Технологiя зв'язаного азоту
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
завдяки використанню каталiзатору. Досить високу активнiсть у процесах синтезу показали:
, Os, U, Mo, W, Mn
Кращим для промислового застосування СФ залiзний каталiзатор, що зберiгаСФ свою активнiсть 450-500?С, коли можливий вiдносно високий вихiд амiаку. Каталiтичними отрутами для нього СФ сполуки сiрки, фосфору, миш'яку. У виробництвi використовують каталiзатори, що мiстять 26-36% Fe, ~542O3 i промотори -Al2O3, K2O, Ca, Si2, Mg. Активнiсть таких каталiзаторiв при температурi 450?З, тиску 30МПа й об'СФмноi швидкостi 30000година-1 складаСФ 18-20%.
10.Промисловi способи синтезу амiаку
Звичайно схема амiачного заводу, що працюСФ на природному газi, включать трохи 8 стадiй:
-я стадiя - Видалення сiрки з природного газу;
-я стадiя - парова конверсiя метану;
-я стадiя - впуск повiтря i паро-повiтряна конверсiя метану.
-я стадiя - окислювання монооксида вуглецю по реакцii:
+H2O=CO2+H2
Цей процес проводиться в двох реакторах. У першому проводиться так звана середньотемпературна конверсiя монооксиду вуглецю - температура 400С, каталiзатор - залiзохромовий. В другому реакторi - низькотемпературна конверсiя монооксиду вуглецю - застосовуСФться каталiзатор, що мiстить мiдь, температура 220С.
-я стадiя - Вимивання диоксида вуглецю з газовоi сумiшi за допомогою буферного лужного розчину карбонату калiю або етаноламiну. Диоксид вуглецю звичайно скраплюють i використовують для виробництва карбамiду.
-я стадiя - Видалення залишкiв монооксиду вуглецю шляхом конверсii в метан на нiкельвмiщуючому каталiзаторi.
-я стадiя - АВС пiддають стисковi, а потiм охолодженню.
-я стадiя - Газ з компресору надходить у колону синтезу амiаку, що складаСФться з колони синтезу i конденсатору.
Газова сумiш, що виходить з колони синтезу мiстить близько 15% амiаку.
11 Агрегати синтезу амiаку
Агрегати синтезу амiаку можна роздiлити на три категорii:
-низького тиску 10-16 МПа;
-високого тиску 80-100МПа;
-середнього тиску 20-50МПа.
Реактори синтезу амiаку СФ основними i найбiльш складними апаратами установок синтезу. Вони визначають продуктивнiсть системи, стабiльнiсть ii роботи, тривалiсть експлуатацii й економiчну ефективнiсть. У загальному видi реактор синтезу амiаку являСФ собою колонний апарат, усерединi якого розмiщена насадка, що складаСФться з катализаторной коробки i теплообмiнних елементiв. Внутрiшня частина колони синтезу призначена в основному для розмiщення каталiзатора. Вiд кiлькостi каталiзатора, його активностi i режиму роботи залежить продуктивнiсть реактора i всiСФi системи синтезу амiаку. Оптимальний температурний режим у реакцiйнiй зонi - 475-525С.Для забезпечення цього режиму необхiдно безупинно вiдводити з реакцiйноi зони теплоту, еквiвалентну кiлькостi амiаку, що утворився. Спроби створити стабiльний i оптимальний режим у колонi синтезу привели до розробки численних рiзновидiв конструкцiй реакторiв синтезу амiаку
По конструктивних ознаках iх можна роздiлити на наступнi групи:
-Трубчастi реактори з теплообмiнниками.
-Полочнi адiабатичнi реактори - у цих реакторах процес синтезу i тепло вiдвiд здiйснюСФться схiдчасто на кожнiй полицi.
-Радiальнi реактори - газовий потiк рухаСФться радiально чрез шар каталiзатора.
-Горизонтальнi камернi реактори - з поперечним рухом газового потоку через каталiзатор.
-Комбiнованi реактори.
РЖснуСФ також двоступiнчастий агрегат синтезу, де процес проводять у двох реакторах з виносними теплообмiнниками, що вiдрiзняються вiд колони синтезу меншими розмiрами устаткування.
Бiльшiсть схем виробництва амiаку й азотноi кислоти вважаються енерготехнологiчними.
В установках синтезу амiаку пiд тиском 30,4МПа тепло реакцii синтезу використовуСФться для одержання пари. тиску 2,5-4,0 МПа в кiлькостi 0,8т на 1т амiаку.
В установках синтезу амiаку пiд тиском 50,7 МПа тепло реакцii синтезу використовуСФться для одержання пари в кiлькостi 0,8-0,9т/т амiаку.
Так, трубчаста пiч первинного риформингу обладнана допомiжним казаном для одержання додатковоi кiлькостi пари високого тиску. У казанах-утилiзаторах, установлених пiсля конвертора метану другоi ступiнi одержують пара тиском 10,6 МПа.
12 Технологiя азотноi кислоти
Одержання азотноi кислоти засновано на процеси Оствальда. Цей процес складаСФться з 3-х стадiй:
1.Каталiтичне окислювання амiаку:
Амiак змiшують з повiтрям i пропускають над поверхнею Pt-Rh каталiзатору, нагрiтого до 900 ?С
4NH3+5O2=4NO+6H2O?H=-905,6 кДж(1)
2.Одержання дiоксиду азоту:
Гази, отриманi на 1-й стадii, прохолоджують i змiшують з повiтрям
NO+O2=2NO2(2)
3.Одержання розведеноi азотноi кислоти:
NO2+H2O=2HNO3+NO
При контактному окислюваннi амiаку можливi наступнi реакцii:
NH3+4O2=2N2O+6H2O
NH3+6NO=5N2+6H2O
Ступiнь перетворення амiаку в цих реакцiях близька до 100% при температурi 750С. Пiд час вiдсутностi каталiзатора найбiльш швидкою СФ реакцiя, що протiкаСФ з утворенням азоту
В азотнокислому виробництвi процес проводять на каталiзаторах селективно прискорюють реакцiю з утворенням NO. В основному застосовують платиновi каталiзатори.
На цих каталiзаторах реакцii окислювання протiкають у дифузiйнiй областi.
Пiдвищення t прискорюСФ процес, його проводять при температурi 800С при атмосферному тиску i при температурi 900С при пiдвищеному тиску.
Пiдвищення тиску п