* azoto (N2): Questo è ottenuto dall'aria, che è di circa il 78% di azoto. L'aria viene compressa e raffreddata per liquefare i componenti dell'aria, quindi l'azoto viene separato attraverso la distillazione frazionaria.
* Idrogeno (H2): Questo può essere ottenuto da varie fonti:
* Gas naturale: La fonte più comune di idrogeno. Il gas naturale viene reagito con il vapore per produrre gas di sintesi (una miscela di CO e H2) e il CO viene ulteriormente reagito per produrre più idrogeno.
* carbone: Il carbone può essere gassificato per produrre gas di sintesi, che può quindi essere elaborato per ottenere idrogeno.
* Acqua: L'elettrolisi dell'acqua può produrre idrogeno e ossigeno. Questo processo sta diventando sempre più importante man mano che le fonti di energia rinnovabile diventano più disponibili.
* Catalyst: Il processo Haber-Bosch, il metodo principale per la produzione di ammoniaca, utilizza un catalizzatore, tipicamente ossido di ferro (Fe3O4) con piccole quantità di promotori come l'ossido di potassio (K2O) e l'ossido di alluminio (AL2O3). Il catalizzatore accelera il tasso di reazione ma non è consumato nel processo.
La reazione generale per la produzione di ammoniaca è:
N2 (G) + 3H2 (G) ⇌ 2NH3 (G)
Questa reazione è esotermica e reversibile, il che significa che può procedere in entrambe le direzioni. Le condizioni utilizzate nel processo di Haber-Bosch sono attentamente ottimizzate per massimizzare la produzione di ammoniaca:
* alta pressione: Tipicamente circa 200 atmosfere (20 MPa)
* Temperatura moderata: Circa 450 ° C (842 ° F)
* Catalyst: Per accelerare la velocità di reazione
* Rimozione di ammoniaca: Ciò sposta l'equilibrio verso il lato del prodotto, aumentando la resa complessiva.
La produzione di ammoniaca è un processo industriale significativo che svolge un ruolo cruciale nella produzione di fertilizzanti, esplosivi e altre sostanze chimiche importanti.
