Источники синтеза аммиака

Самую многочисленную группу составляют химические процессы, из которых наиболее важными в технологии являются следующие процессы горение (сжигание жидкого, твердого и газообразного топлива с целью получения энергии, серы — для получения серной кислоты) пирогенные (коксование углей, пиролиз и крекинг нефтепродуктов) окислительно-восстановительные процессы (газификация твердых и жидких топлив, конверсия углеводородов) электрохимические (электролиз воды, растворов и расплавов солей, электрометаллургия, химические источники тока) электротермические (электровозгонка фосфора, получение карбида и цианамида кальция) плазмохимические (реакции в низкотемпературной плазме, включая окисление азота и пиролиз метана, получение ультрадисперсных порошкообразных продуктов) термическая диссоциация (получение извести, кальцинированной соды, глинозема и пигментов) обжиг и спекание (высокотемпературный синтез силикатов, получение цементного клинкера и керамических кислородсодержащих и бескислородных материалов со специальными функциями) гидрирование (синтез аммиака, метанола, гидрокрекинг и гидрогенизация жиров) комплексообразова-ние (разделение и рафинирование платиновых и драгоценных металлов, химическое обогащение руд, например путем хлорирующего или сульфатизирующего обжига для перевода металлов в летучие или способные к выщелачиванию водой соединения) химическое разложение сложных органических веществ (варка древесных отходов с растворами щелочей или бисульфита кальция с целью делигнизацми древесины в производстве целлюлозы) гидролиз (разложение целлюлозы из отходов сельскохозяйственного производства или деревообрабатывающей промышленности с по- [c.211]

В качестве источника сырья для производства продуктов нефтехимической промышленности стали использовать метан из природного газа. Конверсией метана с водяным паром или реакцией с кислородом получали газ синтеза (смесь окиси углерода и водорода) и водород. Таким образом, метан из природного газа стал одним из исходных продуктов для получения синтетического метилового спирта и синтетического аммиака. Синтез аммиака был разработан в Германии непосредственно перед первой мировой войной, за ним последовало развитие процесса производства синтетического метанола в обоих случаях исходным сырьем служил каменный уголь. Подобно этому и паро-метановый и метано-кислородный процессы получения газа синтеза имеют европейское происхождение, при этом в качестве сырья используется метан, являющийся побочным продуктом в процессах разделения коксового газа или при гидрогенизации угля. [c.21]

Синтез аммиака из составляющих элементов представляет собой экзотермический процесс стандартная энтальпия реакции (16-1) АЩд = = — 92,39 кДж на моль реакции в записанном виде, или — 46,19 кДж на моль аммиака. При повышении температуры газовой смеси реакция (16-1) затрудняется, а реакция (16-2), наоборот, облегчается, поскольку она протекает с поглощением тепла и частично противодействует повышению температуры. При добавлении в сосуд некоторого количества аммиака из внешнего источника реакция (16-1) также затрудняется, а реакция (16-2), наоборот, облегчается, поскольку последняя приводит к уменьшению количества добавляемого аммиака. Принцип Ле Шателье удобен тем, что позволяет делать качественные предсказания о поведении равновесной системы в условиях внешнего воздействия. [c.52]

Рассматривая установки каталитического риформинга с точки зрения доноров водорода, следует иметь в виду, что с увеличением содержания серы в нефти объем продуктов, подвергаемых гидроочистке, и потребность в водороде возрастают, в то же время выход его в процессе каталитического риформинга снижается. В связи с этим необходимо искать другие источники водорода или строить специальные установки по его производству. Другими источниками водорода могут быть попутный нефтяной газ, сухие и отдувочные газы различных термических и термокаталитических процессов (например, сухие газы термоконтактного крекинга и каталитического крекинга, отдувочные газы каталитического риформинга гидроочистки, гидрокрекинга и синтеза аммиака, газы от процессов дегидрирования бутанов и бутиленов, пентанов и амиленов, газ, образуемый при пиролизе нефтяного сырья для получения этилена и т. п. [c.100]

Жидкий воздух используют D основном как источник кислорода, потребность в котором больше, чем в азоте. Азот, направляемый в огромных количествах на синтез аммиака, берется в виде азото-водородной смеси, получаемой из воздуха и природного газа, [c.393]

