O Processo de Produção de Amônia

1. INTRODUÇÃO

A amônia é um composto químico relativamente abundante tanto no meio ambiente terrestre quanto em objetos no meio interestelar; esse fato por si só justifica a relevância de seu estudo. Em condições ambientais correntes a amônia é encontrada em estado gasoso e apresenta um odor penetrante característico. Embora este composto contribua significativamente na produção de alimentos na forma de fertilizantes (adubos), em geral, o gás propriamente dito é cáustico e pode causar danos sérios à saúde. Para humanos, em particular, a exposição a concentrações muito altas de amônia gasosa pode causar danos sérios nos pulmões ou ser letal.

O nitrogênio é usualmente encontrado na forma gasosa, é um gás inerte de muita importância para os seres vivos. E hidrogênio é o elemento químico mais simples dentre os elementos da tabela periódica. Ele é formado por apenas um próton e um elétron. Então, a amônia é formada por um átomo de nitrogênio ligado a três átomos de hidrogênio (NH3), é um composto químico inorgânico, tem sido utilizada por décadas na produção de fertilizantes, refrigeradores, explosivos entre outros.

Dentre os processos termoquímicos para a síntese de amônia um que se destaca por sua eficiência e economia, é o processo de Haber-Bosch, este processo consiste na síntese da amônia a partir do nitrogênio e do hidrogênio para transformá-los em amônia, esta reação ocorre sob pressões e temperaturas elevadas com o auxílio de catalisador.

A reação de síntese da amônia foi desenvolvida por Fritz Haber (1868 – 1934) e William Carl Bosch (1874 – 1940), que por necessidades militares e comerciais da época foram impulsionados a buscar uma nova forma de sintetizar este composto.

Em 13 de outubro de 1908, o químico alemão Fritz Haber (1868-1934) criou uma maneira de reagir o nitrogênio com hidrogênio na presença de um catalisador em temperaturas e pressões elevadas.

Haber acreditava que este processo seria de grande contribuição para o desenvolvimento agrícola do mundo, além de acreditar que o processo pudesse ser utilizado para fins militares.

Outro químico alemão, Carl Bosch (1874-1940) funcionário da empresa BASF (indústria química multinacional), continuou o trabalho de Haber e implementou nas linhas industriais da própria BASF a síntese de amônia em escala.

Por estas realizações, Haber recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1918, e Bosch, em 1931.

A amônia também é utilizada para refrigeração, e pela primeira vez foi no ano de 1876, em uma máquina de compressão à vapor por Carl Von Linde.

A amônia entre suas aplicações destaca-se seu uso como agente refrigerante. Em aparelhos refrigeradores é usado o sistema de compressão que modifica um fluido refrigerante como a amônia e outros gases de um estado líquido para o estado gasoso, e depois mudando novamente as substâncias para o estado líquido. Os princípios básicos para refrigeração continuam sendo a compressão, liquefação e expansão de um gás em um sistema fechado. Ao se expandir, o gás retira o calor do ambiente e dos produtos que nele estiverem contidos. De uma forma simplificada, podem-se perceber três componentes distintos nos sistemas de refrigeração: o compressor, o condensador e o evaporador.

2. JUSTIFICATIVAS

A amônia é atualmente um dos produtos químicos mais consumidos em todo o mundo, sendo o segundo produto químico mais produzindo mundialmente. O Brasil ocupa o 22º lugar em produção anual de amônia, com aproximadamente 940 mil toneladas (ANDA 2005).

Figura 1: Gráfico – Produção Mundial por País

Cerca de 85% da produção mundial de amônia é destinada para a produção de fertilizantes nitrogenados (IFA,2009b). Ainda segundo a International Fertilizer Industry Association (IFA), aproximadamente 97% dos fertilizantes nitrogenados produzidos no mundo são obtidos a partir da amônia resultante do processo Haber – Bosch (IFA, 2011).

Além do uso para fabricação de fertilizantes nitrogenados, a amônia possui outras aplicações como: fabricação de explosivos, fibras de plásticos, produtos de beleza e limpeza, mineração, utilizado em unidades de refrigeração, entre outros.

O processo de Haber-Bosch é de suma importância para a produção industrial, prova disso os idealizadores do processo Fritz Haber (1868 – 1934) e Willian Carl Bosch (1874 – 1940) ganharam o Prêmio Nobel de Química em 1918 e 1931 respectivamente. Depois que Haber e Bosch através das condições de equilíbrio e altas pressões conseguiram sintetizar a amônia, tudo mudou, a área agrícola adquiriu um aumento significativo, novos produtos foram criados indiretamente e diretamente pela amônia, outros processos foram aperfeiçoados e desenvolvidos através dos estudos de Haber- Bosch.

Para muitos autores a síntese da amônia