Miért kell 450 fokon gyártani az ammóniát?

Az ammóniagyártás exoterm egyensúlyi reakció, így a termodinamika szempontjából az alacsony reakcióhőmérséklet kedvez a termékképződésnek. Ezt minden alkalommal elmondják, mikor az ammóniagyártásról van szó, így a kérdés érthető:

"miért nem gyártunk ammóniát 150 celsiuson?"

A válasz a reakciósebesség.

Alacsony hőmérsékleten neked nagy konverziód lesz, azonban kinő a szakállad mire értékelhető mennyiséget tudsz kinyerni a technológiából. Ellentétben magas hőmérsékleten gyorsan beáll az egyensúly, de kisebb konverzióval. Ennélfogva a tervezőmérnököknek kompromisszumot kell kötniük a természettel, és kisebb konverziójú, de realizálható tartózkodási idejű rendszert terveznek. Ez a tartomány pedig kb. 350-500 celsius közé esik, technológia, és üzemállapot függvényében. Ennek meghatározása optimalizációs folyamat.

A tökéletes válaszhoz még annyit tennénk hozzá, mivel térfogatcsökkenéses a reakció, a nyomásnövelés is kedvez a konverziónak. Így akár 30MPa nyomást is alkalmaznak.

A másik a katalizátor, amely pl. elemi vas, a felszíne atomosan "köti" ilyen körülmények közt akár az N2 és H2 gázt is. (intersticiális hidridek és nitridek intermediereken keresztül, amely rögtön továbbalakulnak, megkönnyítve a reakciót.)