Портал Mendeleev.info начинает серию публикаций, которая призвана рассказать читателям о тех местах, где в нашей стране существует химическая наука, химическое образование и химическое производство в лучших ее образцах. Заводы, производства, лаборатории, университеты – все о том, куда имеет смысл направить свои стопы химику-школьнику, химику-студенту и химику-выпускнику. И, разумеется, мы начинаем с главного партнера нашего портала, компании Тольяттиазот.
В феврале 2019 года главный редактор портала приехал в Тольятти и прочитал для жителей города лекцию о Периодической таблице Менделеева, а перед лекцией руководство Толяттиазота любезно провело для него экскурсию по предприятию. Сегодня мы покажем вам аммиачное производство, ведь ТОАЗ – это единственное в мире производство, способное выдавать три миллиона тонн аммиака в год.
Сразу скажем – даже в самой зоне производства автор репортажа так и не сумел почувствовать запах аммиака, что для предприятия, расположенного относительно недалеко от города (12 километров) весьма важно. Впрочем, место для завода выбиралось с учетом розы ветров, и построено в месте, где ветра дуют от города.
Итак, производство аммиака. Синтез NH3 из азота и водорода при промышленно достижимых условиях дал нам двух нобелевских лауреатов.
В 1905 году немецкий химик Фриц Габер начал работу, которая в итоге принесла ему Нобелевскую премию 1918 года. Вообще-то он собирался заниматься производством азотных удобрений и селитры для взрывчатых веществ. Но исходное вещество для этих соединений — аммиак — было не так-то просто получить. В начале XX века было известно, что аммиак можно сделать из азота и водорода, но при температуре в 1000 градусов.
Фриц Габер в юности
Габер, «играя» различными методиками, существовавшими до него, смог получить аммиак при сравнительно низких температурах (300-600 градусов), но при высоких давлениях. Он «продал» эту методику в 1910 году фирме BASF, где ее масштабировал до промышленных объемов химик-технолог Карл Бош. Любопытно, что Боша за эту работу тоже сочтут достойным Нобелевской премии, но 14 годами позже.
Карл Бош
Итак, как же устроен синтез аммиака в Тольятти? Источники газов, вступающих в реакцию Габера-Боша – разные. Азот берется из воздуха – там его 79%по объему, а водород производится «на месте», из природного газа.
Внутри этого огромного комплекса происходит конверсия метана водяным паром. В окошки можно заглянуть и увидеть нагретые трубы, в которых проходит реакция
Взаимодействие метана с водяным паром протекает по реакции: СН4+ Н2О = СО + 3Н2
Пульт управления агрегатом, построенном в компании “Кемико”
В производстве задействовано семь агрегатов, часть из которых были поставлены в советское время из США, а часть уже созданы в нашей стране на их основе. При этом агрегаты модернизированы и современны. Как процесс синтеза аммиака, так и конверсия метана водяным паром, управляются из единого центра управления: по одному центру на один агрегат.
Осматриваем катализаторы реакции Габера-Боша
Получившийся аммиак по аммиакопроводу, сооруженному еще в 1970-х годах, транспортируется в украинский порт Одесса, где перегружается на суда. Помимо этого, на заводе стоит два крупнейших в России хранилища жидкого аммиака по 30 тысяч тонн каждый, в которых готовый продукт хранится при температуре -31 — -33 градусов Цельсия.
На главной фото — резервуары с жидким аммиаком. Снимки сделаны пресс-службой компании Тольяттиазот.
