Синтез аммиака производительность катализатор

Сравнение результатов расчетов, приведенных в таблице, показывает, что при периодическом управлении температурой реакционной смеси на вх де в реактор синтеза аммиака производительность слоя катализатора значительно возрастает. Для достижения тех же показателей, что и в нестационарных условиях, в стационарном режиме необходимо увеличение времени контакта в 1,5 раза. [c.141]

Для создания агрегата синтеза аммиака производительностью 400— 500 тыс. т/год необходимо было решить ряд сложных конструкторских и материаловедческих задач. Наиболее трудными из них были разработка конструкции турбокомпрессора и паровой турбины в качестве привода к нему разработка конструкции трубчатой печи для первой ступени конверсии метана с водяным паром и создание материала для изготовления труб, работающих под давлением 3—4 М.На при температуре 850—900° С разработка конструкции реактора для синтеза аммиака, которая обеспечивала бы надежную работу агрегата при давлении 30—32 МПа в течение длительного времени автоматизация отдельных процессов и агрегата в целом создание высокоактивного катализатора для второй ступени (низкотемпературной) конверсии окиси углерода с водяным наром, обеспечивающего достаточную скорость реакции при температуре 200—250° С. [c.27]

В ближайшее время будут созданы и внедрены на ряде заводов системы синтеза аммиака производительностью в три раза больше существующих и обеспечивающие снижение расхода энергии в два раза. Новая схема позволит создать агрегаты мощностью 1000—1500 т аммиака в сутки и заменить поршневые компрессоры для сжатия азотноводородной смеси турбокомпрессорами с приводами от паровых турбин. В схемах будут применены двухступенчатая паровоздушная конверсия метана под давлением конверсия СО на низкотемпературном катализаторе и тонкая очистка газа от СО и СО2 методом гидрирования. Применение данной схемы даст возможность снизить капиталовложения в производство аммиака на 40% и себестоимость продукта на 35—40%. [c.4]

Для синтеза аммиака применяют катализаторы, обладающие достаточной активностью при 500—550°. В технике для оценки активности различных катализаторов принято сравнивать их производительность, под которой подразумевается весовое количество продукта, получаемое с 1 катализатора в час при данной объемной скорости. [c.223]

Замена катализатора связана с остановкой аппарата, понижением производительности аппаратуры, с нарушением хода всего процесса. Поэтому стремятся к удлинению срока действия катализатора. Для этого, кроме мер, предупреждающих перегрев, тщательной очистки от ядов, прибегают по мере старения катализатора к постепенному изменению режима. Так, в синтезе аммиака активность катализатора регулируют посредством повышения температуры и давления. Для того чтобы продлить срок работы, катализатор загружают в аппарат с некоторым избытком понижение активности компенсируется использованием резерва. Наличие его облегчает также маневрирование при отклонениях режима от оптимального. [c.77]

Рассчитать годовую ироизводительность и интенсивность колонны синтеза аммиака на Гродненском объединении Азот с учетом того, что месяц в году установка не работает. Объем, занятый катализатором в колонне синтеза аммиака, равен 3 м . Производительность колонны составляет 27,114 т/ч. [c.59]

Пример 2. Через колонку синтеза аммиака пропускается 30 000 нм час азото-водородной смеси. Количество катализатора в колонке— 1200 л (1,2 ж ) производительность ее — 90 т аммиака в сутки. На основании этих данных объемная скорость, время контакта и производительность (активность) катализатора определятся [c.232]

Содержание аммиака в газовой смеси на выходе из колонны синтеза зависит также и от объемной скорости. Определенному давлению соответствует определенная оптимальная объемная скорость газа, при которой достигается максимальное использование катализатора и максимальная производительность всех аппаратов, входящих в систему синтеза аммиака. [c.59]

В Советском Союзе синтез аммиака в неподвижном слое осуществляют на зернах катализатора диаметром 6—7 мм. В псевдоожиженном слое диаметр зерна уменьшается до 3 мм, а производительность повышается на 18,5% благодаря увеличению поверхности частиц катализатора. [c.351]