Катализатор синтеза аммиака является также классическим примером гетерогенного катализатора, содержащего главный компонент (железо), который более эффективен, чем любой другой, но требующий добавок — промоторов или стабилизаторов, вводимых с целью увеличения его эффективности и стабильности. С момента разработки процесса катализатор являлся объектом непрерывного изучения в академических и промышленных лабораториях. Эти исследования позволили создать рабочую модель, прояснили функции промоторов, и, наконец, стали источником идей, которые начали применяться во многих других областях катализа. [c.153]

В промышленности метано-паровой процесс используют в двух направлениях — для получения водорода и для получения смесей окиси углерода с водородом. Когда целевым продуктом является только водород, процесс проводят в две стадии сначала осуществляют реакцию (1), а затем добавляют водяной пар и проводят реакцию (2) при более низкой температуре, чтобы сдвинуть равновесие вправо. Поскольку водород необходим главным образом для синтеза аммиака и для процессов гидрирования, он только иногда используется как источник получения новых углеродистых соединений, чего нельзя сказать про смеси окиси углерода и водорода. Поэтому производство этих смесей из метана описано ниже более подробно. [c.48]

Из всех химических реакций, которые люди научились проводить и контролировать для своих нужд, синтез аммиака из водорода и атмосферного азота, вероятно, имеет наибольшее значение. Это особенно понятно в нынешней ситуации, когда с каждым годом становится все ощутимее нехватка продовольствия. Выращивание растительных веществ требует внесения в почву значительных количеств азота в форме, легко усвояемой растениями. Количество продовольствия, необходимое, чтобы прокормить все возрастающее население земного шара, намного превосходит то, что можно произвести, полагаясь лишь на естественное содержание азота в почве. Для обеспечения высокой урожайности сельскохозяйственных культур требуются огромные количества удобрений, богатых азотом. Единственным широко доступным источником азота на земле является атмосферный N2. Таким образом, возникает проблема связывания атмосферного азота, т.е. превращения его в форму, усвояемую растениями. Этот процесс называют еще фиксацией азота. [c.40]

Перечисленные выше газы используются в качестве топлива и исходного сырья химической промышленности. Они важны, например, как один из источников получения азото-водородной смеси для синтеза аммиака. При пропускании их совместно с водяным паром над нагретым до 500 °С катализатором (главным образом РеаОз) происходит взаимодействие по обратимой реакции НаО -)- СО СОа + Нг + Ю ккал, равновесие которой сильно смещено вправо. Образовавшийся углекислый газ удаляют затем промыванием смеси водой (под давлением), а остаток СО —аммиачным раствором солей меди. В результате остаются почти чистые азот н водород. Соответственно регулируя относительные количества генераторного н водяного газов, можно получать N3 и На в требуемом объемном соотношении. Перед подачей в колонну синтеза газовую смесь подвергают сушке и очистке от отравляющих катализатор примесей. [c.513]

В любом промышленном процессе, например при синтезе аммиака, необходимо иметь удобный источник сырья. Так называют вещества, которые легко получить из природных ресурсов. При синтезе аммиака мы начинаем [c.331]

Одной из основных областей использования метана является получение синтез-газа — смеси оксида углерода (II) СО и водорода. Синтез-газ получается при конверсии метана с водяным паром (см. 19.2). Синтез-газ используется для различных синтезов. Если его применяют как источник водорода в синтезе аммиака, то он подвергается дальнейшей конверсии с водяным паром [c.350]

Синтез химических продуктов па базе нефтяного сырья по сравнению с другими источниками сырья дает большой экономический эффект [3]. Так, капиталовложения на строительство завода для производства синтетического этилового спирта на базе переработки природного газа ниже в 2— 3 раза, а эксплуатационные издержки в 4 раза, чем па строительство заводов, получающих этиловый спирт из пищевых растительных продуктов. Замена кокса природным газом при синтезе аммиака позволила снизить удельные капиталовложения на 1 т товарного продукта в среднем на 30—35%. [c.15]

Дешевые нефтехимические продукты вырабатываются в более крупных масштабах и поэтому вытесняют и заменяют другие виды синтетического сырья (например, использование побочного водорода с установок каталитического риформинга вместо водорода из других источников для синтеза аммиака). [c.9]

Как указывалось выше, развитие процессов каталитического риформинга создало обильные источники водорода, которые, несомненно, обеспечат потребности нефтепереработки на ближайшие несколько лет. Необходимо, однако, учитывать, что рост потребления водорода в нефтепереработке (например, для превращения нефтяных остатков) или в химической промышленности (нанример, для синтеза аммиака) может настолько увеличить общую потребность, что ресурсы побочного водорода -с установок каталитического риформинга окажутся совершенно недостаточными. Кроме того, водород, создающий высокую удельную тягу, может найти применение и в качестве ракетного топлива. Эта возможность становится более реальной в связи с разработкой процесса превращения нестабильного орто-водорода в стабильную пара-модификацию при помощи каталитического процесса с использованием гидрата окиси железа. Разработана также новая конструкция емкости типа сосуда Дьюара для применения водорода в автомобильном и воздушном транспорте. Подобные исследовательские работы расширяют области использования водорода настолько, что при калькуляции процессов гидрирования в нефтепереработке уже нельзя будет учитывать водород по цене топливного газа. [c.167]

Аммиак коксового газа был единственным техническим источником получения КНз до создания промышленного способа синтеза аммиака. На коксохимических заводах аммиак улавливают преимущественно в виде сульфата аммония (МН )2804 или концентрированной аммиачной воды. Оба эти продукта используются в качестве азотных удобрений. [c.93]

Независимо от намечаемого использования водорода, будет ли это прямое восстановление железных руд, синтез аммиака, метанола, гидрирование нефтяных фракций или производство топлив высокой теплотворности, для решения вопроса об экономике процесса необходимо предварительно выбрать оптимальный способ получения водорода. В будущем значительные усилия должны быть затрачены на разработку еще более дешевых источников получения этого ценного сырья. Для этого потребуется детальный анализ возможных методов разделения газовых смесей как абсорбция, адсорбция, диффузия, ректификация, связывание в виде комплексных соединений или при помощи химических реакций. [c.168]

Нитрид лития может быть использован как катализатор синтеза аммиака и как полупродукт при получении нитридов металлов, плохо окклюдирующих азот [1]. Он может служить также источником небольших количеств аммиака, выделяющегося при действии на него воды. [c.52]

В зависимости от сырьевых и энергетических источников, условий транспортирования и водоснабжения, вопросов экономики производства применяют различные схемы получения технологического газа для синтеза аммиака (синтез-газа). [c.9]

До широкого внедрения синтеза аммиака побочный аммиак коксования и газификации угля был важнейшим источником связанного азота. Даже в настоящее время побочный аммиак, хотя на пего приходится лишь около 10% общего производства аммиака в США, все еще сохраняет важное промышленное значение, особенно в виде сульфата аммония. Около 80—90% аммиака, получаемого нри процессах коксования угля, превращают в сульфат аммония, который является одним из важнейших азотистых компонентов синтетических удобрений. Несмотря па быстрый рост производства сульфата аммония из синтетического аммиака, начавшийся с 1930 г., побочный сульфат аммония из каменноугольных газов до сего времени составляет около 5()% общей выработки сульфата аммония в США. На рис. 10.1 показана динамика производства синтетического и побочного сульфата аммония в США. [c.228]

Коксовый газ разделяют на легкое масло, фенолы, пиридиновые основания и аммиак поглощением, соответственно, поглотительными маслами, щелочами и кислотами, а также на обратный коксовый газ Легкое масло коксового газа является основным источником каменноугольного бензола Оно содержит также толуол, ксилолы, нафталин Аммиак далее переводят в сульфат аммония (азотное удобрение) или превращают окислением в азотную кислоту Обратный коксовый газ, состоящий в основном из водорода и метана (52% и 32% соответственно), используют в качестве высококалорийного топлива (обогрев коксовых печей) или как источник водорода (при синтезе аммиака) и метана [c.424]

Впервые синтез аммиака из азота воздуха осуществил немецкий химик Габер в 1913 г. В нашей стране источником водорода для синтеза аммиака долгое время являлись искусственные газы — водяной и коксовый. С 1959 г. для получения аммиака стал использоваться природный газ. [c.150]

При проведении реакции в промышленности в качестве источника окиси углерода часто используют водяной газ или смесь водяного и воздушно-генераторного газов. В первом случае после очистки газов от СОа, образовавшегося как побочный продукт реакции, конечным продуктом практически будет водород, применяемый для синтезов многих органических веществ, и в, частности метанола. Во втором случае конечным продуктом будет азото-водородная смесь, необходимая для синтеза аммиака. [c.155]

Затем газ поступает в конвертор второй ступени — работающий в адиабатическом режиме реактор со стационарным слоем никелевого катализатора конверсии. Для получения азота, необходимого для синтеза аммиака, в конвертор подают воздух. Кислород воздуха расходуется на реакции сгорания, являющиеся источником тепла, необходимого для конверсии остального метана. Температура на выходе из вторичного конвертора 870°С. [c.18]

Среди процессов каталитического окисления встречаются реакции большого промышленного значения, на которые имеются ссылки в таблицах, посвященных этим процессам. Отметим практическое использование некоторых про-дуктсв, полученных в процессах каталитического окисления. Окисление окиси углерода при обыкновенной температуре воздухом в двуокись углерода очень важно для производства противогазов. Большие количества метана получаются из природного газа, коксового газа, газа переработки нефти, крекинг-газа, а также из других источников. Этот метан — основной материал для получения водорода в химической промышленности (синтез аммиака, гидрогенизация нефтяных продуктов и угля). Известны два направления, в которых может лроисходить окисление метана 1) окисление углерода метана для получения водорода и 2) окисление метана с целью получения формальдегида. Водород можно получить непосредственным расщеплением метана на элементы или каталитическими превращениями в присутствии кислорода или водяного пара [c.583]

В конвертор второй ступени подается воздух, являющийся источником азота, необходимого для синтеза аммиака. Подвод тепла осуществляется частичным сжиганием конвертированного газа с кислородом воздуха. [c.23]

Выше упоминался теплообмен между 1 ходящим и выходящим потоками. Такой теплообмен щироко используют в промышленных реакторах для того, чтобы перогвести их работу полностью или частично на автотермический режим и, следовательно, снизить количество энергии, потребляемой из других источников. Например, при синтезе аммиака холодный исходный газ пропускают через трубки, находящиеся в слое катализатора. При этом его температура повышается настолько, что при прохождении газа через катализатор скорость реакции оказывается достаточной для осуществления экономичного процесса. [c.165]

До открытия месторождений природного газа в Голландии и под Северным морем источники сырья (в виде низших углеводородов) в Западной Европе были очень ограничены. Поэтому в результате дальнейших исследований фирмы Ай-Си-Ай процесс риформинга был распространен в 1954 г. на гидронетроль (синтетический бензин), который получается гидрированием при высоком давлении каменного угля и креозота. Следующей разработкой явился риформинг легкой нафтыТ(дистиллата, во многом подобного гидропетролю), которая стала использоваться для производства водорода вследствие все увеличивающегося во всем мире числа нефтеперерабатывающих заводов. Технические проблемы (особенно удаление серы из исходного сырья и разработка новых катализаторов, пригодных для риформинга этих, более высокомолекулярных углеводородов под давлением без образования углерода) были разрешены, и в 1959 г. фирма Ай-Си-Ай пустила первые установки риформинга нафты. Процесс с нафтой в настоящее время широко используется не только для его первоначального назначения — получения газа для синтеза аммиака, но также (процесс Ай-Си-Ай 500) для производства городского газа с калорийностью около 500 БТЕ/фут (4805 ккал м ). Этот последний процесс представляет значительную ценность для стран, которые не обладают собственными месторождениями природного газа. [c.82]

В будущем возможно более широкое использование метанола в органическом синтезе и химической промышленности в целом, а также применение его в качестве топлива, источника водорода, в микробиологическом синтезе, для очистки сточных вод и других целей. В химической промышленности большое значение имеет синтез высших спиртов, алвдегидов, кетонов, кислот и углеводородов на основе водорода и окиси углерода. Производство этих продуктов потребляет более 5% водорода и в дальнейшем доля водорода для них будет возрастать.Таким образом, наряду с синтезом аммиака синтез органических продуктов является крупнейшим потребителем водорода. [c.5]

Смеси водорода и окиси углерода, полученные из нефти или каменного угля, не являются единственным источником водорода для синтеза аммиака. Там, где имеется дешевая электроэнергия, водород можно получать электролитическим методом. Используют также водород, образующийся в качестве побочного продукта при каталитическом риформинге или при крекинге метана до термакса (термоатомной сажи). В этих случаях необходимый азот обычно получают (за немногими исключениями) с установок жидкого воздуха. [c.52]

Генераторный и водяной газы являются одним из источников получения азотводородной смеси для синтеза аммиака. При пропускании их совместно с водяным паром над нагретым до 500 °С катализатором (главным образом РвгОз) происходит взаимодействие по обратимой реакции НгО + СО СОг + Нг -й-+ 42 кДж, равновесие которой сильно смещено вправо. Образовашийся СО2 удаляют затем промыванием смеси водой (под давлением), а остаток СО — посредством аммиачного раствора солей меди. Регулируя исходные количества генераторного и водяного газов, можно получить N2 и Нг в требуемом соотношении. Перед подачей в колонну синтеза газовую смесь подвергают тщательной сушке и очистке от отравляющих катализатор примесей. [c.303]

В производстве аммиака воздух используют как источник азота. Вместе с ним в азотоводородную смесь попадает содержащийся в воздухе аргон. На стадии синтеза аммиака осуществляется фракционный рецикл азотоводородной смеси (см. рис. 5.5, 5.6). Аргон не выводится с аммиаком и накапливается в циркулирующем потоке. Чтобы избежать его значительного накопления, приходится часть потока выводить (отдувка). Вьщеляя аргон из отходящего газа, в котором концентрация значительно выше, чем в воздухе, получают дополнительный ценный продукт. [c.303]

Источником десорбирущего газа в агрегате синтеза аммиака могут быть часть свежей азотоводородной смеси, идущей на синтез аммиака часть очищенных от аммиака в адсорбщюнном блоке продувочных газов часть горячих циркулящтонных газов после колонны синтеза, содержащих аммиак. Поэтому в качестве десорбирующего газа при исследовании исполь-вали как чистый азот, так и азот в смеси с аммиаком. Для моделирования промышленных условий величины и диапазоны изменения параметров, могущих влиять на процесс десорбции, выбирали с учетом данных [ 3,4]. Высота слоя силикагеля была 980 мм, внутренний диаметр десорбера 17 мм. [c.130]

Наряду с природным газом важным источником углеводородного сырья являются попутные газы нефтедобычи. В связи с целесообразностью применения высших гомологов метана для непосредственного производства метанола, формальдегида, ацеталь-дегида и других продуктов разработана технологическая схема комплексного использования попутных газов, по котор4й получаются безводные органические продукты (БОП) и технологический газ для синтеза аммиака В случае предваритель- [c.137]

Рассмотрим более подробно гекоторые из этих процессов, в первую очередь синтез амми 1. а. Исходным сырьем для синтеза аммиака служит атмосферный воздух, из которого выделяют азот и природный или коксовый га , являющийся источником водорода, Оба процесса осуществляют при низких температурах, [c.116]

Утилизация отходов позволяет получить дополнительные полезные продукты из побочных продуктов реакции, практически всегда образующихся вместе с целевым продуктом (непрореагировавшие исходные вещества, дополнительные продукты реакции и примеси, имеющиеся в сырье). В синтезе аммиака часть циркулирующей азотоводородной смеси непрерывно выводят из системы. Это связано с тем, что свежая азотоводородная смесь содержит незначительное количество примесей, в основном метан. Он не выводится с аммиаком и накапливается в цикле. Чтобы избежать его значительного накопления, приходится часть потока выводить (как говорят, необходима отдув-ка ). Эта часть небольшая и мало сказывается на полноте использования сырья. В производстве аммиака используют воздух как источник азота. С воздухом в азотоводородную смесь попа- [c.251]

Как видно из уравнения, для синтеза аммиака необходимо иметь азот и водород азотоводородную смесь) в отношении Ы2 Н2=1 3. Источником азота для получения азотоводородной смеси является воздух. [c.226]

Связывание азота воздуха в промышленности. Природные запасы азотсодержв. щих минералов и других источников связанного азота (аммиачная вода в газификации угля, животные и растительные продукты, деготь) невелики, поэтому воздух, несмотря на его химическую инертность, служит главным и почти единственным источником аяота для получения всех его важнейших соединений. Связывание азота из воздуха в промышленности проводится с помощ,ью водорода в синтезе аммиака или с помощью карбида кальция в синтезе цианамида кальция (см. IS.7). Из атмосферы Земли, содержащей 3 10" т азота, ежегодно на промышленные нужды отбирается 1 10 т азота. [c.340]

Уже в настояш ее время ряд предприятий перешел па использование нефтяных остаточных топлив в качестве сырья для нефтехимического производства. В недалеком будущем в США будут пущены новые мощности синтеза аммиака (около 250 т сутки), на которых сырьем для получения водорода будут остаточные нефтепродукты. В других капиталистических странах (кроме США) суммарные мощности синтеза аммиака (действующие и находящиеся в стадии строительства) с использованием нефтяных остатков в качестве источника получения водорода достигают 900 т1сутки. [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология