Синтез аммиака насадки колонн

Рис. 1У-22. Колонна синтеза аммиака с полочной насадкой

В четвертом разделе, посвященном синтезу аммиака, показаны физико-химические основы этого процесса синтеза, рассмотрены применяемые катализаторы, приведены промышленные схемы, аппаратура систем синтеза, методика расчета насадки колонн. В пятом разделе освещены те же вопросы применительно к процессу синтеза метанола. [c.8]

Иа рис. 160 приведено устройство насадки колонны синтеза аммиака высокой производительности. Насадка колонны состоит из трубчатого теплообменника 6, расположенного над катализаторной коробкой 7. [c.211]

Рис. 192. Схемы колонн синтеза аммиака а — колонна с одинарными теплообменными трубками б — колонна с двойными теплообменными трубками в — колонна с полочной насадкой

Рис. 1У-23. Насадка колонны синтеза аммиака с двойными прямоточными трубками

Режим процесса синтеза аммиака в колонне регулируют изменением температуры газа, поступающего на катализатор, и температуры выходящего газа. В нижней части насадки помещен электрический подогреватель для обогрева колонны в период пуска. Часовая производительность первой колонны на [c.558]

Последующие промышленные испытания, проведенные на ряде азотных заводов в пяти агрегатах синтеза аммиака, показали, что колонны, загруженные катализатором по нашему способу, всегда работали с высокой производительностью [57] однако в ряде случаев выходили из строя раньше положенного времени, из-за трещин в корпусах верхних теплообменников, появляющихся в результате местного перегрева катализатора. Это убедительно свидетельствовало о том, что теплообменники, рассчитанные на работу с крупными кусками малоактивного катализатора, не справлялись с отводом большого количества тепла, выделяющегося в результате интенсивного протекания синтеза аммиака на активном мелкозернистом катализаторе. Стало очевидным, что для более полного использования потенциальных возможностей мелкозернистого катализатора необходимо было создавать новые конструкции теплообменников с интенсивным теплообменом в зоне реакции и особенно в первой половине катализаторной коробки, где процесс протекает весьма интенсивно и сравнительно далеко от равновесия. Конструктивные решения этой задачи могут быть разные. Одна из возможных конструкций насадок такого типа была создана в. ГИАПе совместно с Лисичанским комбинатом. Насадка, снабженная катализатором зернения 4—6 мм, испытывалась в 1960—1962 гг. в колонне № 6 Лисичанского химического комбината нижняя часть насадки была загружена кусками 8—10 мм. [c.31]

К реакционным аппаратам относят колонны синтеза аммиака. Колонны синтеза состоят из корпуса и насадки. Корпус колонны цилиндрический, изготавливается из углеродистой или легированной стали. [c.62]

Схема синтеза метанола аналогична схеме синтеза аммиака с однократной конденсацией. На рис. 4-4 представлен вариант схемы с раздельной аппаратурой синтеза. Газовая смесь, образующаяся после смешения в фильтре циркуляционного и свежего газов (на рисунке не показан), поступает в теплообменник 2, где в зависимости от типа насадки нагревается до 220—230°С (при трубчатой катализаторной коробке) или же сразу до 330—340° С (при полочной насадке). Далее газ проходит через пусковой электроподогреватель 5 и поступает в колонну синтеза 1 (т. е. в отдельную катализаторную коробку). [c.62]

Насадки колонн синтеза аммиака отличаются большим конструктивным разнообразием в зависимости от хода газа, расположения электронагревателей, катализаторной коробки и теплообменника. Катализаторную коробку обычно помещают над теплооб- [c.209]

Конструкции корпуса и других элементов реактора существенно зависят от давления, при котором протекает реакция. Реакторы низкого давления (контактные аппараты, конвертеры) имеют обычно сравнительно тонкостенный сварной цилиндрический корпус, непосредственно к которому крепят решетчатые полки с катализатором. Штуцера для подвода и отвода реагентов обычно приварены к боковой стенке корпуса, В качестве корпусов реакторов высокого давления (10—100 МПа) применяют цельнокованые, ковано-сварные или многослойные сварные цилиндрические толстостенные сосуды (из стали 22ХЗМ), закрытые массивными плоскими крышками (рис, 4,40), Реагенты подводят и отводят через крышки боковые штуцера применяют редко. Для герметизации соединения корпуса и крышки в последнее время используют преимущественно двухконусный самоуплотняющийся затвор, Такие реакторы применяют в основном для синтеза аммиака и метанола (колонны синтеза). Реакция происходит в катализаторной коробке (насадке колонны), закрепленной с зазором относительно корпуса, В зазоре циркулирует холодный синтез-газ, охлаждающий корпус и стенку катализаторной коробки и этим защищающий их от перегрева и соответствующей потери прочности материала стенки, а также от температурных напряжений. Создание крупных колонн синтеза и агрегатов большой единичной мощности обусловлено развитием сварочной техники, в частности электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать толстые детали. [c.286]

