ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные способы синтеза аммиака из "Общая химическая технология Том 1" В настоящее время известен ряд способов производства, отличающихся друг от друга избранным для процесса давлением системы высокого давления (750—1000 аг), среднего давления (200—300 аг) и низкого давления (100 ат). [c.334] Системы высокого давления отличаются высокой производительностью аппаратов для синтеза, простотой выделения аммиака из газовой смеси и, как следствие этого, простотой технологической схемы производства. В таких системах получается жидкий аммиак. [c.334] Процесс синтеза протекает при 500—550°. Газовая смесь на выходе из аппарата содержит около 20% аммиака, температура ее около 200°. Охлаждением в водяном холодильнике содержание аммиака в газе снижается примерно до 4%. [c.335] На рис. 131 показана колонна синтеза этой системы, представляющая собой толстостенный цилиндр 1 из пущечной стали (диаметр около 1000 мм, высота около 10 м), закрытый с обеих сторон крыщками. В аппарате помещен ряд концентрически расположенных труб изоляционная труба 2, несущая на наружной поверхности слой асбеста теплообменная ребристая труба 3, труба для катализатора 4 и центральная труба 5, в которой помещена спираль для нагрева 6, намотанная на покрытый изоляцией стальной стержень 7. [c.335] Далее газ входит сверху в центральную трубу и из нее поступает снизу в трубу для катализатора. [c.335] Аппараты высокого давления строят на производительность до 60—80 г и более аммиака в сутки. [c.335] Схема установки для синтеза под средним давлением (300 ат) показана на рис. 132. Для того чтобы сконденсировать аммиак, в данном случае необходимо охладить газ примерно до —10°. Газовая смесь из колонны синтеза аммиака 1 поступает в водяной холодильник 2. Сконденсировавщийся аммиак отделяется от газа в газоотделителе 5. [c.335] Колонна синтеза работает автотермично, подогрев требуется только при пуске системы. Для этой цели установлен трубчатый подогреватель (на схеме не показан), в котором газ, проходящий по трубам, нагревается топочными газами. В аммиачном холодильнике используется производимый на данной установке аммиак, который здесь испаряется и, таким образом, часть продукции выдается в виде газа. [c.336] На рис. 133 показана одна из схем устройства колонны синтеза аммиака под средним давлением. Примерные размеры колонны высота около 13 м, наружный диаметр около 1 м. Корпус колонны изготовляют из слитка хромованадиевой стали просверленный по оси слиток проковывают и подвергают сложной термической и механической обработке. Толщина стенки кор- У 75 м . Сверху и снизу колонна закрывается стальными крышками 2, тор ш коробка° Дтепл укрепленными при ПОМОЩИ фланцев. [c.336] В верхней части колонны помещена катализаторная коробка 5, 3 ижней — теплообменник 4. Для защиты стенок колонны от чрезмерного нагрева и сохранения устойчивого теплового режима в контактной зоне катализаторная коробка и теплообменник покрыты слоем изоляции 5. [c.337] Для этой же цели основной поток холодного газа направляегся в колонну сверху и проходит вниз через кольцевое пространство, образуемое стенками корпуса и катализаторной коробки. Далее газ нагревается в межтрубном пространстве теплообменника и поступает в катализаторную коробку 3. Для регулирования температуры катализатора в катализаторной коробке имеются двойные трубы 7 (на чертеже показана одна такая труба в левой части коробки). Широкая труба снизу закрыта. Газ поступает в узкую трубку, по кольцевому пространству между узкой и широкой трубками поднимается вверх и проходит через слой катализатора. Из катализаторной коробки газ поступает в теплообменник, где проходит по трубкам, и уходит из колонны. Для понижения температуры катализатора можно направлять часть холодного газа по трубе 5, минуя теплообменник, прямо в катализаторную коробку. [c.337] Потоки 7—свежий газ 2—циркулирующий газ 3—газ, посту-пающий в колонну синтеза 4—газ, выходящий из колонны синтеза 5—жидкий аммиак и растворенные в нем газы 6—продувочные /азы. [c.338] Газовые потоки нумеруются, как показано на рис. 135. [c.338] Для обозначения числа г-мол и молярной доли какого-либо вещества в соответствующей газовой смеси к приведенным обозначениям присоединяются индексы верхниГ индекс указывает вещество, нижний индекс — номер газового потока. Например обозначает число г-мол аммиака в циркулирующем газе, — молярную долю стехиометрической смеси водорода и азота в свежем газе и т. п. [c.338] При расчете предполагается, что процесс установившийся, т. е. все параметры остаются неизменными во времени. [c.338] Состав циркулирующего газа 73 Содержание аммиака после контакта Составляем таблицу материального баланса колонны синтеза аммиака (табл. 29). В графе прихода раздельно учитываем потоки свежего и циркулирующего газов. [c.338] Составляем балансы 1) инертных газов, 2) стехиометрической смеси водорода к азота и 3) аммиака. [c.338] Л (2т 2 — число г-мол смеси, израсходованное на образование аммиака, теряемого с продувочными газами. [c.339] Полученных данных достаточно для составления балансов всех аппаратов цикла и определения состава 1всех потоков. [c.340] Вернуться к основной статье