Frage von FragenFragen121, 58

Haber-Bosch: Warum muss das Kohlenmonoxidgas entfernt werden?

Hallo, warum muss das Kohlenmonoxidgas vor der Haber-Bosch-Reaktion entfernt werden? Danke im Voraus:)

Antwort
von Myrine, 33

Auf Wikipedia steht dazu:

"Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid bilden mit Ammoniak Feststoffe, so genannte Carbamate, die in kurzer Zeit Rohrleitungen und Apparate verstopfen würden."

Kommentar von heyho9 ,

ah ok also kann es doch weiterrreagieren. man lernt immer dazu

Kommentar von Myrine ,

Außerdem habe ich im gleichen Artikel gerade noch folgendes gefunden:

"Katalysatorgifte reduzieren die Aktivität des Katalysators... Wasser, Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff sind temporäre Katalysatorgifte."

https://de.wikipedia.org/wiki/Haber-Bosch-Verfahren

Temporäre Katalysatorgifte beeinträchtigen die Funktion des
Katalysators ist nur während ihrer Anwesenheit, wärend permanente Katalysatorgifte den Katalysator dauerhaft schädigen/zerstören.

Antwort
von Mandrin1000, 4

Hallo, Das Kohlenmonoxid wird zu Produktion von weiteren Wasserstoff benötigt. Zur Produktion von Ammoniak werden als Ausgangsstoffe Wasserstoff und Stickstoff benötigt. Der Wasserstoff kann günstig mit Hilfe eines Nickelkatalysators bei einer Temperatur von 800°C bis 900°C und einem Druck von 25 Bar 30 Bar aus Wasserdampf und Methan aus Erdgas nach der Formel CH4 + H2O = CO und 3 H2 ,wobei zunächst Kohlenmonoxid und Wasserstoff entstehen, hergestellt werden. Das Kohlenmonoxid wird mit Hilfe eines Eisen-(3)-Oxidkatalysators zusammen mit weiteren Wasserdampf bei 
einer Temperatur von 250°C bis 450°C und einem Druck von 250 bis 300 Bar in Kohlendioxid, welches mit Wasser herausgewaschen wird und weiteren Wasserstoff nach der Formel CO + H2O = CO2 + H2 umgesetzt. Das ist billiger als die elektrolytische Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Im Ammoniakkontaktofen entsteht aus Stickstoff und Wasserstoff bei einer Temperatur von 400°C bis 500°C und einem Druck von 250 bis 300 Bar mit mit Hilfe eines Eisenkatalysators nach der Formel 3 H2 + N2  = 2 NH3 Ammoniak. Da der Katalysator erst bei einer Temperatur zwischen 400°C und 500°C beginnt wirksam zu werden und bei dieser Temperatur viel Ammoniak nach der Formel 2 NH3 = 3 H2 + N2 wieder in seine Ausgangsstoffe Stickstoff und Wasserstoff zerfällt, sind die hohen Drücke von 250 Bar bis 300 Bar erforderlich, um das Gleichgewicht in Richtung das Ammoniaks zu verschieben, wobei die Ausbeute an Ammoniak nur max 20% beträgt. Die beiden Ausgangsstoffe Stickstoff und Wasserstoff werden wieder in den Prozess zurückgeführt.

Antwort
von Mandrin1000, 2

 Produktion von Ammoniak werden als Ausgangsstoffe Wasserstoff und Stickstoff benötigt. Der Wasserstoff kann günstig mit Hilfe eines Nickelkatalysators bei einer Temperatur von 700°C
bis 900°C und einem Druck von 25 Bar bis 30 Bar aus Wasserdampf und Methan aus Erdgas nach der Formel CH4 + H2O = CO und 3 H2 ,wobei zunächst Kohlenmonoxid und Wasserstoff entstehen, hergestellt werden. Das Kohlenmonoxid
wird mit Hilfe eines Eisen-(3)-Oxidkatalysators zusammen mit weiteren Wasserdampf bei einer Temperatur von 450°C bis 500°C und einem Druck von 25 bis 50 Bar in Kohlendioxid, welches bei 25 Bar mit Wasser herausgewaschen
wird und weiteren Wasserstoff nach der Formel CO + H2O = CO2 + H2 umgesetzt. Das ist billiger als die elektrolytische Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Im Ammoniakkontaktofen entsteht aus Stickstoff und Wasserstoff
bei einer Temperatur von 400°C bis 500°C und einem Druck von 250 bis 300 Bar mit mit Hilfe eines Eisenkatalysators nach der Formel 3 H2 + N2  = 2 NH3 Ammoniak. Da der Katalysator erst bei einer Temperatur zwischen
400°C und 500°C beginnt wirksam zu werden und bei dieser Temperatur viel Ammoniak nach der Formel 2 NH3 = 3 H2 + N2 wieder in seine Ausgangsstoffe Stickstoff und Wasserstoff zerfällt, sind die hohen Drücke
von 250 Bar bis 300 Bar erforderlich, um das Gleichgewicht in Richtung das Ammoniaks zu verschieben, wobei die Ausbeute an Ammoniak nur max 20% beträgt. Die beiden Ausgangsstoffe Stickstoff und Wasserstoff werden wieder
in den Prozess zurückgeführt.

 

Antwort
von Mandrin1000, 1

Hallo, weil sich aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid mit Ammoniak schwer entfernbare Carbamate R-NCO (Urethane) bilden, die dann die Bauteile der Anlagen, wie z.B. Ventile usw.verstopfen würden... Zudem kann aus Kohlenmonoxid und Wasserdampf nach der Formel H2O + CO = H2 + CO2 bei einer Temperatur von 450°C bis 500°C und  einem Druck von 25 bis 50 Bar weiterer für die Ammoniaksynthese benötigter Wasserstoff und das für eine anschließende Harnstoffsynthese Kohlendioxid gewonnen werden. Das entstehende Kohlendioxid wird bei 25 Bar mit Wasser herausgewaschen.

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