Азотоводородные смеси конверсия в аммиак

Решение. Синтез метанола из синтез-газа (смесь СО и Нг) по физико-химическим основам процесса и технологическому оформлению аналогичен синтезу аммиака. Так же как и азотоводородную смесь синтез-газ получают конверсией генераторного или природного газа. Условия реакции синтеза метанола, как и синтеза аммиака, требуют высокой энергии активации, она идет с уменьшением объема, обратима, экзотермична и процесс ведут при высоких давлениях и температурах в присутствии активного катализатора. Выход конечного продукта невелик не только вследствие приближения к равновесию, но и благодаря побочным реакциям. Процесс ведут по непрерывной циклической схеме. [c.56]

Получение ацетилена методом термического разложения углеводородов изучалось в СССР и за рубежом. Этот метод основан на мгновенном действии высокой температуры (порядка 1500°) на углеводородную смесь с увеличением числа углеродных атомов в молекуле углеводорода степень нагрева может быть снижена. Существует несколько технологических схем термического разложения углеводородов, различающихся способами подвода тепла и сырья. Наиболее эффективным из них, по-видимому, является термический крекинг с присадкой кислорода, или, как его называют, термоокислительный пиролиз. При разложении углеводородов этим методом наряду с ацетиленом можно получать метанол, водород или азотоводородную смесь для синтеза аммиака. Эти продукты извлекаются из газов, отходящих из установок синтеза ацетилена. Одновременное получение столь ценных продуктов весьма положительно сказывается на экономике процесса. Особенно большой интерес представляет извлечение из отходящих газов аммиака. Из синтез-газа, образующегося при получении 1 т ацетилена, можно выделить около 4,2 т аммиака или 3,4 т метанола, а при ежегодной выработке 60—65 тыс. т ацетилена — 250 тыс. т аммиака. В производстве аммиака методом конверсии для выработки такого количества продукта надо израсходовать свыше 300 млн. м углеводородных газов. [c.18]

На рис. 23,а показана технологическая схема синтеза аммиака. Азотоводородную смесь получают частичным окислением тяжелого топлива с использованием кислорода высокой чистоты. Сырой газ подвергают мокрой очистке для удаления сероводорода, образовавшегося из серы, которая была в топливе, и направляют в секцию каталитической конверсии окиси углерода. Последняя взаимодействует с водяным паром, образуя дополнительное количество водорода и двуокиси углерода. Двуокись углерода удаляют абсорбцией, после чего проводится доочистка от следов СО. Получаемый газ представляет собой водород высокой чистоты, который затем сжимают, смешивают с азотом и направляют в реакторы синтеза аммиака. Водород получают паровой конверсией природного газа (рис. 23, б) посредством следующих технологических операций сероочистки исходного газа, первичной (водяным паром) и вторичной (воздухом и водяным паром) конверсии метана, конверсии окиси углерода, очистки от СО., и следов СО. Полученную в результате смесь водорода с азотом (из [c.108]

Реакции (1) и (2) протекают с увеличением объема газа. Далее переработка конвертированного газа в азотоводородную смесь, а затем в аммиак проводится под давлением, поэтому ведение описанных выше процессов конверсии метана также под давлением позволяет снизить расход электроэнергии на сжатие газа в компрессорах, сократить их количество, уменьшить габариты теплообменных и контактных аппаратов и улучшить использование тепла. Следует отметить, что при проведении процесса каталитической конверсии метана под давлением требуется в соответствии с принципом Ле-Шателье повысить температуру процесса, чтобы сдвинуть в желательном направлении состояние равновесия реакции (1). [c.176]

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]

В качестве химического сырья конкурентом нефти является природный газ, состоящий в основном из метана. Уже при первичной обработке природного газа получают такие ценные продукты, как сера, бензин и гелий. Парокислородной конверсией метана получают азотоводородную смесь для синтеза аммиака [c.73]

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]

Процесс синтеза метилового спирта по физико-химическим условиям его проведения и по технологическому оформлению аналогичен процессу синтеза аммиака. Как азотоводородная смесь, так и синтез-газ могут получаться конверсией генераторных газов или природного газа. В обоих процессах взаимодействие смесей тщательно очищенных газов происходит при высо-кохм давлении и температуре в присутствии катализаторов. И, наконец, из-за малого выхода конечных продуктов и тот и другой процессы являются непрерывно циклическими причем реакция никогда не идет до полного превращения. Такая ана- [c.487]

