Водород разделение смеси с аммиаком и азотом

Прямой коксовый газ представляет собой сложную смесь газообразных и парообразных веществ. Помимо водорода, метана, этилена и других углеводородов, оксида и диоксида углерода, азота, в 1 м газа (при 0°С и 10 Па) содержится 80—130 г смолы, 8—13 г аммиака, 30—40 г бензольных углеводородов, б— 25 г сероводорода и других сернистых соединений, 0,5—1,5 г цианистого водорода, 250—450 г паров воды и твердых частиц. Газ выходит из коксовой печи при 700°С. Процесс разделения прямого коксового газа (см. рис. 16) начинается в газосборнике, в который интенсивно впрыскивается холодная надсмольная вода, и газ охлаждается примерно до 80°С, благодаря чему из него частично конденсируется смола. Одновременно в газосборнике из газа удаляются твердые частицы угля. Для конденсации смолы необходимо охлаждение газа до 20—30°С оно может производиться в холодильниках различной конструкции — трубчатых, оросительных, непосредственного смешения. В схеме, приведенной на рис. 16, используются трубчатые холодильники, в которых происходит конденсация паров воды и смолы. Понижение температуры газа способствует конденсации смолы и паров воды, увеличивает растворимость аммиака в конденсирующейся воде, что приводит к частичному поглощению аммиака с получением надсмольной воды. Смола и надсмольная вода из холодильника 2 стекают в сборник, где разделяются по плотности. В холодильниках не удается полностью сконденсировать смолу, так как она частично превращается в туман. Смоляной туман удаляется из коксового газа электростатическим осаждением в электрофильтрах, работающих при 60 000—70 000 В. [c.44]

Сырьем для производства аммиака является смесь азота и водо рода. Эту смесь получают разными способами. Наиболее распространенные из них газификация твердого и жидкого топлив с последующей конверсией окиси углерода, конверсия метана и других углеводородных газов, комплексная переработка природного газа в ацетилен и синтез-газ, фракционное разделение горючих газов, в частности коксового, методом глубокого охлаждения, разделение воздуха на азот и кислород с применением для этого глубокого холода и электрохимический способ получения водорода и кислорода. [c.151]

Установки для разделения воздуха и получения чистого азота (99,99% N2) сооружаются на заводах синтеза аммиака, получающих азото-водородную смесь глубоким охлаждением коксового газа или же водород путем электролиза воды. Азот такой же чистоты необходим при очистке конвертированного газа жидким азотом (стр. 170). [c.75]

В цехе разделения происходит фракционное разделение коксового газа методом глубокого охлаждения с выделением водорода, а также разделение воздуха на азот и кислород методом низкотемпературной конденсации с последующей ректификацией. Азотоводородная смесь сжимается в многоступенчатых компрессорах отделения компрессии и направляется на синтез аммиака. [c.14]

Сырьем в производстве аммиака является азотоводородная смесь (АВС) стехиометрического состава N2 Н2 = 1 3. Так как ресурсы атмосферного азота практически неисчерпаемы, сырьевая база аммиачного производства определяется вторым компонентом смеси — водородом, который может быть получен разделением обратного коксового газа, газификацией твердого топлива, конверсией природного газа (рис. 14.5). [c.192]

Метод глубокого охлаждения дает возможность использовать для синтеза аммиака любые газовые смеси, содержащие достаточное количество водорода или относительно бедные водородом смеси, содержащие ценные компоненты для синтеза других продуктов. В последнем случае водород при разделении смеси является отходом. Например, при разделении коксового газа целевым продуктом является азото-водородная смесь, а побочными — этиленовая и метановая фракции. Наоборот, щ)и разделении газов крекинга нефти целевыми продуктами являются олефины, а побочными — парафины и метано-водородная фракция, которая может быть использована для получения аммиака. В промышленности низкие температуры для разделения газовых смесей применяются, как правило, при малых значениях коэффициентов разделения или в тех случаях, когда выделение из смеси ее отдельных компонентов в иных условиях невозможно или экономически нецелесообразно. [c.194]

В настоящем курсе исходя из значимости отдельных промышленных способов получения водорода рассматриваются конверсия СО, конверсия СН4 и разделение коксового газа. Во всех этих способах попутно с водородом получается и азот, необходимый для синтеза аммиака, т. е. производится готовая азотоводородная смесь с соотнощением N2 H2=1 3. [c.228]

На этом процесс разделения коксового газа заканчивается. Полученная газовая смесь состоит в основном из водорода к небольших количеств N2 и СО. Для очистки от окиси углерода газ в колонне 11 промывают жидким азотом. При этом в нижней части колонны собирается жидкая фракция окиси углерода, а сверху выходит чистая азото-водородная смесь, содержащая 85% Нз и 15% N2. В межтрубном пространстве переохладителя 12 она охлаждает жидкий азот, а затем разветвляется на два потока. Один поток последовательно проходит теплообменники 8, 7, 4 и 1, охлаждая коксовый газ, другой поток поступает в межтрубное пространство теплообменника 13, где охлаждает азот высокого давления. По выходе из этих аппаратов азото-водородная смесь снова объединяется в один поток и направляется в цех синтеза аммиака. [c.164]

После контактного аппарата 9 парогазовая смесь последовательно проходит теплообменник 7 я 4 я конденсатор-холодильник 10. В сепараторе 11 происходит разделение продукта и циркулирующего газа. После этого продукт промывается щелочью для удаления сероводорода и водой для выделения солей и аммиака. Газ, выделившийся в сепараторе И, частично смешивается с циркулирующим, частично выпускается из системы, чтобы не увеличивать в циркулирующем газе содержание метана и азота и не уменьшать содержание водорода ниже допустимого предела. Выпускаемый газ содержит сероводород и бензол и поэтому подается в газопровод перед бензольными скрубберами. [c.121]

С большим успехом в целях разделения инертных газов используют свойство активированного угля адсорбировать эти газы на своей огромной поверхности при низкой температуре (при охлаждении жидким воздухом). Из смеси инертных газов уголь легче всего адсорбирует газ с более высоким атомным весом, поэтому он адсорбирует сначала ксенон, затем криптон и т. д. Газы десорбируются с угля при его нагревании до комнатной температуры. Если смесь трех газов —- Аг, Кг и Хе — адсорбируется полностью, то при медленном нагревании освобождается сначала Аг, затем Кг и, наконец, Хе. Богатым источником инертных газов, особенно аргона, является остаточный газ в производстве аммиака (стр. 400). При соединении азота с водородом остаточный газ сильно обогащается инертными газами. [c.306]

Мембранная установка включает 12 мембранных аппаратов, каждый из которых имеет внутренний диаметр 0,1 м и длину 3,0 м, и смонтирована на площади около 60 М-. Продувочные газы, содержащие после стадии синтеза и конденсации около 2% (об.) аммиака, под давлением 14 МПа направляют в скруббер водной промывки для окончательного улавливания КНз. Газовая смесь, очищенная от аммиака и содержащая 62,3% (об.) водорода, 20,9% (об.) азота, 10,4%, (об.) метана и 6,4% (об.) аргона, проходит через 8 последовательно установленных аппаратов I ступени очистки. Пермеат I ступени, содержащий 87,3% (об.) водорода, под давлением 7,0 МПа подают на вторую ступень компрессора свежей азотоводородной смеси и возвращают в производство. Ретант после I ступени разделения направляют на 4 последовательно расположенных мембранных аппарата П ступени. Обогащенный до 84,8% (об.) по водороду газовый поток под давлением 2,5 МПа возвращают на I ступень компрессора свежего газа и далее в цикл. Суммарная степень выделения водорода—87,6%. Обедненный водородом [г=20,8% (об.) И,] ретант после И ступени установки сжигают в трубчатой печи конверсии углеводородов. Работу установки хорошо иллюстрирует табл, 8.4. [c.278]

Как указывалось в гл. III, одна из теорий утверждает, что молекулы, составлявшие примитивную атмос( ру, в основном находились в Еосстановленном состоянии [4]. Поэтому источником углерода был метан (СН4), источником азота — аммиак (NH3), а источником кислорода — вода (НаО). Исходя из предположения, согласно которому одним из возможных источников свободной энергии в добиологических реакциях могла служить энергия электрических разрядов, был разработан план эксперимента со специальной целью проверить истинность гипотезы, по которой из смеси восстановленных газообразных реагентов под действием подведенной энергии в форме электрических разрядов должны образоваться биологически важные соединения [51. Прежде всего был сконструирован аппарат для моделирования явлений, имевших место в примитивной атмосфере. Этот аппарат схематически представлен на фиг. 27. В него вводят газообразную смесь, содержащую метан, аммиак и водород. В нижнем сосуде содержится жидкая вола. В верхнем сосуде (объем 5 л) находятся два вольфрамовых электрода, связанных с трансформаторами Тесла и разделенных промежутком около 10 мм. Во время пропускания искровых разрядов воду в нижней камере нагревают и пары воды проходят через левую соединительную трубку в разрядную камеру далее пары воды вновь конденсируются в холодильнике, находящемся ниже камеры. Таким образом осуществляется циклический процесс, и продукты, образующиеся в разрядной камере, попадают в волную фазу. В то же время и сама вода принимает участие в процессе в качестве одного из реагентов. Можно видеть, что в таком аппарате моделируются процессы синтеза, просходившие в верхних слоях атмосферы, а также то, как продукты, образовав-шнеся в газовой фазе, смывались дождями в океаны. Конструкция аппарата, представленного на фиг. 27, позволяет летучим продуктам многократно проходить через разрядный промежуток. [c.152]

Основной продукт разделения составляет азото-водородная смесь, годная для синтеза аммиака и состоящая из 75% водорода и 25% азота. Из 1 678 коксогвого газа и 290 м азота получается 979 м азото-водородной смеси. При данном составе газа из 780 водорода использовано для получения азото-водородвой смеси 734 м . Коэффициент извлечения водорода составляет 94,8% по отношению к водороду. Потери объясняются тем, что часть водорода (около 25 м ) растворяется в жидком метане. Использование азота менее благоприятно и значительная часть его (около 50%) теряется с остаточным газом. [c.346]

Для синтеза аммиака необходимо иметь азот и водород (азотоводородную смесь) в соотношении N2 Нз = 1 3. В производстве аммиака азот, необходимый для азотоводородной смеси, получают из воздуха двумя принципиально различными способами 1) физическим разделением воздуха на азот и кислород и 2) совместно с получением водорода путем связывания всего кислорода воздуха в виде СО2 и последующего отделения СО2 от азотоводородной смеси. Источником водорода являются метан и его гомологи, водяной и полуводяной газы, коксовый газ, вода. [c.33]

Возврат рецикл) части компонентов возможен после системы разделения Р (схема 7). Это — фракционный рецикл (возвращается фракция потока), который широко применяется для более полного использования сырья. В синтезе аммиака в реакторе превращается около 20% азотоводородной смеси. После отделения продукта непрореагировавшие азот и водород возвращают в реактор, таким образом достигается полное превращение исходного вещества. Фракционный рецикл применяют также для полного использования вспомогательных материалов. В том же производстве аммиака азотоводородная смесь получается с большим содержанием СО2. Его абсорбируют раствором моноэтано-ламина (МЭА), который быстро насыщается диоксидом углерода. Насыщенный раствор МЭА рециркулирует через десорбер, где отделяется от СО2, и восстановленным возвращается в абсорбер. К фракционному рециклу можно отнести схему 8. Свежая смесь нафевается в теплообменнике теплотой выходящего из реактора потока. Рециркулирует тепловая фракция потока (а не компонентная, как в схеме 7). [c.236]

В странах с развитой нефтеперерабатывающей, промышленностью сырьем для получения водорода может служить кре кинг-газ. Указанным выше способом разделения можно подвергать очистке также газовую смесь, получаемую конверсией. 11р1Иродного газа, и конвертированный водяной газ (после конверсии СО). В настоящее время все шире применяются методы получения этилена, который используется в органических синтезах. После выделения этилена газовую смесь направляют нг обогащение природного газа в тех случаях, когда он содержит большие. количества азота. В свое время гелий, применявшийся для наполнения дирижаблей, в США выделяли из природногс газа методом глубокого охлаждения. Этот метод, имеющий ряд иреи-муществ, исиользуется для самых разнообразных целей. В данной главе мы ограничимся рассмотрением его применительно к разделению коксового газа, используемого в качестве сырья для синтеза аммиака. [c.366]

Азоту-водородную смесь по первому способу получают путем конверсии (превращения) окиси углерода, образующейся при газификации твердого топлива, а по второму—путем смешения азота с водородом, получаемым при разделении коксового газа методом глубокого охлаждения. Получение такой азэто-водо-родной с у есн является основной задачей в производстве аммиака. [c.59]

Из испарителя метановой колонны отбирают газообразную метановую фракцию, которую после рекуперации холода в теилообменнйке 4 выводят из блока разделения под давлением 0,9— 1,1 МПа и направляют в производство аммиака. Из верхней части метановой колонны отводят газообразную смесь азота, водорода и аргона и направляют в среднюю часть аргонной [c.389]

Азот для производства аммиака получается в аппаратах разделения воздуха, а затем азот и водород смешивак>гся в соотношении 1 3, и эта смесь аправляется в цех компрессии и КОЛОННЫ оинтеза, где и получ1ается готовая продукция — аммиак. [c.191]

Брубейкер и Каммермейер [16] наблюдали значительное обогащение по аммиаку вещества, проходящего через мембрану, когда на питание подавалась смесь водорода, аммиака и азота, а материалом мембраны служил полиэтилен или тритен. Принимая эти данные за основу, упомянутые авторы рассчитали, что на одной ступени разделения можно получить 1 моль продукта, который будет содержать 64,2 % NHз и 25,6 % Н. , из 2 молей питающей смеси, включавшей 45,6 % КНд и 26,2 % Нз, при = 0,69 МПа и р-2 = 0,101 МПа. Оказалось, что потребовалось бы 3390,5 м полиэтиленовой мембраны, чтобы выход продукта составил 0,17 м - /с. [c.63]

Интересны работы, выполненные в этом же направлении исследователями Фейном и Мендиа [126]. Очистка хозбытовых сточных вод по этому методу осуществляется в смеси с морской водой в бездиафрагменной установке с разделением продуктов электродных реакций (рис. 4.18), представляющей собой емкость, на дне которой уложены графитовые аноды. Катоды расположены на высоте 10 см выше анодов. Смесь морской и сточной вод в соотношении 1 20—1 40 протекает над катодом, электрохимически подщелачивается до pH =10,4, что приводит к образованию в жидкости гидроксидов магния и кальция, которые реагируют с аммиаком и фосфатами и сорбируют взвешенные вещества. Одновременно происходит флотация взвеси пузырьками электролитического водорода, выделяющегося на катодах. Чистая морская вода, выполняющая роль диафрагмы, направляется между катодом и анодом. Снижение БПК в таких установках составляет 70—80 %, фосфора — 90%, аммонийного азота — 80%, мутности — 60% при затратах электроэнергии 0,2—0,4 кВт-ч/м . [c.136]