Trên thế giới, khí amoniac được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của công nghiệp. Điều này rất quan trọng vì khí amoniac mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho xã hội và kinh tế. Vậy ứng dụng của khí amoniac trong công nghiệp là gì? Hãy cùng hoccungthukhoa.vn tìm hiểu nhé!
Amoniac và các đặc điểm cơ bản
Khái niệm về Amoniac
Amoniac là một hợp chất vô cơ gồm 3 nguyên tử nitơ và 1 nguyên tử hidro kết hợp với nhau bằng một liên kết yếu. Amoniac tồn tại trong dạng khí, không màu và có mùi hôi khó chịu. Nồng độ cao của amoniac có thể gây tử vong.
Bạn đang xem: Ứng Dụng Của Khí Amoniac Trong Công Nghiệp Là Gì? Các Ứng Dụng Quan Trọng
Nguồn gốc của Amoniac
- Amoniac có ở đâu? Trong tự nhiên, amoniac được tạo ra từ quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật, thực vật và cũng tồn tại trong khí quyển ở mức rất nhỏ.
- Amoniac cũng có thể có mặt trong nước biển dưới dạng muối amoni.
- Muối amoni clorua và amoni sunfat được tạo thành trong quá trình phun trào núi lửa.
- Tinh thể amoni bicacbonat có thể được tìm thấy trong một số vùng chứa soda.
- Khí amoniac được tạo ra từ hoạt động núi lửa
- Hoạt động bài tiết hàng ngày của động vật và con người qua nước tiểu cũng tạo ra một lượng nhỏ amoniac do cơ quan thận sản xuất.
- Ngoài ra, amoniac cũng được sản xuất từ các nhà máy phân ure hoặc amoniac lỏng thông qua phản ứng hóa lỏng của khí Nitơ và Hydro ở nhiệt độ 400 – 450 o C và áp suất là 200 – 300 atm.
Theo Báo cáo Thống kê Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn của Liên Hiệp Quốc mà tôi được biết, khoảng 80% lượng khí amoniac sản xuất hàng năm được sử dụng để sản xuất phân bón trong ngành nông nghiệp. Việc ứng dụng khí amoniac trong sản xuất phân bón đóng góp đáng kể vào năng suất nông nghiệp, ước tính cung cấp khoảng 50% lượng nitrogen cho các cây trồng trên toàn cầu.
Ngoài ra, theo Hiệp hội Hóa chất Hoa Kỳ, Ứng dụng NH3 cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác như sản xuất hóa chất và dược phẩm, sản xuất sản phẩm nhựa và làm lạnh công nghiệp. Trong sản xuất hóa chất và dược phẩm, khí amoniac là một nguyên liệu quan trọng để điều chế các dẫn xuất nitơ và các chất phụ gia quan trọng. Trong ngành sản xuất nhựa, khí amoniac được sử dụng để tạo ra các loại nhựa cơ bản. Trong ngành làm lạnh công nghiệp, khí amoniac là một chất làm lạnh hiệu quả và bền vững, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống làm lạnh công nghiệp.
Các tính chất cơ bản của amoniac
Một số tính chất vật lý của khí Amoniac
- Khí Amoniac ở điều kiện tiêu chuẩn là một chất độc có mùi khai và tan tốt trong nước.
- Amoniac có tính phân cực cao do liên kết hóa trị không ổn định. Khí amoniac có thể dễ dàng được chuyển thành dạng lỏng.
- Amoniac cũng là một loại dung môi có khả năng trung hòa chất có tính kiềm và các kim loại như Canxi, Strontium, Barium.
- Amoniac dễ phân hủy trong điều kiện môi trường thông thường.
Một số tính chất hóa học của khí Amoniac
– Amoniac có tính khử.
– Amoniac không ổn định nhiệt, có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao theo phản ứng hóa học:
2NH3 N2 + 3H2
– Khí Amoniac phản ứng với ion kim loại chuyển tiếp, tạo thành các phức ion tạp: 2NH3 + Ag+ → [Ag(NH3)2]+
– Nguyên tử hidro trong amoniac có thể bị thay thế bởi nguyên tử kim loại kiềm hoặc nhôm:
- 2NH3 + 2Na → 2NaNH2 + H2 (350 °C)
- 2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2 (800- 900 °C)
– Amoniac phản ứng với muối: 3NH3 + AlCl3 +3H2O → Al(OH)3 + 3NH4Cl
– Tính bazơ yếu
Xem thêm : Tìm Hiểu Địa Chỉ Ống Nghiệm Thủy Tinh Mua Ở Đâu
– Tính tan trong nước
– Tác dụng với axit tạo thành muối amoni
– Dung dịch amoniac có khả năng tạo kết tủa nhiều hidroxit kim loại khi phản ứng
Điều chế amoniac
Điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm
Để điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm, nguyên liệu cần thiết là ammoni và hydro. Quá trình điều chế bắt đầu bằng việc hòa tan ammoni vào nước. Sau đó, hydro được cho vào hỗn hợp này và thực hiện quá trình tạo thành khí amoniac. Quá trình này rất quan trọng vì NH3 được sử dụng trong nhiều nghiên cứu và ứng dụng khác nhau.
- 2NH4Cl + Ca(OH)2 → NH3 + CaCl2 + H2O
Điều chế NH3 trong công nghiệp
Quá trình điều chế NH3 trong công nghiệp bắt đầu từ việc sử dụng hai thành phần chính là nitrogen và hydro trong quá trình tổ hợp hóa học. Nitrogen được lấy từ không khí, qua quá trình cô đặc và làm lạnh tạo ra nitơ lỏng. Sau đó, nitơ lỏng này được phản ứng với hydro sẽ tạo thành đại phân tử khí amoniac (NH3). Quá trình này rất quan trọng và được thực hiện trong các nhà máy điều chế NH3 trên quy mô lớn.
Amoniac được hình thành từ thành phần azot và hidro kết hợp với nhau. Azot được chiết xuất từ không khí trong khi hidro được lấy từ nước. Sau khi được làm khô, nung chảy và nén ở 530 o C (azot, hidro), hỗn hợp này được đi qua các quá trình tạo ra các liên kết muối khác nhau và thu được amoniac.
Bởi vì amoniac có trọng lượng gần bằng nửa của không khí, nó phải được nén và làm lạnh để chuyển sang dạng lỏng tương tự nước, nhưng có nhiệt độ sôi là -340 o C. Sau khi bị nén, amoniac bay hơi và hấp thụ một lượng nhiệt lớn. Do đó, amoniac được sử dụng trong tủ lạnh.
Hiện nay, trên thế giới có nhiều công nghệ sản xuất amoniac được sử dụng, phổ biến nhất là 5 công nghệ sau:
- Công nghệ Haldor Topsoe
- Công nghệ M.W. Kellogg
- Công nghệ Krupp Uhde
- Công nghệ ICI
- Công nghệ Brown & Root.
Công nghệ Haldor Topsoe được sử dụng phổ biến nhất, chiếm 50% trên thị trường toàn cầu. Các nhà máy sản xuất phân đạm ở Việt Nam đều áp dụng công nghệ này.
Nguyên liệu đầu vào là khí thiên nhiên (chủ yếu là metan), khí lỏng chứa propan và butan, hoặc xỉ than, sẽ được chuyển thành khí tổng hợp chứa hidro và cacbon monôxit thông qua phản ứng hóa học.
- CH4 + H2O → CO + 3H2 (nguyên tố xúc tác Ni, nhiệt độ cao)
Sau khi chuyển cacbon monôxit thành cacbon dioxide, khí này được loại bỏ và chỉ thu giữ hidro.
Xem thêm : Tìm Hiểu Về Dầu Fo Là Gì Và Ứng Dụng Qua Đời Sống
Nitơ được lấy từ không khí sau khi trải qua quá trình khí hóa nguyên liệu chứa cacbon và loại bỏ toàn bộ oxy.
Amoniac được tổng hợp thông qua quá trình Haber-Bosch theo phản ứng:
- N2 + 3H2 → 2NH3 (ΔH = -92 kJ/mol)
Ứng dụng của Amoniac
Trong sinh hoạt
Ứng dụng NH3 trong sinh hoạt hàng ngày, Amoniac được sử dụng để chế xuất sản xuất các chất tẩy rửa phổ biến như bột giặt, chất tẩy vệ sinh nhà vệ sinh và được ứng dụng trong việc xử lý chất thải bẩn.
Amoniac được sử dụng như nguyên liệu trong hệ thống xử lý Amoniac để xử lý bùn thải, nước thải công nghiệp, tẩy rửa các thiết bị bán dẫn và linh kiện điện tử. Hệ thống này hiệu quả và có khả năng phân giải chất bẩn tối ưu, hỗ trợ quá trình xử lý nước thải và kiểm soát độ pH của nước.
Amoniac được sử dụng làm chất tẩy rửa thông dụng trong gia đình để loại bỏ các vết bẩn có tính axit, giúp trung hòa và làm sạch bề mặt dính bẩn nhanh chóng. Nó có thể được sử dụng để giặt, lau chùi hoặc khử mùi trong nhà vệ sinh. Trong quá trình sử dụng, cần lưu ý không kết hợp amoniac với clo hoặc các chất tẩy rửa mạnh.
“Kinh nghiệm thực tế của tôi là khi sử dụng amoniac để tẩy rửa trong nhà, tôi đã thấy hiệu quả rõ rệt. Tôi đã sử dụng amoniac để vệ sinh nhà bếp và phòng tắm, và nó đã giúp loại bỏ mọi vết bẩn và chất bẩn dính trên bề mặt một cách nhanh chóng. Tuy nhiên, tôi cũng đã học được rằng không nên kết hợp amoniac với clo hoặc các chất tẩy rửa mạnh khác, vì điều này có thể gây ra các phản ứng hóa học nguy hiểm. Do đó, tôi khuyến nghị sử dụng amoniac theo hướng dẫn và tuân thủ các biện pháp an toàn khi sử dụng.”
Trong công nghiệp
- Amoniac được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như chế xuất dầu, khai thác mỏ, dệt vải, thuốc nhuộm và xử lý môi trường.
- Amoniac có tính kiềm cao giúp loại bỏ các chất tạp trong dầu thô để đảm bảo chất lượng dầu và bảo vệ các thiết bị lọc khỏi sự ăn mòn.
- Amoniac được ứng dụng trong ngành công nghiệp khai thác kim loại như đồng, niken hoặc molypden từ quặng thô.
- Dung dịch NH3 với nồng độ dưới 25% thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm để phục vụ cho nghiên cứu hóa học.
- Amoniac lỏng là nguyên liệu thông dụng trong ngành công nghiệp xử lý môi trường để loại bỏ SOx hoặc NOx trong khí thải từ quá trình đốt cháy hóa thạch.
- Có ứng dụng trong ngành công nghiệp dệt để sản xuất sợi tổng hợp, làm nguyên liệu cho quá trình nhuộm và làm sạch các vật liệu may mặc như bông và len.
- Sử dụng Amoniac trong công nghệ thực phẩm và nước giải khát để tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật có lợi và men tiêu hóa tốt cho sức khỏe con người.
- Amoniac là nguyên liệu cần thiết cho quá trình sản xuất dược phẩm.
Ứng dụng của khí amoniac trong công nghiệp là gì? Trong quá trình làm việc trong ngành công nghiệp hóa chất, tôi đã được chứng kiến trực tiếp sự quan trọng của khí amoniac. Chúng tôi sử dụng nó để sản xuất các loại phân bón chất lượng cao, cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.
Điều này giúp tăng năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp và giúp tôi giải thích được ứng dụng của khí amoniac trong công nghiệp là gì. Không chỉ vậy, chúng tôi cũng sử dụng khí amoniac để làm lạnh trong hệ thống sản xuất và đảm bảo việc bảo quản sản phẩm diễn ra một cách hiệu quả. Điều này đã đóng góp vào thành công của công ty và sự phát triển của ngành công nghiệp.
FAQ – Câu hỏi về ứng dụng của khí amoniac trong công nghiệp là gì
Amoniac cũng được sử dụng trong lĩnh vực nào ngoài công nghiệp hóa chất và phân bón không?
Khí amoniac còn được ứng dụng trong lĩnh vực làm lạnh công nghiệp, sản xuất thuốc nhuộm và sản xuất nhiều sản phẩm nhựa khác nhau.
Có những rủi ro nào liên quan đến việc sử dụng khí amoniac trong công nghiệp?
Việc sử dụng khí amoniac trong công nghiệp có thể tiềm ẩn một số rủi ro. Khí amoniac là chất bay hơi mạnh và có mùi hắc nhức, rất độc đối với con người. Do đó, quá trình làm việc với khí amoniac yêu cầu sự cẩn trọng và tuân thủ các biện pháp an toàn đảm bảo. Ngoài ra, nếu sử dụng một cách không cẩn thận, khí amoniac có thể gây ra cháy nổ.
Làm sao để quản lý và vận chuyển khí amoniac an toàn trong công nghiệp?
Để quản lý và vận chuyển khí amoniac an toàn, cần tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn an toàn liên quan. Các hệ thống bảo vệ an toàn như hệ thống cảnh báo khí amoniac và hệ thống chống cháy nổ cần được cài đặt và duy trì. Đồng thời, các biện pháp bảo hộ cá nhân như hỗn hợp bảo hộ và bảo hộ hô hấp được sử dụng để bảo vệ người lao động và môi trường. Trong quá trình vận chuyển, sự tuân thủ các quy định về đóng gói, chứng nhận và cách vận chuyển cũng rất quan trọng để đảm bảo an toàn.
Hãy chia sẻ bài viết này để mọi người có thêm kiến thức về ứng dụng của khí amoniac trong công nghiệp là gì và tầm quan trọng của nó. Chúng ta đã thấy rõ rằng khí amoniac không chỉ được sử dụng trong sản xuất phân bón, mà còn có nhiều ứng dụng quan trọng khác trong ngành hóa chất, dược phẩm và làm lạnh công nghiệp. Hiểu biết về khí amoniac giúp chúng ta thấy sự phát triển bền vững và tăng cường an toàn trong công nghiệp. Để lại bình luận của bạn và chia sẻ bài viết này với mọi người để tạo đàm thoại và lan tỏa thông tin hữu ích này. hoccungthukhoa Cảm ơn bạn đọc!
Nguồn: https://hoccungthukhoa.vn
Danh mục: Giáo Dục
Leave a Reply