Свежие комментарии

Форум

Добро пожаловать, гость 

Показать / спрятать

Добро пожаловать, гость! Для участия в форуме требуется регистрация.





Страниц: [1] 2 3 4 5
Автор Тема: Получение аммиака из атмосферного азота
Cyberax
Осваивающийся
Сообщения: 27
Permalink
Сообщение Получение аммиака из атмосферного азота
 July 10, 2013, 12:05
Цитата

Кстати, тут не упомянули об одном интересном способе получения аммиака из атмосферного азота. Который не требует строить урановый реактор для процесса Габера.

Ключевой компонент - литий. Он реагирует со свободным азотом при нормальных условиях (точнее, он ГОРИТ в азоте при нормальных условиях), давая на выходе нитрид лития (это такой красный кристаллический порошок). В свою очередь, нитрид лития при реакции с водой даёт аммиак и гидроксид лития.

Аппарат будет выглядеть примерно так: атмосферный воздух сначала очищается от кислорода, простым прокаливанием над древесным углем. После чего надо извлечь углекислый газ (с ним литий тоже реагирует) пропусканием через раствор извести или поташа. Можно и не удалять, но это снизит выход аммиака. В принципе, можно даже и кислород не удалять.

Затем литий надо сжечь в получившейся азотной атмосфере. Никаких особых условий для этого не надо и продукт сгорания нелетучий и тугоплавкий. Получившийся нитрид лития просто растворяем в воде, затем выпариваем воду и собираем аммиак.

Самое сложное будет - регенерация лития, это можно сделать реально только электролизом расплава. В принципе, это не так страшно, ячейка Кастнера ( http://en.wikipedia.org/wiki/Castner_Process ) не требует каких-то запредельных условий. В нашей реальности щелочные металлы в свободном виде были получены ещё в начале 19-го века и ничто не мешало это сделать лет на 100 раньше, при наличии генератора хотя бы на несколько киловатт.

Сейчас такой процесс не используется из-за его энергоёмкости, габеровский процесс намного меньше энергии требует (хотя и работает в жёстких условиях).

Почему этот процесс не использовали до Габера - вопрос интересный. Первые упоминания этого процесса относятся к 20-м годам нашего столетия, когда это уже стало неактуальным. Видимо, "глюк системы".

kraz
Администратор
Сообщения: 355
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 10, 2013, 12:46
Цитата

Где литий будем брать?

dan14444
Про
Сообщения: 372
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 10, 2013, 14:03
Цитата

С литием можно лучше:

Li3N+3H2=3LiH+NH3 (300C)
3LiH+N2=Li3N+NH3 (500C)

т.е. просто то греем до 500 то охлаждаем до 300, переключаясь с азота на водород и обратно.

и один раз литий наработать "в каталитических количествах" не особо сложно, примерно как алюминий...

Проблема в том, что газы нужны очень чистые (по воде и кислороду), и вот с этим будет затык.

dan14444
Про
Сообщения: 372
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 10, 2013, 14:24
Цитата

Вот литий в воду кидать... с учётом стоимости производства лития (сравниваем с тем же люминием) - несравнимо дешевле будет из мочи гнать или птичьего помёта. А если есть "генератор на несколько киловатт" - то его уж всяко не на аммиак надо тратить :).

Вот о чём можно подумать - так это о перегоне биогенного аммиака в азотку не биологически (селитряницами), а химически.
К сожалению, кроме платины тут в голову ничего не приходит...
Разве что попадалово будет в богатое платиной и птичьим дерьмом место :).

kraz
Администратор
Сообщения: 355
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 10, 2013, 15:34
Цитата

Не, ну я понимаю, что вы продумали как литием пользоваться.
А откуда он у вас возьмется?

Cyberax
Осваивающийся
Сообщения: 27
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 10, 2013, 16:16
Цитата

Первые килограммы - электролизом расплава морской соли. В дальнейшем, регенерация из расплава гидроксида.

Суть в том, что генератор на несколько киловатт всё же можно сделать намного раньше процесса Габера. В литиевом процессе нет особо жутких условий - туда просто нужно очень много энергии. Так что внедрение вполне реально с середины 18-го века, а то и раньше.

Более того, сам процесс очень устойчив - примеси кислорода и углекислоты просто снижают производительность, но не отравляют литий необратимо. Ещё мне наши химики подсказывают, что возможно организация непрерывного процесса - достаточно продувать смесь азота и водорода через расплав гидроксида, подвергаемый электролизу.

Ну а дальше - синтез азотной кислоты, нитрирующая смесь, динамит и прочие интересные вещи.

