Oare cum se fabrica amoniacul?

[Adi]

Nu cred ca chimistul ne propune o tehnologie cu scopul de a ne convinge ca e cea mai buna. Ci dumnealui ne arata cum functioneaza industria astazi. Si adevarul trist e ca se face hidrogen si CO2 din gaz metan, care pe langa ca polueaza, pe langa ca e in cantitate finita, mai il si cumparam pe bani grei de la rusi.

Desigur ca trebuie investigate si alte solutii alternative, precum cele cu alge. Sau cele de electroliza apei pe baza curentului electric produs prin energie solara sau eoliana.

[chimistul]

Salut!

Am impresia că autorul acestei discuţii, o spun cu toată consideraţia, suferă de "deformaţie profesională".

Deformatie profesionala zici? Ok. Chimia nu este inventia omului zici? Ok.Pai sa exemplificam putin. Intr-adevar noi doar aplicam si descoperim ceva ce se poate face. Numai ca natura uneori "NU POATE" face anumite lucruri pe care le facem noi cu toate ca exista de milioane de ani. Nu poate face vopsea. Nu poate face cauciuc. Nu poate face nanotuburi de carbon, Nu poate face in 100 de ani atata aspirina cata face omul intr-o zi! Nu poate face mase plastice. Nu poate face azot lichid. Nici  oxigen pur  ca sa ai in spitale. daca intram in biochimie nu ppoate nici macar sa produca mutatii in mod controlat ca sa obtii soiuri noi de plante si animale. Nici microorganisme care sa iti de antibiotice care nu se gasesc in natura. Toata biochimia functioneaza pe o singura parte a stereochimiei. Noi putem face si cealalta parte. Natura nu poate. Si multe altele. Vorbim d esursa de hidrogen. Fii bun si calculeaza tu cate zile/ani si suprafata ti-ar trebui sa obtii o tona de hidrogen. Si cum l-ai capta? Faci solarii?. Numai daca ai sti ce riscuri implica munca cu hidrogenul te-ai speria. Sa vezi cum penetreaza conducte de 22 mm grosime. Unde il stochezi? Nu e chiar asa simplu cum pare. Cu ce ai hrani atatea alge? Ce ai face cu atata biomasa? O arzi si dai in atmosfera iarasi CO2? 

Legat de proces, Adi, gazul metan din Romania, in special cel din Ardeal este de o puritate foarte mare (97% CH4, 2.5% propan 0,5% CO2, 0.5% N2, etc). Cantitatile mici de sulf exista dar al debitele mari care s evehiculeaza se acumuleaza. La un consum de pste un milion de mc zilnic de gaz metan chiar si  ppm reprezinta deja cantitati de ordinul kg. Zilnic el se acumuleaza si distruge. Asa ca trebuie separat printr-o metoda chimica fiind asa putin si gazos. Sulful se gaseste sub forma de compusi organici. Daca in gazul metan s eintroduce hidrogen si se incalzeste la 400 C pe catalizator de CO-Mo acest sulf legat se transforma in compus organic si H2S. Cum am putea sa retinem H2S din amestec. O reactie specifica, ceva? Naturala daca se poate? sa nu fie inventia omului.

[Mihnea Maftei]

[...] Numai ca natura uneori "NU POATE" face anumite lucruri pe care le facem noi cu toate ca exista de milioane de ani. Nu poate face vopsea. Nu poate face cauciuc. Nu poate face nanotuburi de carbon, Nu poate face in 100 de ani atata aspirina cata face omul intr-o zi! Nu poate face mase plastice. Nu poate face azot lichid. Nici  oxigen pur  ca sa ai in spitale. daca intram in biochimie nu ppoate nici macar sa produca mutatii in mod controlat ca sa obtii soiuri noi de plante si animale. Nici microorganisme care sa iti de antibiotice care nu se gasesc in natura. Toata biochimia functioneaza pe o singura parte a stereochimiei. Noi putem face si cealalta parte. Natura nu poate. Si multe altele.[...]

Nu e chiar asa. Natura (si aici ma refer la legile fizicii, materie, spatiu etc.) a facut toate astea. Pur si simplu, in miliarde de ani, materia etc. s-a organizat (si nu din intamplare si nici ghidata de vreo constiinta suprema, ci printr-un proces firesc si aproape inevitabil (din cate mi se pare mie; in sensul ca ar fi fost putin probabil sa nu se produca undeva candva) astfel incat intr-o mica, mica parte (sau parti) ale universului au aparut ciudatenii de tipul asta: plante, animale, oameni, calculatoare, masini, antibiotice, azot lichid, nanotuburi de carbon etc. Sigur ca oamenii au fabricat antibioticele etc., dar oamenii sunt niste "obiecte" care au aparut in mod natural, intr-o perioada lunga de timp. Faptul ca ploaia "fabrica" gropite in nisip nu e in esenta diferit de faptul ca apar oameni (si deci si calculatoare si azot lichid) atunci cand exista un univers atat de mare si de "batran", cu toate cele ce se intampla in el. Cel putin asta e viziunea cea mai probabil sa fie adevarata pana acum, cand nu s-au vazut prea mari indicii ca ar exista vreo constiinta suprema numita Dumnezeu care ar fi "fabricat" omul printr-un proces distinct de procesele naturale care au avut loc intr-o lunga perioada de timp si din cauza caruia omul sa fie ceva diferit de un obiect natural (complex, ciudat etc.).

[Adi]

chimistul, multumesc pentru clarificari. E mai clar acum. H2S e hidrogen sulfurat? Asta nu e acid? Daca da, poate reactiona cu o baza si apoi sa precipiteze o sare si apa. Si sarea sa se lase la fund, sa pice, si atunci sa nu mai mearga mai departe sub forma de caz. Asa o fi?

Mihnea, inteleg ideea filosofica ca pana la urma si ce face omul cu mana lui tot natural e. Dar din punct de vedere practic, ce face natura e una, ce face omul e alta. Aici sunt de acord cu chimistul. Omul pace face mult ce in natura nu ar fi in mod natural.

[Skolon]

Nu doresc să provoc o dezbatere pe tema biochimiei.

Spuneam doar că ar trebui să privim mai atent la ce poate face "natura" şi să învăţăm de la ea. Cu siguranţă că de abia acum începem să descoperim ce poate face ea cu adevărat (abia acum descoperim lucruri precum bacterii care se hrănesc cu ... rocă, trăiesc în reactoarele nucleare sau produc antibiotice).
Dacă unele dintre lucrurile realizate de oameni şi pomenite de chismistul nu sunt realizate şi natural este pentru că fie nu a fost nevoie de ele, fie "natura" ş-a rezolvat problemele în alt mod (poate mai eficient).

Şi chiar cred că există o alternativă la modul "brutal" (scuzaţi-mi acest termen) în care utilizăm noi azi chimia.

[chimistul]

Salut!

Rog sa deschideti un topic nou pe alte teme daca doriti! Daca vi se pare interesant sa va puneti mintea la contributie pentru a "descoperi" unele metode sau solutii practice care poate intr-o buna zi va pot ajuta mai departe!

Legat de H2S Adi ai intuit bine. Putin diferit totusi. El se retine pe un strat de bile de ZnO. ZnO este solid iar cu H2S rezulta:

ZnO+ H2S------->ZnS + H2O

ZnS este solida si neagra (H2S mai este si reactiv de identificare la grupa V sulfurile sunt negre). In felul asta ai scapat de S si protejezi un catalizator valoros de milioane de euro pentru multi ani de zile.

Urmatoarea etapa ar fi  introducerea aerului peste amestecul de gaze rezultat (CH4, H2, CO, CO2, H2O). Ce credeti ca se intampla in continuare?

