооксида углерода и адсорбции углекислого газа получают чистый водород.
Азот для реакции добывают из воздуха методом фракционной перегонки или мембранного разделения. После подготовки компонентов их подают в реактор синтеза аммиака, где под давлением 150–300 атмосфер и температуре 400–500 °C на железном катализаторе образуется аммиак. Полученный аммиак либо используют напрямую в виде жидкого удобрения, либо перерабатывают дальше.
Для производства мочевины аммиак соединяют с углекислым газом под давлением. В результате образуется карбамат аммония, который затем дегидратируют до мочевины. Аммиачная селитра производится путем нейтрализации аммиака азотной кислотой. Оба этих соединения широко применяются в сельском хозяйстве как высокоэффективные азотные удобрения.
Использование природного газа в качестве сырья обусловлено его доступностью и высокой энергоэффективностью процесса. Современные технологии минимизируют выбросы, перерабатывая побочные продукты, такие как углекислый газ, в полезные химические соединения. Это делает производство удобрений из газа экономически выгодным и экологически устойчивым.