Cyberax
Осваивающийся
Сообщения: 27
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 10, 2013, 17:28
Цитата

Цитата dan14444 July 10, 2013, 14:24
Вот литий в воду кидать... с учётом стоимости производства лития (сравниваем с тем же люминием) - несравнимо дешевле будет из мочи гнать или птичьего помёта. А если есть "генератор на несколько киловатт" - то его уж всяко не на аммиак надо тратить :).

А на что ещё? Бертолетова соль - это хорошо, но ТНТ заведомо лучше.

Не, ну можно ещё на освещение потратить. Но киловатт мощности - это штук 15 лампочек всего. Ещё есть очистка алюминия - он хорошо, но в таких количествах будет иметь нулевую военную ценность.

Вот о чём можно подумать - так это о перегоне биогенного аммиака в азотку не биологически (селитряницами), а химически.

Биогенный аммиак так просто не выделить - мало его. Кроме того, в свежей органике много азота связано в белках, которые бактерии в селитряницах разлагают.

В общем, пока не придуман синтез аммиака (или нет доступа к селитре в Чили), то селитряницы остаются единственным реальным способом получения связанного азота. А именно в него упираются пороха и взрывчатки.

dan14444
Про
Сообщения: 372
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 11, 2013, 17:02
Цитата

Биогенный аммиак нормально выделяется при наличии упомянутого гуано. Просто щёлочью. Своего рода ископаемый ресурс.
Уверен, что при доступе к таковому ресурсу - аммиак будет на порядки дешевле "литий-гидроксидного". Насчёт "литий-гидридного" - можно обсуждать.

Вот если ископаемого азота нет - тогда жо... Или через С/Х, клубеньковые бактерии бобовых и растительный белок (не самый плохой путь, кстати) - или собирательством.

Ну а о том, что лучше - ТНТ или хлораты... 🙂 :

Если мы насытили армию хлоратными порохами и ВВ, обеспечили инициирующие и бризантные ВВ на перекисях с флегматизаторами, металлообработку (стволы) гальванопластикой и т.п., и имеем много невостребованного электричества поверх всего упомянутого... Тогда да, можно и об азоте подумать.
Но уверен, что имея СТОЛЬКО электричества - общий уровень обработки мы уже подтянули достаточно, чтобы думать о классическом Габере.

Проблема в том, что фиксация азота имеет смысл только как крупнотоннажное производство. Что потребует хайтечных генераторов... вместо которых проще реактор сделать :).

Cyberax
Осваивающийся
Сообщения: 27
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 12, 2013, 13:59
Цитата

Гуано точно будет дешевле, оно даже с габеровским может поконкурировать. Хотя оно гораздо лучше используется для удобрений, азот там не самое главное. Ну и непонятно где его брать, в нашем мире оно встречается весьма редко.

Вот если ископаемого азота нет - тогда жо... Или через С/Х, клубеньковые бактерии бобовых и растительный белок (не самый плохой путь, кстати)

См.: "селитряницы". Лучше не получится, даже при современной технологии. Сейчас пытаются разработать более удобные биотехнологии для фиксирования азота, но успехи минимальны - то что хоть какие-то бактерии могут его фиксировать уже само по себе очень удивительная вещь.

Если мы насытили армию хлоратными порохами и ВВ, обеспечили инициирующие и бризантные ВВ на перекисях с флегматизаторами, металлообработку (стволы) гальванопластикой и т.п., и имеем много невостребованного электричества поверх всего упомянутого...

Тут отдельный вопрос, хлоратный порох тоже электролизом надо нарабатывать.

Насчёт перекисей - я с ними лично работал (в количествах нескольких грамм максимум, мне мои руки дороги). Гадость ещё та, особенно грязные - они могут самопроизвольно разлагаться от смены фазы Луны. С хлоратным порохом та же история - напомнить чем закончилась попытка изготовить первую его крупную партию? У попаданца гарантировано не будет возможности в первое время наладить надёжное производство хлоратов.

А вот синтезированный аммиак можно пустить на производство обычной селитры, которую в крайнем случае можно в обычном порохе использовать. Потом постепенно переходить на производство бездымных порохов и взрывчатки.

Да, про удобрения тоже не забываем.

vashu1
Про
Сообщения: 365
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 12, 2013, 21:59
Цитата

Вообще мне идея нравится.

Габер для попаданца практически нереален.

Есть вариант со связыванием азота в электрической дуге. Но там нужны электромагниты, относительно высокие мощности и затраты - 20 квЧ на кило.

В общем надо смотреть конкретную производительность. У хлора лучшие современные это порядка 5 квЧ на кило. Азотка во многих смыслах удобнее, так что если улучшить результат по сравнению с методом в дуге в 2-3 раза то шанс на конкуренцию с хлором есть.

К тому же ваш метод похоже не сильно зависит от масштаба производства(порог мин мощности) в отличие от дуги, что для попаданца большой плюс.

Если мы насытили армию хлоратными порохами и ВВ, обеспечили инициирующие и бризантные ВВ на перекисях с флегматизаторами, металлообработку (стволы) гальванопластикой и т.п., и имеем много невостребованного электричества поверх всего упомянутого... Тогда да, можно и об азоте подумать.

Может назовете конкретную бризантную и инициирующее из хлората? Чтобы был предмет для обсуждения.

Тут есть еще момент достоверности. Суть электролиза помнит считай каждый, точный рецепт гремучей ртути - уже сильно меньше, специальные хлоратные ВВ, не распространенные в современности это уж сильно узкая ниша. Только проф. химики?

В общем идеальный рецепт для попаданца должен быть максимально прост для запоминания.

dan14444
Про
Сообщения: 372
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 12, 2013, 23:34
Цитата

Vashu1, если ориентироваться на среднестатистического обывателя - его судьба будет кратка и незавидна, и читать будет неинтересно :).
И насчёт "сути электролиза"... Уверен, что те, кто в детстве юным химиком хлорат дома не варили - поимеют массу сюрпризов. Даже "проф. химики" - ввиду очень разных специальностей. Но. Вы не представляете, насколько всё хуже в фиксации азота. Это просто несопоставимо.

Про инициирующие на хлоратах я нигде и никогда не писал. Электролиз открывает дорогу не только к хлоратам, но и к перекисям. А вот они... Думаю, "кису" в детстве варили очень многие, а ацетон через ацетат кальция доступен всегда и везде. Да, это херовое инициирующее, но работать будет - как первая ласточка.
Естественно, если есть доступ к ртути, купоросу и селитре - не надо вымудрятся и гремучка - наше фсё. Но он есть?

Про бризантные... Тут 2 момента: сами хлоратные смеси обладают более мощным бризантным действием чем ЧП, но на полноценные естественно не тянут. А перекисные - дают замечательный бризантный эффект, но опасны и применимы для гранат, но не для снарядов.
В целом - никакого сравнения с нитро... при крупнотоннажном производстве... Но вот в дикие времена, да при недостатке селитры - у них просто нет альтернатив.

dan14444
Про
Сообщения: 372
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 12, 2013, 23:50
Цитата

Cyberax,

См.: "селитряницы". Лучше не получится, даже при современной технологии. Сейчас пытаются разработать более удобные биотехнологии для фиксирования азота, но успехи минимальны - то что хоть какие-то бактерии могут его фиксировать уже само по себе очень удивительная вещь.

А что значит "лучше"? Если у Вас есть крестьяне, которых можно озадачить линейкой бобовые-белок-селитра, попутно (или наоборот, в первую очередь) решая продовольственный и денежный вопросы - это очень даже эффективно.
И да, биофиксация азота - вещь удивительная :).

Тут отдельный вопрос, хлоратный порох тоже электролизом надо нарабатывать.

О том, что несрвнимы и сложность ячейки, и выход по току писать надо? Ну и выделение лития - это тоже не на коленке делается.

Насчёт перекисей - я с ними лично работал (в количествах нескольких грамм максимум, мне мои руки дороги). Гадость ещё та, особенно грязные - они могут самопроизвольно разлагаться от смены фазы Луны.

А кто спорит? Но когда выбор - точно умереть от холодняка или с вероятностью 5% от самоподрыва - результат немного очевиден. Флегматизаторы, опять же.. Я на "кисе" в детстве ракеты запускал - и летали, и ничего не взрывалось. А сколько производств безобиднейшего ЧП или аммиачной селитры к небесам взлетело?

С хлоратным порохом та же история - напомнить чем закончилась попытка изготовить первую его крупную партию? У попаданца гарантировано не будет возможности в первое время наладить надёжное производство хлоратов.

Как раз наоборот - у него будет ИМЕННО и ТОЛЬКО возможность "в первое время наладить надёжное производство хлоратов" - ввиду исключительной простоты. А пороха на их основе... да, для стрельбы чем-то похуже ЧП (для гранат - лучше), но они доступнее ЧП, производство быстрее организовывается и лучше масштабируется.

А вот синтезированный аммиак можно пустить на производство обычной селитры, которую в крайнем случае можно в обычном порохе использовать. Потом постепенно переходить на производство бездымных порохов и взрывчатки.

Ну ведь чушь же! Если есть возможность сварить аммиак и окислить его в азотку (не сильно проще Габера кстати, и платина нужна) - уж всяко не в селитру её гробить а в нитроорганику идти!

И главное - херовая эффективность. Если цель - кустарное производство азотки, то проще через селитряницы (года 2 как минимум (!) на приличный генератор, выделение лития (!!) и окисление аммиака (!!!) точно уйдут - как раз дозреть селитряницам на пару (а то и десяток) тонн азотки - за куда меньшие деньги).

(А вот хлоратам, для сравнения, нужен только намного более простой генератор или железная гальваника, и выход на порядки выше. Реально запустить за пару месяцев - а не лет. Так что преимущество перед селитряницами очевидно.)

А если цель - крупнотоннажное производство, то нужна электростанция и тогда... ну да я это уже описывал.

Cyberax
Осваивающийся
Сообщения: 27
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 13, 2013, 02:03
Цитата

Аммиак не обязательно самим в азотку окислять (кстати, это делается на сетках из платинового катализатора при нормальном давлении - не такая уж экзотика). Достаточно просто полить разбавленным раствором аммиака деревянные щепки, смоченные поташем. Дальше правильные бактерии сами всё сделают, причём всего за несколько дней.

Кстати, электрохимическая эффективность литиевого процесса будет вполне нормальной. Из одного кило лития получается один кило аммиака или 6 кило селитры. Я тут посчитал, что термохимическая эффективность у литиевого процесса примерно такая же, как у Габера (!!!). Сейчас Габер используется из-за того, что там не нужно электричество в больших количествах - всё идёт чисто химически, энергия вся берётся из входного метана.

dan14444
Про
Сообщения: 372
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 13, 2013, 04:07
Цитата

Достаточно просто полить разбавленным раствором аммиака деревянные щепки, смоченные поташем. Дальше правильные бактерии сами всё сделают, причём всего за несколько дней.

Ссылочку, пожалуйста. Я пока вижу безумный вариант селитряницы, который просто не сработает - из защелаченных щепок аммиак улетит за минуты. Это не говоря о том, чтобактериям чего-то жрать надо.
Если сделать правильную селитряницу - то года за 2 окислит... Но моча куда доступнее продукта Вашего синтеза :).

делается на сетках из платинового катализатора при нормальном давлении - не такая уж экзотика

Из оптимистичного там - только нормальное давление. Не бог весть что, но довольно замороченный газообмен, соответственно - трубопроводы и насосы под работу с агрессивными газами, абсорберы, и главное - добыча и технология обработки платины.

Кстати, электрохимическая эффективность литиевого процесса будет вполне нормальной. Из одного кило лития получается один кило аммиака или 6 кило селитры. Я тут посчитал, что термохимическая эффективность у литиевого процесса примерно такая же, как у Габера (!!!).

Так электро- или термохимическая эффективность - то? 🙂
Я электрохимию сравнивал с хлоратной ячейкой - по грубой оценке по всему процессу "до азотки" выход будет на порядок меньше. Не говроя о совершенно других требованиях к источнику тока.
А по термодинамике с Габером - звиняйте, не верю. Габер - прямой, там терять не на чем. В отличие от... Выкладки в студию!

vashu1
Про
Сообщения: 365
Permalink
Сообщение Ответ на: Получение аммиака из атмосферного азота
 July 13, 2013, 18:47
Цитата

Ссылочку, пожалуйста. Я пока вижу безумный вариант селитряницы, который просто не сработает - из защелаченных щепок аммиак улетит за минуты. Это не говоря о том, чтобактериям чего-то жрать надо.
Если сделать правильную селитряницу - то года за 2 окислит... Но моча куда доступнее продукта Вашего синтеза

http://www.popadancev.net/selitra-i-selitryanicy/
>> Итак, заметно, что при этом производстве селитры главное — доступ к аммиаку. Если мы его получили химическим путем, то возможно использовать нитратные бактерии более активно (такие эксперименты проводились). Для этого нужно смешать костяной уголь с торфом и поливать его раствором аммиака. В таком случае с «сотки» площади за сутки можно получить больше 6 кг селитры.

Судя по этой ссылке http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=13842&st=30
данные взяты из книги "Фиксация атмосферного азота"

Литий конечно штука не самая доступная. 🙁

Натрий с водородом реагирует, но с азотом плохо
>> https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%B9
>> Натрий более активный чем литий. С азотом реагирует крайне плохо в тлеющем разряде, образуя очень неустойчивое вещество — нитрид натрия (в противоположность легко образующемуся нитриду лития):

Азот похоже реагирует с магнием и бором при нагреве. Может можно что то сдать на основе натрия или смеси натрия с Mg или B?

А как насчет метода
>> Существует и ещё один, менее распространённый способ промышленного связывания атмосферного азота — цианамидный метод, основанный на реакции карбида кальция с азотом при 1000 °C.
?

Карбид можно получать и без электричества, пусть и с большими затратами топлива. Правда что делать с получившимся CaCN2 я лично не знаю 🙂

Страниц: [1] 2 3 4 5
Mingle Forum by cartpauj
Версия: 1.0.34 ; Страница загружена за 0.377 секунд.