[Adi]

Mersi de explicatii. Pai acum vor avea loc reactii chimice intre oxigenul din aer si acele substante chimice, acolo unde se poate, pe de o parte, iar pe de alta intre azot si acele substante chimice, unde se poate. Noi vrei din azot si hidrogen sa facem amoniac. Trebuie sa stim atunci conditiile de reactie si starea fizica a produsilor de reactie finali din toate reactiile. Daca amoniacul e gaz si el, atunci trebuie separat cumva de celelalte gaze. Oare ce metode chimice sunt de a separa diverse gaze? Prin difuzie in niste materiale si fiecare gaz difuzeaza cu o viteza proprie?

[chimistul]

Salut!

Azotul este destul de satbil as aca este mai greu sa reactioneze in aceasta faza. Aici se doreste sa scapam de oxigen. Oxigenul va ractiona cu o cantitate din hidrogen. Temperatura creste la 1200 C si caldura generata produce descompunerea metanului cu aburul inca prezent. In felul acesta mai producem hidrogen, consuman abur si scapam de metan care de acum incolo este un gaz inert. Consuma energie pentru a fi comprimat si a fi tranformat. Iar daac nu este tranformat este pierdut. Avem mai putin hidrogen. In final ramane un amestec de N2, H2, CO, CO2, urme de CH4 si Ar.
CO si CO2 sunt iarasi otravuri pentru catalizatorul de Fe care produce reactia de sinteaza a amoniacului. Ar fi indicat sa putem sa scapam de ele. Poate intr-un mod folositor?O metoda ceva?

[Adi]

Aha, deci asa urmeaza povestea. Banuisca ca nici acum nu putem separa CO si CO2 ca si gaze, ci le facem sa reactioneze cu o substanta sa precipite ceva solid si sa ramana doar N2 si H2 sub forma de gaze. Asa e?

[chimistul]

Intuitia ta e coecta. Dar putem transforma CO in CO2 si sa avem o singura separare??Poate mai obtinem ceva folositor de aici?

[Adi]

Intuitia ta e coecta. Dar putem transforma CO in CO2 si sa avem o singura separare??Poate mai obtinem ceva folositor de aici?

Daca bagan oxigen, in anumite conditii poate 2CO + O2 = 2CO2 si folositor e ca scapam de CO care e gaz otravitor pentru om?

[chimistul]

Salut!

Co este foarte toxic. Pt ca nu se simte ca miros (inodor) este si mai grav. Cand se acumuleaza in organism provoaca stari de panica si o frica indescriptibila. paralizezi de frica si nu stii cauza!

Adi intuiesti bine. oxi9genul s-a consumat deja. Si totusi ar reactiona mai degraba cu H2 decat cu CO. O alta metoda de a trece din CO in CO2. O alta reactie?

[Adi]

Aha ... mai imi vine in minte ceva legat de calcar, acid carbonic. Nu am alte idei acum. 

[chimistul]

CO+ H2O----->CO2+ H2

In felul acesta scapi de CO si obtii si H2 care e necesar. Si o cantitate mare de caldura. Reactia este puternic exoterma!
Acuma ramane in amestec in plus doar CO2 de care cum am putea scapa?

PS. O tehnologie mai veche folosea solutie cuproamoniacala sa retina CO si altele foloseau azot lichid. tehnologia asta este net superioara fiindca il valorifica.

[Adi]

Ehe, ce reactie tare, nu stiam de ea. Si scapi si de CO si faci si hidrogen. Dar atunci nu e mai usor sa produci H2 arzand carbune in cantitate limitata de O2, deci sa faci C0, apoi sa ii dai apa si sa iti faca CO2 si H2? Sau de fapt ai consuma o cantitate prea mare de energie? Ca si energia din ultima reactie trebuie sa vina de undeva ...

Buna intrebare, cum poti capta CO2? Si asa mai rezolvam o problema, cea a incalzirii planetare. Am auzit ca ar exista "copaci artificiali" care tocmai asta ar face ...