A Produção do Amoníaco

Em 1909 Fritz Haber descobriu uma forma de produzir amoníaco que veio auxiliar a

agricultura, a nível dos fertilizantes.

O engenheiro Carl Bosch transformou o processo de Haber de modo a conseguir produzir milhares de toneladas de NH3 por ano.

A 1ª Grande Guerra Mundial impulsionou o desenvolvimento das fábricas de amoníaco na Alemanha, bem como noutros países, pois já existia a capacidade de transformar o amoníaco em ácido nítrico (HNO3) , que era importante para o fabrico de explosivos.

O processo de Haber relaciona o azoto e o hidrogénio através da seguinte equação química:

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

Para produzir o amoníaco utiliza-se uma reacção de síntese. No entanto esta reacção é bastante incompleta, isto se for realizada em condições de pressão e temperatura normais. Para se conseguir um rendimento maior é necessário aumentar as condições de pressão e temperatura.

( Pressão = 200 Atm. ; Temperatura = 457 º C )

É também necessário utilizar um catalisador, por exemplo ferro em pó com pequenas

quantidades de óxido de potássio e de alumínio. Apesar destas condições o rendimento continua a ser bastante baixo.

Fritz Haber

Carl Bosch

As Matérias-Primas para a Produção do Amoníaco

As matérias primas para a obtenção do amoníaco são o gás natural (ou petróleo), a água e o ar.

Como se pode verificar todos estes materiais são de origem natural, ou seja, provêm da natureza. Uns serão combustíveis fósseis (ex.: petróleo) e outros serão combustíveis renováveis.

· Obtenção do hidrogénio (di-hidrogénio)

O hidrogénio pode ser obtido através da reacção entre o gás natural (CH₄), ou outro hidrocarboneto leve, com o vapor de água.

Este processo realiza-se em duas fases.

Na primeira fase, o gás natural é exposto a vapor de água a altas temperaturas, originando monóxido de carbono e hidrogénio de acordo com a equação química:

CH₄ (g) + H₂O (g) → CO (g) + 3H₂ (g)

Numa segunda etapa, o monóxido de carbono reage com o vapor de água, originando dióxido de carbono e hidrogénio:

CO (g) + H₂O (g) → CO₂ (g) + H₂ (g)

Do ponto de vista ambiental, este processo de obtenção do hidrogénio não é considerado sustentável devido às emissões de dióxido de carbono que origina e que contribuem para o efeito de estufa.

O hidrogénio também se obtém como produto secundário da refinação do petróleo. A oxidação parcial de uma vasta gama de hidrocarbonetos origina hidrogénio, que é posteriormente purificado.

Os processos de obtenção de hidrogénio atrás referidos têm o inconveniente de utilizar fontes de energia não renováveis.

A produção de hidrogénio a partir de fontes de energia renováveis será um passo importante para a resolução de problemas energéticos e ambientais.

· Obtenção de azoto (di-azoto)

O ar é a principal fonte de azoto.

No processo de Haber utiliza-se o azoto directamente do ar.

A destilação fraccionada do ar líquido é outro processo para obter industrialmente o azoto.

Neste processo, o ar é liquefeito e os respectivos componentes são separados por destilação fraccionada. O azoto é o primeiro componente a ser separado, visto ser o mais volátil; como resíduo sobra um líquido essencialmente constituído por oxigénio, com um pequeno teor de gases nobres.

Extracção de Petróleo

Gás Natural