Процесс производства аммиака характеризуется большой энергоемкостью, что является главным его недостатком. Именно поэтому постоянно ведутся научные разработки, которые призваны решить проблемы экономии энергии. В частности разрабатываются способы утилизации выделенной энергии, а также совмещение, например, производства аммиака и карбамида. Все это способствует удешевлению деятельности предприятий и повышению их полезной отдачи.
Первостепенным энергоресурсом будет являться электроэнергия, расходуемая на работу оборудования: насосы, компрессоры, установок, предназначенных для нагрева (котлы, печи) посредством электрической энергии. Помимо технологического применения электричество используется для освещения производственных помещений. Основным теплоносителем и хладагентом будет являться водяной пар и вода.
Сама технологическая схема производства аммиака зависит, прежде всего, от сырья, из которого получается конечный продукт. Дело в том, что, в отличие от азота, который содержится в воздухе в больших количествах, водород в чистом виде в природе практически не присутствует, а выделять его из воды - довольно трудоемкий и энергозатратный процесс[2].
Географическое расположение подразумевает размещение завода вблизи основного сырья - месторождений газа или заводов нефтепереработки, которые могут предоставить попутный нефтяной газ или природный газ на продажу.
Начнем рассмотрение процесса с изучения сырья и получаемого целевого продукта. В качестве сырья для производства аммиака в основном используются углеводороды, содержащиеся в природном газе. По использованию окислителя и технологическому оформлению можно выделить следующие варианты процесса получения водородосодержащих газов: высокотемпературная кислородная конверсия, каталитическая парокислородная конверсия в шахтных ҏеакторах, каталитическая пароуглекислотная конверсия в трубчатых печах. Перед переработкой конвертированного природного газа необходимо провести процесс очистки. Очистка технологического газа направлена на снижение концентрации диоксида углерода с последующим его выводом из системы.
Оксид углерода(IV) — углекислый газ, газ без запаха и цвета, при сильном охлаждении кристаллизуется в виде белой снегообразной массы — «сухого льда». При атмосферном давлении он не плавится, а испаряется, температура сублимации −78 °С. Углекислый газ образуется при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений. Растворим в воде (1 объём углекислого газа в одном объёме воды при 15 °С). Плотность при нормальных условиях 1,97 кг/м³. Êîíöåíòðàöèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà â àòìîñôåðå Çåìëè составляет в среднем 0,0395 %. Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи, и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.
Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки, получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.
Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает гиперкапнию — состояние, связанное с избытком CO2 в крови (оно может вызываться и задержкой дыхания), когда его парциальное давление превышает 45 мм рт. ст. Однако недостаток углекислого газа в крови (гипокапния, возникающая, например, при гипервентиляции лёгких) тоже опасен.
В пищевой промышленности углекислота используется как консервант и разрыхлитель, обозначается на упаковке кодом Е290. Так же применяется для газирования лимонада и газированной воды, в качестве защитной среды при сварке проволокой. «Сухой лёд» — используется в качестве хладагента.
Очистку будем проводить поташным раствором, рассмотрим его свойства. Карбонат калия (углекислый калий, пота́ш) K2CO3 — средняя соль калия и угольной кислоты. Это белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Малотоксичен, относится к III классу опасности. Старое название соли — пота́ш, от лат. Potassa. Поташ — одна из солей, известных людям ещё в древности. Обычно поташ загрязнён различными примесями, поэтому не имеет такого чисто-белого цвета, как измельчённый карбонат калия. До XX века поташ был одним из важнейших промышленных химических реагентов. Его получали путём водной экстракции из растительной золы, с дальнейшей очисткой до необходимого уровня. Производство было сосредоточено в местах, богатых лесом — кое-где в Европе, но, в основном, в России и Северной Америке.
В промышленности используют следующие виды поташа: кальцинированный и полутораводный. В зависимости от физико-химических свойств поташ подразделяется также на первый, второй и третий сорт. Используется в химической и стекольной промышленности, в пожарном деле, в легкой промышленности и в других отраслях. В строительстве поташ применяют в качестве противоморозной добавки, в химической – для изготовления красок, в легкой – для выделки кож. Также поташ применяется в изготовлении моющих средств. Он служит сырьем для производства оптического стекла. В пожарном деле поташом обрабатывают деревянные строения и конструкции. В сельском хозяйстве поташ применяется в качестве удобрений, т.к. калий является жизненно важным элементом для растений. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E501.