Периодическое изменение входных концентраций На и N2 в реакции синтеза аммиака на железных и рутениевых катализаторах оказалось эффективным лишь при низких давлениях. Так, при осуществлении синтеза при 325—425°С и давлении 1 МПа наблюдалось увеличение производительности железного катализатора на 30% при оптимальной величине периода колебаний 30 с [3]. Такое же увеличение производительности наблюдалось при давлении 2,5 МПа (Г = 400°С), но при величине периода 7—10 мин [c.32]

Можно сделать вывод, что рассмотренный здесь нестационарный способ синтеза аммиака является перспективным направлением. Он позволяет повысить производительность единичного объема реактора и упростить конструкцию аппарата, для которого нет необходимости использовать теплообменники. Нахождение оптимальной формы катализатора и совершенствование предлагаемой схемы определяют пути исследований, которые могут привести к созданию высокоэффективного промышленного аппарата для синтеза аммиака в нестационарных условиях. [c.164]

Промышленные колонны синтеза аммиака работают с высокими линейными скоростями газового потока. Так, в реакторе производительностью 1500 т/сут скорость газа на выходе из колонны составляет примерно 40 м/с. При нестационарном способе ведения процесса в таких условиях на мелких зернах катализатора могут быть значительные температурные перегревы, превышающие предел термостойкости катализатора. Ограничения на максимальную температуру при размерах зерен катализатора 3—5 мм позволяют работать лишь при линейных скоростях газа порядка 1—3 м/с. В таких условиях целесообразно сооружать реакторы с вертикальными слоями катализатора, в которых толщина слоя катализатора равна 0,5—1 м. Как уже отмечалось, повысить скорость газа можно, применяя более крупные зерна катализатора. [c.216]

Осуществление синтеза аммиака в кипящем слое катализатора дает возможность не только увеличить производительность колонны и упростить ее конструкцию, но и уменьшить расход азото-водород-нон смеси с продувочными газами и снизить объем газа, циркулирующего в агрегате синтеза аммиака. [c.216]

Основное направление развития азотной промышленности состоит в создании агрегатов большой мощности (до 3000 т/сут ЫНз на одной технологической нитке). Назревшим вопросом является разработка новых более производительных конструкций аппаратов, например с радиальным ходом газа в слое катализатора, что значительно снижает гидравлическое сопротивление агрегата. Практический интерес представляет применение взвешенного (псевдоожиженного) слоя катализатора. Во взвешенном слое катализатора можно значительно увеличить поверхность соприкосновения газа с катализатором, улучшить температурный режим катализа и в результате сильно интенсифицировать процесс. Автоматизация производства синтетического аммиака позволит вести процесс в оптимальных условиях и сделать его стабильным. Все эти мероприятия повысят интенсивность работы аппаратов, увеличат производительность труда и улучшат условия труда на заводах синтеза аммиака. Большое значение имеет разработка новых более активных и устойчивых к отравлению и перегревам низкотемпературных катализаторов синтеза аммиака. [c.99]

Пример 1. Определить производительность 1 м катализатора синтеза аммиака при следующих условиях концентрация [%(об.)] аммиака в конечном газе (на выходе пз реактора) Скон = 26,5, в начальном газе (на входе в реактор) Снач = 2,7. Объемная скорость газа 1/об = 45 ООО м V (ч м ). [c.117]

Определить производительность [кг/(ч-м )] катализатора синтеза аммиака при следующих условиях концентрация NHs на выходе из реактора 26,5% (об.), на входе—2.7% (об.). Объемная скорость газа 45000 ч . [c.152]

Пример. Производительность колонны синтеза аммиака 6 т ч NH3. Производительность катализатора 1400 кг1 м -ч). Объемная скорость газа на входе в колонну 20 ООО ч . Содержание аммиака в газе до колонны синтеза составляет 3%, после колонны 15%. В водяном конденсаторе газ охлаждается до 30° С. Давление газа в водяном конденсаторе 295 атм. Определить производительность конденсатора по жидкому аммиаку. [c.221]

Если эндотермическая реакция осуществляется с помощью одного водорода, то требуется подвод тепла извне. Но если восстановление проводится синтез-газом, то при этом образуется аммиак как только будет восстановлена часть катализатора, и это уменьшает необходимость в подводе тепла. Реакция синтеза аммиака является экзотермической реакцией, выделяющееся тепло увеличивает температуру катализатора и ускоряет скорость восстановления. Как только на самописце обнаруживаются признаки возрастания температур в катализаторе, можно увеличить скорость газа в слое, чтобы передать тепло в нижние слои и способствовать восстановлению оставшейся части катализатора. Чем больше образуется аммиака, тем больше происходит саморазогревание слоя, при этом количество подводящегося тепла можно уменьшать, пока в конечном итоге не будет достигнута максимальная производительность по газу, проходящему через катализатор, и потребуется холодный байпас, чтобы регулировать температуру на входе и предотвратить чрезмерное увеличение температуры в горячей зоне. [c.207]

В 14.4.1 было показано, что температура и давление влияют на состояние системы и скорость синтеза аммиака противоположным образом, то есть существует противоречие между термодинамикой и кинетикой процесса. Поэтому, выход аммиака и удельная производительность катализатора зависят в первую очередь от этих параметров, а также от состава и объемной скорости газовой смеси, и активности катализатора и конструкции реактора. [c.200]

Реактор синтеза аммиака, работающий при 550 °С и 33 МПа, загружен 6000 кг катализатора. Какова производительность этого катализатора, если установка производит 93 т/сут аммиака [c.130]

Производительность колонны синтеза аммиака 80 т в сутки. В колонне находится 3 катализатора. Какое количество аммиака выделяется с 1 катализатора за 1 ч. [c.84]

Все промышленные установки синтеза аммиака работают с использованием принципа циркуляции после реакции смесь газов охлаждается, содержащийся в ней аммиак конденсируется и отделяется, а непрореагировавшие азот и водород смешиваются со свежей порцией газов, снова подаются на катализатор и т. д. Применение циркуляции увеличивает производительность всей системы. [c.434]

Если сейчас проанализировать влияние изменения концентраций, давления и температуры на направление смещения химического равновесия в реагирующей смеси, то окажется, что равновесие всегда смещается в сторону ускорения реакций, противодействующих производимым изменениям условий, при которых реагирующая смесь находится в состоянии химического равновесия. Это положение является очень важным при решении многих технологических вопросов. Например, из рассмотрения влияния давления и температуры на положение равновесия в реакции синтеза аммиака вытекает, что увеличению выхода аммиака способствуют повышение давления и понижение температуры. Однако необходимо иметь в виду следующее. Максимальная концентрация аммиака в реагирующей смеси при данных условиях соответствует равновесной. Но при низких температурах скорости реакций малы и для установления равновесия требуется много времени, что сильно снижает производительность всего процесса. Поэтому синтез аммиака ведут при повышенных температурах и с применением катализаторов. [c.119]

Роль катализаторов в химическом производстве исключительно велика. Получение серной кислоты, синтез аммиака, получение из твердого угля жидкого топлива, переработка нефти и природного газа, получение искусственного каучука, пластмасс — вот далеко не полный перечень важнейших производств, где применяются катализаторы. Очевидно, поиски новых, все более совершенных катализаторов будут способствовать повышению производительности труда и снижению себестоимости продукции. [c.68]

Для каждой реакции имеется свой наилучший катализатор. В химическом производстве роль катализаторов исключительно велика. Получение серной кислоты, синтетического топлива, синтез аммиака, переработка нефти и природного газа, получение искусственного каучука, пластмасс, гидрогенизация жиров — вот перечень важнейших производств, где применяются катализаторы. Очевидно, поиски и подбор новых, более активных катализаторов повлекут за собой повышение производительности труда и снижение себестоимости продукции. [c.86]

Расчет времени контакта по этому уравнению дает отклонения от экспериментальных данных в пределах 1—2%. При давлении 30 атм, соотношении Н2О СН4 = 4 1, температуре 780° С и концентрации метана 8% в сухом конвертированном газе после первой ступени конверсии объемная скорость природного газа для заводского зернения катализатора составляет 2810 ч . При производительности агрегата синтеза аммиака 1500 т сутки объем загруженного катализатора должен быть равен 14,5 м . [c.55]

Новая комбинированная насадка сохраняет существенные достоинства полочной насадки, которые заключаются в возможности самостоятельно регулировать температуру на каждой полке. В то же время насадка новой конструкции приобретает также преимущество насадки с внутренним теплообменом, состоящее в возможности дополнительного подогрева основного потока газа, который выходит из предварительного теплообменника. Следовательно, размеры нижнего теплообменника в комбинированной насадке могут быть меньше, чем в полочной. Это позволяет загрузить в колонну больше катализатора и повысить ее производительность (на 10—15%) без снижения коэффициента запаса поверхности теплообмена и уменьшения продолжительности пробега катализатора (проверено в промышленных условиях синтеза аммиака). [c.438]

На рис. Х1-23 представлена схема колонны синтеза аммиака в псевдоожиженном слое катализатора [8]. В каждой из трех секций аппарата 1 размещены поверхности теплообмена 2, что существенно увеличивает съем тепла, а следовательно, и производительность колонны. [c.429]

Назревшим вопросом является разработка новых более производительных конструкций аппаратов и переход на укрупненные агрегаты. Большое значение имеет изучение и разработка овых более активных и устойчивых к отравлению и перегревам катализаторов для конверсии СО, СН4 и синтеза аммиака. Практический интерес представляет применение взвешенного слоя катализатора. Во взвешенном слое катализатора можно весьма сильно увеличить поверхность соприкосновения газа с катализатором за счет измельчения последнего, улучшить температурный режим синтеза и в результате сильно интенсифицировать процесс. [c.253]

Частые остановки конверторов метана на догрузки и перегрузки их катализатором ГИАП-3-6Н снижали производительность и технико-эко-номические показатели агрегатов синтеза аммиака и метанола, а также вызывали перерасход катализатора. [c.85]

Пример моделирования дачи. В качестве примера приводим результаты моделирования печи паровой конверсии (первичного реформинга) природного газа ППР-1360 шш агрегата синтеза аммиака производительностью 450 тыс. т/год. Номинальный расход сырья составляет 37000 нм /ч, отношение пар сырье - 3,7 1 по объему. Высота с,тая катализатора в трубах принята равной 9,3 м. В радиантной камере иечи размещено 504 трубы диаметром 114/ мм. [c.185]

Путем частичного сжигания метана или упомянутых выше реакций метана с кислородом, водяным паром и СО при помощ,и несколько модифицированного способа также можно получать исходную газовую смесь для синтеза аммиака. Метан частично конвертируется водяным паром при температуре 700—800° над никелевыми катализаторами затем происходит процесс частичного сжигания с воздухом, причем азот подводится в количестве, требуемом в дальнейшем для синтеза аммиака. При сжигании температура газов вновь повышается, так что остаточный метан можно дополнительно конвертировать с водяным паром. В конечном итоге получают газ, состоящий в основном из азота, водорода и окиси углерода. Последнюю обычным способом конвертируют водяным паром над железными катализаторами в СОо и Нг- Для дальнейшей переработки и очистки газов применяют обычные классические способы 118]. В США за период 1926—1954 гг. построено 27 заводов синтеза аммиака производительностью около 8000 т1сутки ЫН , работающих по описанному способу [19]. [c.341]

Пример 1. Подсчитать производительность катализатору ири синтезе аммиака, если через колонну синтеза пропускают 2(3000 м 1час азото-водо1)одной смеси и содержание КМЧз и газовой смеси иосле синтеза равно 18% объем, занимаемый ката- [c.347]

Определить а) объем, запимаемьп" катализатором б) производитель-поеть коло.ины синтеза аммиака, если в нее поступает 20 000 азпто-пто-родно смеси в 1 час, производительность катализатора равна 2 т/час ЫНз на 1 его и содержание ЫНз в газовой смсси на выходе нз колонны 20%- [c.377]

Холод получают в абсорбционно-холодильных установках. Их работа основана на использовании низкопотенциального тепла конвертированной парогазовой смеси и отпарного газа разгонки газового конденсата. Предусмотрена тонкая очистка газа от СО и следов СО2. С этой целью устанавливается один агрегат метанирования 44. Он состоит из метанатора 44, двух подогревателей воды 43 и 42, аппарата воздушного охлаждения 41 и влагоотделителя. Очистка газа идет в присутствии катализатора. Агрегат синтеза аммиака при 32-10 Па работает с высокой степенью использования азотоводородной смеси при повышенной концентрации инертных газов в цикле, повышенной производительности катализатора, в нем происходит полная отмывка азотоводородной смеси от следов СО2. Последнее предотвращает опасность попадания твердых частиц аммиачно-кар-бонатных солей в аппаратуру высокого давления. Температура корпуса колонны синтеза 38 не должна превышать по расчету 250 °С. Колонна конструктивно выполняется из рулонированных и цельнокованных царг, сваренных между собой. Колонна синтеза 38 загружается гранулированным железным катализатором, который механически более прочен, чем кусковой, и создает меньшее гидравлическое сопротивление. [c.206]

Производительность [П, кг/(ч-м )] катализатора в колонне синтеза аммиака при данном давлении и составе азотоводородной смеси определяют по формуле, аналогичной (VI. 6) [c.118]

Пример 2. Определить объем катализатора Укат в колонне синтеза аммиака и время контакта т газа с катализатором по следующим исходным данным производительность реактора 96 т NH3 в сутки давление Я = 80 МПа температура / = 500°С объемная скорость V o6 = 60000 mV(4-m ) степень превращения х=20%. Свободный объем катализатора 1/св = 30% от общего его объема. На 1 т NHs расходуется 3000 м азотоводородной смеси. Для упрощения расчета наличие инертных примесей в газе (Ar-f Hi)] не учитывать. [c.118]

Определить производительность [кг/(ч-л)] катализатора синтеза аммиака, если расход азотоводородной смеси 20 000 м ч, содержание аммиака в газе после реактора 20% (об.), объем катализатора в реакторе 1,5 м. [c.152]

Присутствие кислородсодержащих веществ в азотоводородной смеси вызывает отравление железного катализатора синтеза аммиака, что резко снижает его производительность. Допустимое их содержание в газе, поступающем на катализатор синтеза аммиака, составляет 20 см /м . Причем в последнее время появилась тенденция к ужесточению этих требований, особенно к содержанию двуокиси углерода. В схемах синтеза аммиака всегда предусматривают тонкую очистку от кислородсодержащих примесей. Чаще всего это каталитическое гидрирование, возможно также применение адсорбционных методов. [c.366]

В интенсификации производства аммиака большое значение имеет применение для очистки сырья новых прогрессивных процессов. Применение жидкого азота для очистки конвертированного газа от окиси углерода, метана и аргона на аммиачных производствах Щекинского и Невинномысского химкомбинатов показало преимущества этого метода перед медноаммиачной очисткой. Азотводородная смесь, получаемая отмывкой жидким азотом практически не содержит в своем составе ядов катализаторов и инертных примесей. Благодаря улучшению качества сырья среднечасовая производительность синтеза аммиака на указанных предприятиях повысилась на 30—50% [1]. [c.326]

Раньше установки синтеза аммиака работали с применением объемной скорости Fh. у. 5 000—10 000. В настоящее время применяются объемные скорости Fh. у. 50 000 и выше. Вопрос о выборе размера объемной скорости решается с учетом экономических соображений. Для увеличения производительности катализатора желательно объемную скорость увеличивать, но при этом будет увеличиваться объем непрореагировавшей азотоводородной смеси, который необходимо возвращать обратно в процесс. Это вызывает увеличение расхода энергии на транспорт газа, его нагревание и охлаждение, увеличение размеров трубопроводов, холодильников и другой аппаратуры установки синтеза аммиака. Однако основным препятствием к увеличению V является нарушение автотермичности процесса синтеза. При больших объемных скоростях газов тепла, выделяющегося в процессе синтеза, может быть недостаточно для поддержания необходимой температуры в колонне синтеза. [c.245]

Таким образом, основные условия высокой производительности установки синтеза аммиака следующие I) большая степень ЧИСТОТЫ азотоводородной смеси и точность соотношения N2 Н2 = = 1 3 2) высокая активность катализатора 3) оптимальная температура процесса 4) высокое давление 5) возможно более высокая объемная скорость (с учетом необходимости ведения процесса автотермично) 6) совершенная конструкция контактного аппарата (колонны синтеза). [c.246]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология