Ammoniaksynthese

Wasserstoff wird als Grundstoff in vielen chemischen Prozessen verwendet. Der größte Anteil wird für die Ammoniaksynthese und in Raffinerien verwendet. An dritter Stelle folgt die Methanolherstellung.

Beschreibung des Konzeptes

Anfang des 20. Jahrhunderts wurde das Haber-Bosch-Verfahren entwickelt, bei dem aus Wasserstoff und Stickstoff Ammoniak katalytisch hergestellt wird. Es ist ein weit verbreitetes Verfahren, das die Ammoniaksynthese nutzt. Dabei können Wasserstoff und Stickstoff separat gewonnen und vermischt werden oder man verwendet gleich ein mit Stickstoff angereichertes Synthesegas. Die Reaktion läuft bei Temperaturen von über 350 °C und Drücken von 150 bis 250 bar ab. Desweiteren wird ein Katalysator eingesetzt. Das Verfahren gliedert sich in die folgenden Schritte: Zunächst wird im Kompressor das nötiger Druckniveau hergestellt. Im Gasreiniger wird das Gas von unerwünschten Verunreinigungen gereinigt und in den Kontaktofen eingeleitet. Dort wird das Gasgemisch erhitzt und reagiert bei Kontakt mit dem Katalysator zu Ammoniakgas. Im Kühler wird es anschließend abgekühlt und im Abscheider von nicht umgesetztem Wasserstoff und Stickstoff getrennt. Das produzierte Ammoniak kann anschließend für die Produktion von Harnstoff oder Düngemitteln verwendet werden.

Entwicklungsstand und -ziele

Die Ammoniaksynthese stellte bei der Entwicklung hohe Anforderungen an die Technik, da hohe Temperaturen mit hohen Drücken kombiniert werden mussten. Auch materialseitig bedeutet dies eine hohe Belastung. Heute wird das Verfahren industriell eingesetzt. Derzeit produzieren typische Anlagen ca. 1.000 bis 2.000 t Ammoniak pro Tag, wofür stündlich 80.000 bis 160.000 Normkubikmeter Wasserstoff anfallen.

Englische Übersetzung(en):

ammonia synthesis