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]

Основной аппарат технологической схемы — колонна синтеза, представляющая собой реактор РИВ-Н. Колонна состоит из корпуса и насадки различного устройства, включающей ка-тализаторную коробку с размещенной в ней контактной массой, и систему теплообменных труб. Для процесса синтеза аммиака существенное значение имеет оптимальный температурный режим. Для обеспечения максимальной скорости синтеза процесс следует начинать при высокой температуре и по мере увеличе- [c.204]

На рис. 111 изображена промышленная колонна синтеза аммиака с пятью кипящими слоями катализатора. Насадка этой колонны [c.213]

В описанной схеме наиболее опасным с точки зрения коррозии узлом является колонна синтеза аммиака с насадкой. [c.57]

В катализаторной зоне колонны синтеза метанола особенно важно обеспечить возможность гибкого, независимого регулирования температур по высоте. Поэтому полочные насадки используются в производстве метанола чаще, чем трубчатые они применяются как в совмещенной колонне, так и в составных агрегатах. Конструкция катализаторной коробки не имеет существенных отличий от применяемых при синтезе аммиака, но число полок составляет не менее пяти. [c.216]

Азотоводородная смесь подается в колонну синтеза аммиака через штуцер в тройнике на верхней крышке и двнжется вниз, обтекая насадку по кольцевому зазору между ней и стенкой корпуса. В нижней части колонны через кольцевой зазор в кожухе азотоводородная смесь поступает в межтрубное пространство теплообменника, поднимается вверх и нагревается, после чего попадает в центральную трубу катализаторной коробки, где расположен электроподогреватель 16, который включается только в пе- [c.210]

НАСАДКИ КОЛОНН СИНТЕЗА АММИАКА [c.79]

Полочная насадка. Насадка с многовариантной системой регулирования температурного режима (полочная) нашла применение Б колоннах для синтеза аммиака и спиртов. [c.91]

Условия рационального выбора конструкции и схемы агрегата с использованием тепла реакции. При разработке агрегата синтеза аммиака с использованием тепла реакции прежде всего необходимо выбрать тип насадки колонны и способ отвода тепла реакции из горячей зоны с учетом реальных возможностей изготовления и эксплуатации. При этом должны быть выполнены следующие важнейшие условия [c.94]

К наиболее опасным нарушениям режима отделения синтеза аммиака относится неправильная выдача жидкого аммиака. Повышение уровня жидкости в конденсационных колоннах может привести к попаданию жидкого аммиака в колонны, резкому снижению температуры катализатора и к поломке насадки колонн синтеза. Из-за повышения уровня жидкого аммиака в первичных сепараторах возможно их переполнение и переброс жидкого аммиака в циркуляционные компрессоры. Вследствие этого в цилиндрах нагнетателей возникают гидравлические удары, которые могут привести к разрушению компрессоров. Понижение уровня в сепараторах и конденсационной колонне также опасно, так как при этом может исчезнуть гидравлический затвор и газ под высоким давлением устремится в трубопроводы жидкого аммиака. В результате возможно разрушение газоотде-лителя. Если при этом даже и срабатывают предохранительные устройства, неизбежен разлив жидкого аммиака и возможно отравление им людей. При малейших неполадках в работе автоматического управления следует переходить на ручное обслуживание, отбирать жидкий аммиак из сепараторов и следить по манометрам за его давлением. [c.67]

Производительность колонн во многом зависит от конструкций насадки, совершенство которых оценивается простотой и надежностью работы, а также возможностью создания наиболее благоприятного температурного режима синтеза аммиака. В идеальном случае распределение температур по высоте слоя катализатора должно [c.274]

К внутренним причинам наиболее опасных нарушений режима относится неправильная выдача жидкого аммиака. Повышение уровня жидкости в конденсационных колоннах может привести к попаданию жидкого аммиака в колонны, резкому снижению температуры катализатора и, как следствие этого, поломке насадки колонн синтеза. [c.298]

