ammoniakintuotannossa

Ammoniakintuotannossa viittaa prosessiin, jossa ammoniakkia (NH₃) valmistetaan teollisesti. Yleisin ja taloudellisesti merkittävin menetelmä on Haber-Bosch-prosessi. Tämä prosessi kehittettiin 1900-luvun alussa ja mullisti lannoiteteollisuuden sekä ruoantuotannon maailmanlaajuisesti.

Haber-Bosch-prosessi perustuu typpikaasun (N₂) ja vetykaasun (H₂) väliseen reaktioon korkeassa paineessa ja lämpötilassa, yleensä katalyytin, kuten raudan, läsnäollessa. Typpi saadaan ilmasta, joka koostuu noin 78 % typestä. Vety voidaan tuottaa useilla tavoilla, yleisimmin maakaasun höyryreformoinnilla, mutta myös kivihiilen kaasutuksella tai veden elektrolyysillä.

Reaktio on tasapainoreaktio, jossa typpikaasu ja vetykaasu yhdistyvät ammoniakiksi: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g). Prosessin tehokkuuden parantamiseksi käytetään yleensä 400-500 celsiusasteen lämpötilaa ja paineita, jotka voivat olla 150-250 baaria (15-25 MPa). Katalyytti nopeuttaa reaktion saavuttamista ja mahdollistaa ammoniakin muodostumisen korkeammalla saannolla.

Tuotettu ammoniakki on ensisijaisesti tarkoitettu lannoitteiden valmistukseen, kuten ureaan ja ammoniumnitraattiin. Sitä käytetään myös laajasti kemianteollisuudessa muun muassa muovien, räjähteiden ja lääkkeiden valmistuksessa. Ammoniakin tuotanto on erittäin energiaintensiivistä, ja sen ympäristövaikutukset liittyvät pääasiassa energianlähteiden käyttöön ja kasvihuonekaasupäästöihin.