Разработка и использование катализаторов для синтеза аммиака
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?редназначены для отсечения очистки низкого давления от основной схемы в аварийных ситуациях. После блока абсорбционной очистки низкого давления газ поступает в газгольдер 7, откуда через осушитель 8, заполненный силикагелем марки КСК, нагнетается пятиступенчатым поршневым компрессором 9 в маслоотделитель 10. Затем подается в блок очистки высокого давления через систему аварийного малого блока 11, состоящего из двух вентилей: запорного и регулировочного.
Для очистки газа от примесей масла и воды, попадающих при прохождении потока через газгольдер и компрессор, предназначены фильтры высокого давления 12, 13, содержащие активированный уголь марки АГ-3 и силикагель соответственно.
Далее газ поступает в первую колонну предкатализа 14, где на Al-Ni-Cr-Cu-катализаторе при 200-300С происходит гидрирование кислорода и кислородсодержащих соединений. Кислород, являющийся продуктом распада кислородсодержащих соединений, взаимодействует с водородом с образованием воды, которая улавливается в последующих фильтрах, заполненных щелочью. Оксиды углерода, образующиеся при разложении органических соединений, реагируют с водородом, получающийся при этом метан является инертной примесью и не оказывает влияния на катализатор синтеза аммиака.
После первой колонны предкатализа азотоводородная смесь проходит два фильтра 15, загруженных гранулированным гидроксидом калия для осушки от влаги, образующейся при гидрировании примесей, и поступает во вторую колонну предкатализа 16. На плавленом катализаторе синтеза аммиака СА-1В при 250-300С происходит окончательная очистка азотоводородной смеси от кислородсодержащих соединений. После обеих колонн предкатализа предусмотрен блок аварийных вентилей и вентилей для отбора проб на анализ 17, позволяющий не только анализировать состав газа, но и отсекать отдельные аппараты очистки высокого давления в аварийных ситуациях. Содержание аммиака в газе после второй колонны предкатализа не должно превышать 0,1-0,2 об %.
Через вентиль отбора проб второй колонны предкатализа азотоводородная смесь поступает в два последующих фильтра 18, загруженных таблетированньм гидроксидом калия, где улавливается влага, образовавшаяся при гидрировании кислородсодержащих примесей. Последний фильтр 19 предназначен для очистки от механических примесей и щелочной пыли и загружен ватой, просушенной при 90-100С. Из блока очистки высокого давления газ поступает в регулятор высокого давления 20 и колонну синтеза 21. Во избежание потерь чистого газа аммиачноазотоводородную смесь, отходящую из колонны синтеза и содержащую до 26 об %. аммиака, редуцируют до атмосферного давления и направляют в крекер обратного газа 22, где при 500-600С аммиак разлагается на катализаторе СА-1. После обратного крекера газ поступает в блок абсорбционной очистки низкого давления, в котором поглощаются следы неразложившегося аммиака. Давление газа в колонне синтеза регулируется автоматически в пределах одной атмосферы мембранным регулятором прямого действия. Температура в каналах колонны измеряется хромель-алюмелевыми термопарами, соединенными с потенциометрами типа КСП-4. Изотермические условия синтеза в колонне поддерживаются автоматически за счет обогревающей электропечи. Регулирование температуры осуществляется с помощью электронного потенциометра ЭПВ-А11. Точность измерения температуры составляет 1С. Анализируемый газ на выходе из каждого канала редуцируется регулировочным вентилем до атмосферного давления. Скорость потока контролируется с помощью реометра. Содержание аммиака определяется с помощью газоанализатора или объемным методом.
Испытанные на активность образцы катализаторов охлаждают в потоке азотоводородной смеси до комнатной температуры и пассивируют азотом с содержанием 0,1-0,2% кислорода в течение 8-10 ч или воздухом при охлаждении образца жидким азотом в течение 3-5 мин.
Колонна синтеза аммиака предназначена для одновременного испытания активности четырех образцов катализатора синтеза аммиака.
Колонна выполнена из стали марки 1х14НВ2М. В корпусе колонны по всей длине высверлены пять каналов, закрывающиеся термопарными чехлами, которые уплотняются накидными гайками. Применение многоканального реактора позволяет испытывать четыре образца в одинаковых условиях относительно температуры, давления, объемной скорости, состава газовой смеси и неконтролируемых факторов, что существенно увеличивает точность эксперимента.
Азотоводородная смесь из очистки высокого давления поступает в центральный канал колонны, где, проходя по винтовой нарезке термопарного чехла, нагревается до температуры реакционной зоны. Через отверстия, соединяющие центральный канал с четырьмя другими, попадает в рабочее пространство каждого канала, которое имеет объем 5 мл и находится между дном канала и термопарным чехлом Из рабочею пространства азотоводородная смесь проходит между стенками канала и термопарного чехла и при открытом регулировочном вентиле на выходе из канала с заданной скоростью поступает на анализ или через обратный крекер в газгольдер [31].
В каждый канал колонны было загружено по 2 см3 образца.
Режим восстановления и испытания в чистой АВС (Н2: N2 = 3:
).
Условия: Р = 50 атм, W=30000 час-1
Разогрев до 300С со скоростью 30-35С/час
Выдержка 2 часа.
Разогрев до 350С со скоростью 25-30С/час
Выдержка 2 час
Разогрев до 375С со скоростью 10-15С/час
Выдержка 4 часа
Разогрев до 400С со скоростью 10-15С /