As matérias-primas para a obtenção de Amoníaco

As matérias-primas para o fabrico do amoníaco são o gás natural, ou o petróleo, a água e o ar.
Como se pode verificar todos estes materiais são de origem natural, ou seja, provêm da natureza.

Fig.1 Central de Petróleo


Obtenção do Hidrogénio
O hidrogénio pode ser obtido através da reacção entre o gás natural e o vapor de água.

Este processo realiza-se em duas fases:
Primeira fase - O gás natural é exposto a vapor de água a altas temperaturas, originando monóxido de carbono e hidrogénio de acordo com a seguinte equação química:
CH₄ (g) + H₂O (g) à CO (g) + 3H₂ (g)
Segunda fase - O monóxido de carbono reage com o vapor de água, originando dióxido de carbono e hidrogénio:
CO (g) + H₂O (g) à CO₂ (g) + H₂ (g)


Do ponto de vista ambiental, este processo de obtenção de hidrogénio não é considerado sustentável devido às emissões de dióxido de carbono que origina e que contribuem para o efeito de estufa.
Outra forma de obter hidrogénio é a partir da oxidação parcial de vasta gama de hidrocarbonetos que origina hidrogénio, que é posteriormente purificado.
Um dos inconvenientes destes processos de obtenção de hidrogénio é o facto de utilizarem fontes de energia não renováveis.




Fig.2 Produção de hidrogénio a partir de energias renováveis


Obtenção de Azoto
A principal fonte de azoto é o ar.
No processo de Haber utiliza-se o azoto directamente do ar.
Outro processo para obter industrialmente o azoto é a destilação fraccionada do ar líquido. Neste processo o ar é liquefeito e os componentes são separados por destilação fraccionada. Como o azoto é o componente mais volátil, é o primeiro a ser separado.

Obtenção de Amoníaco pelo Processo de Haber

Como já foi referido este processo de obtenção de NH3 foi desenvolvido por Fritz Haber no ano de 1909.
O azoto e o hidrogénio entram num compressor onde são sujeitos a uma pressão elevada. Posteriormente, passam para a câmara de reacção ou conversor, onde se processa a reacção entre o azoto e o hidrogénio a temperaturas elevadas e na presença de um catalisador.

N₂ (g) + 3H₂ (g) à 2NH₃ (g)

Visto esta reacção não ser completa, ficam ainda por reagir grandes quantidades de azoto e de hidrogénio.
Por esse motivo, da câmara de reacção sai uma mistura de amoníaco (NH₃) com azoto e hidrogénio. Esta mistura entra no condensador, onde o amoníaco se liquefaz e é recolhido.
Por fim, o azoto e o hidrogénio que não reagiram são novamente introduzidos no conversor através de uma bomba de reciclagem.




Fig.3 Aparelho de Haber para a síntese do amoníaco

As utilizações do Amoníaco

Como já foi referido anteriormente, grande parte do amoníaco é utilizado na produção de fertilizantes azotados, mas também tem um grande contributo na produção de ácido nítrico, um dos principais ácidos inorgânicos. O amoníaco é ainda usado na produção de corantes, medicamentos e explosivos.

O facto de haver uma grande absorção de energia sob a forma de calor do exterior torna a vaporização do amoníaco (passagem do estado líquido para o gasoso) um processo muito endotérmico, produzindo arrefecimento nos materiais envolventes. Consequentemente o amoníaco líquido é utilizado como meio de arrefecimento em muitas indústrias alimentares.
•Indústria química – síntese de ureia, fertilizantes, produção de ácido nítrico
• Indústrias do frio, do papel e alimentar – fluido refrigerante
• Indústria metalúrgica – atmosferas de tratamento térmico
• Indústria têxtil – dissolvente
• Indústria petroquímica – neutralização de petróleo bruto, síntese de catalisadores

Fig.4 O amoníaco utilizado nas diversas indústrias tem inúmeras aplicações

O Amoníaco é uma substância muito útil nos processos de refrigeração devido ao seu elevado calor de vaporização e de temperatura crítica, sendo assim muito utilizado em circuitos frigoríficos à mais de um século, em máquinas de compreensão mecânica de potência média e grande e em máquinas frigoríficas de pequenas potências, como por exemplo, refrigeradores e frigoríficos domésticos.

Como fluído usado na refrigeração, o amoníaco apresenta numerosas características e vantagens, tais como:
§ Possui boas propriedades termodinâmicas, de transferência de massa e de calor;
§ É quimicamente neutro para os elementos frigoríficos;
§ É insensível na presença de ar húmido ou de água é facilmente detectável em caso de fuga por ser muito leve, e desta forma, é muito difícil ter uma falha no circuito
§ O amoníaco é fabricado para muitos usos, o que permite a manutenção do seu preço baixo e acessível;
§ O óleo lubrificante não se mistura como o amoníaco;