На рис. 112 представлено распределение температур по высоте промышленной колонны с кипящими слоями катализатора кривая 1 соответствует расчетному распределению температуры по слоям катализатора и в межтрубном пространстве теплообменника для оптимальных условий работы насадки, кривая 2 характеризует действительное распределение температуры по высоте работающей насадки при тех же условиях, кривая 3 — расчетное распределение температуры в охлаждающих устройствах катализаторной ко] рбки и в межтрубном пространстве теплообменника. Из рис. 112 видно, что синтез аммиака в колонне с кипящими слоями катализатора протекает вблизи оптимальных температур, достигаемых за счет ступенчатости процесса синтеза аммиака и ввода противоточных теплообменников в слои катализатора. [c.215]

В колонне синтеза аммиака применяется очень простая и эффективная защита стенок от действия высокой температуры и водородной коррозии — поступающий холодный газ пропускают вдоль стенок колонны по всей ее высоте. Благодаря этому температура стенок не достигает даже 100°. Колонны могут быть изготовлены из качественной мартеновской стали, применение легированных сталей не является необходимостью. При такой простой защите стенок колонньг полезный объем ее значительно увеличивается. Количество загружаемого катализатора соста в-ляет 6 т (2,2 лiS). Внутренняя часть колонны (насадка) —трубчатого типа, в верхней ее части близко раз мещенные трубки заполнены катализаторохм на высоту 9 м, нижняя часть представляет собой теплообменник высотой 2,5 м. [c.553]

Насадки колонн синтеза аммиака до./1жны быть удобны б монтаже и обладать достаточной механической прочностью. Механические повреждения (разрывы трубок, нарушення герметичности соедине- [c.214]

Синтез проводится под давлением 200—220 ат. В литературе и патентах приводится весьма положительная характеристика насадки колонн системы Фаузера, обеспечивающей постоянство температуры в слое катализатора. Однако это, не совсем верно, поскольку конструкция насадки довольно примитивна. Газ, нагретый в теплоо бмениике, проходит через множество тонких трубок, размещенных в катализаторной массе, и затем движется "вниз через катализатор, заполняющий межтрубное пространство. Поверхность трубок очень велика, однако из-за отсутствия возможности регулировать температуру в слое катализатора создается довольно невыгодное распределение температур (газ, поступающий на катализатор, имеет температуру около 500°). Несмотря на хорошую очистку газа в процессе предкатализа, катализатор может работать только около 1 года. Производительность катализатора составляет около 0,6— 0,7 т1м -час аммиака. [c.563]

Допустимые количества примесей, вызывающих отравление катализатора, точно не установлены. Они зависят не столько от свойств катализатора, в общем довольно сходных, сколько от условий, в которых он работает, т. е. от давления и температуры. Особенно большое значение имеет температура. В процессе синтеза аммиака, как и во многих других каталитических реакциях, катализатор тем чувствительнее к действию ядов, чем ниже температура, при которой он работает. Следовательно, максимально допустимая концентрация вредных примесе зависит не только от метода синтеза аммиака (рабочее давление), но также (и в б 5льшей степени) от конструкцпп насадки колонн синтеза (стр. 602 и сл,). [c.130]

Больш ие промышленные тслстостепные аппараты высокого давления — колонны синтеза аммиака, метанола и т. д. — представляют собой очень ответственное и дорогое оборудование, срок службы которого составляет не менее 25 лет. Делать их более опасными для эксплуатации недопустимо, менее долговечными неразумно из-за экономических соображений. Бояться, что колонна высокого давления устареет во время такого длительного срока ее существования, не приходится. Сам сосуд высокого давления является только оболочкой. Внутренние рабочие устройства — насадки аппаратов служат гораздо меньший срок и в любое время могут быть заменены новыми и более совершенными. [c.351]

Насадки колонн синтеза выполняют из хромоникелевой стали марки 1Х18Н9Т. Все остальные аппараты агрегатов синтеза аммиака изготовляют из углеродистой стали. [c.253]

Как видно на рис. 107, высота слоев катализатора и, следовательно, его объем увеличиваются по направлению хода газа (сверху вниз), так как скорость реакции снижается по мере приближения газовой смеси к состоянию равновесия. Такая конструкция катализаторной коробки позволяет поддерживать оптимальные температуры в зоне катализа н соотзетствепио повышать производительность катализатора. При подобной конструкции насадки колонны синтеза на 1 т вырабатываемого аммиака получают примерно 0,8 т пара давлением 20 ат. [c.252]

При соблюдении указанных выше условий высота теплообменника в трубчатых насадках колонн синтеза аммиака без отбора тепла реакции может быть доведена до 24—28% от высоты катализатора Я . Тогда 1,27Як = 0,91Яд, откуда Яц [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология