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アンモニア合成【アンモニアごうせい】

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

アンモニア合成
アンモニアごうせい
ammonia synthesis
窒素 N2 と水素 H2 からハーバー=ボッシュ法に従って N2+3H2=2NH3 という反応によって合成する。窒素は空気を液化して酸素を除いたものを用いる。水素 (水素ガス) は石炭やコークスを燃焼させてこれに水蒸気を吹込んだり (水性ガス) ,メタンと水蒸気を加熱したり ( CH4+H2O=CO+3H2 ) して得られるものを用いる。合成されたアンモニアは,硫安尿素硝酸などの製造原料として用いられる。

出典:ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典
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世界大百科事典 第2版

あんもにあごうせい【アンモニア合成】

出典:株式会社平凡社
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日本大百科全書(ニッポニカ)

アンモニア合成
あんもにあごうせい
窒素と水素から触媒を用いて高温・高圧下でアンモニアを直接合成する方法である。これは、1907年F・ハーバーが合成アンモニアの基礎を確立し、その後C・ボッシュらの技術的協力により1913年に工業的生産に成功したもので、ハーバー‐ボッシュ法ともいわれている。[荒川 剛]

出典:小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)
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化学辞典 第2版

アンモニア合成
アンモニアゴウセイ
ammonia synthesis

水素と窒素から触媒の存在,高温,高圧下でアンモニアを直接合成する方法.

3H2 + N2 → 2NH3 + 92 kJ

20世紀のはじめに,F. Haber(ハーバー)やH.W. Nernst(ネルンスト)の熱力学的研究により,合成の成功への糸口が得られた.これは化学平衡論の工業への応用の成果である.まず,Haberが基礎的研究に成功し,1908年に最初の特許を得,ついで1913年にC. Bosch(ボッシュ)の成功によって高圧装置の問題を技術的に解決し,年産9000 t のアンモニア合成工場の建設,操業に成功した.その後,約50年間に10種類ほどの新合成法が現れたが,いずれも本質的には上記のハーバー-ボッシュ法の改変法である.アンモニア合成の方式は,反応条件,触媒の種類,合成塔の型式などで分けられる.合成塔の典型的なものは,低温低圧型,中温中圧型,高温高圧型,ハーバー法の改変型などである.わが国で行われているおもな諸方式を表に示す.

平衡の理論から,NH3生成率は温度が低く,圧力が高いほど高くなる.温度が低いと反応速度が小さくなり,工業的に高収率を得るための適当な圧力,空間速度に対して適当な温度がある.工業的な温度範囲は400~650 ℃,圧力範囲は100~1000 atm,生成率5~30% である.常用されている触媒はFe3O4を主体とし,Al2O3やK2Oを添加して融解法でつくる.まず,種々の方法で製造した水素と窒素との混合物を精製後,N2:H2 を約1:3に調整し,高圧に圧縮する.合成塔で合成されたアンモニアは凝縮器で凝縮し,高圧受器に液体アンモニアとしてためられる.分離した未反応混合ガスは合成塔へ戻す.アンモニアの用途として,アンモニア酸化法(ammonia oxidation process)による硝酸の製造がある.

出典:森北出版「化学辞典(第2版)」
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