При комбинировании нефтеперерабатывающего завода с заводом синтетического аммиака может оказаться целесообразным сооружение общей установки кислородной конверсии углеводородных газов с тем, чтобы из одной части конвертированного газа получать технический водород для нужд нефтеперерабатывающего завода, а из другой — азотоводородную смесь для синтеза аммиака. [c.187]

Очистка полуводяного газа от элементарной серы, сероводорода и других сернистых соединений производится в цехе сероочистки. В цехе конверсии при взаимодействии содержащейся в полуводяном газе окиси углерода с водяным паром дополнительно получают водород. В отделении компрессии происходит сжатие газовой смеси до рабочего, давления. В отделениях очистки газ освобождается от кислорода и кислородсодержащих соединений (главным образом от СО2 и СО). В качестве поглотителей применяются вода и медно-аммиачный раствор при повышенном давле--нии. Отработанный медно-аммиачный раствор восстанавливается (регенерируется) в отделении регенерации. Очи--щенная азотоводородная смесь направляется на синтез аммиака. [c.15]

Из газгольдера газ после очистки от сероводорода железосодержащей массой 10, окончательной очистки от нафталина 11 и отбензинивания 12 проходит теплообменник 17 и поступает на очистку от органических сернистых соединений 16. После очистки от органических соединений серы газ подогревается в теплообменнике 14 и направляется в камеру дожига 13, где при температуре около 850° С происходит каталитическая конверсия остаточного метана с воздухом. Из камеры дожига газ через теплообменник 14 направляется в конвертор СО 15. После конверсии СО парогазовая смесь охлаждается в теплообменнике 17, а затем в скруббере 18. До поступления на синтез аммиака азотоводородная смесь подвергается очистке от СОг (водой под давлением) и СО (медно-аммиачным раствором). [c.204]

Водород (азотоводородную смесь для синтеза аммиака) из коксового газа можно получать двумя принципиально различными способами низкотемпературным разделением коксового газа и конверсией содержащегося в газе метана (стр. 172 сл.). [c.224]

Азотоводородная смесь, получаемая конверсией углеводородов и газификацией твердого топлива, содержит инертные для синтеза аммиака компоненты — аргон и метан. Аргон вносится с атмосферным воздухом, а остаточное содержание метана определяется параметрами процессов конверсии, газификации и метанирования. В цикле синтеза аммиака неизбежно постепенное накопление аргона и метана, снижающих равновесную концентрацию аммиака в значительно большей степени, чем вызванное ими уменьшение парциальных давлений водорода и азота. Поэтому содержание аргона и метана в циркулирующей смеси строго регламентируется и поддерживается на определенном уровне путем постоянной продувки части газов. [c.196]

После конверсии метана к реакционной смеси добавляют водяной пар и направляют ее в конвертор окиси углерода 4 [реакция (XII.4)]. Полученный конвертированный газ содержит значительное количество примесей, снижающих активность катализатора синтеза аммиака, поэтому газ подвергают специальной очистке, стадия 5. Полученную азотоводородную смесь направляют в реактор синтеза аммиака 6. Степень превращения азота на катализаторе с образованием ЫНз составляет всего лишь 15—20%, поэтому после выделения аммиака (стадия 7) непрореагировавшую азотоводородную смесь возвращают в процесс. [c.259]

Конверсия метана в присутствии кислорода воздуха позволяет одновременно получать водород и азот, которые, смешиваясь образуют азотоводородную смесь, непосредственно участвующие в синтезе аммиака. Этот метод является экономически выгодным и находит все большее распространение. [c.195]

Чистота водорода достигает 98-99%. Для синтеза аммиака газ после первой ступени конверсии подвергается проиывке жидким азотои, в результате удаляются СО и СО2 и производится азотоводородная смесь. [c.108]

Переработка природного и попутного газов в азотоводородную смесь состоит из нескольких стадий. Первоначально получают гааопую смесь, состоящую в основном т Нг. СО, СОг, N2. Эта стадия называется конверсией углеводородных газов. Затем идет стадия конверсии СО, в результате которой происходит почти полное превращение СО по реакции СО- НэОч На- -Н-СОг+О. Далее следуют стадии очистки конвертированного газа от СО2 и остаточного содержания СО. В результате получают азоговодородную смесь, тщательно очищенную от катализа торных ядов и подготовленную для синтеза аммиака. [c.61]

Такое оформление процесса позволяет снизить расход технического водорода до величины, близкой к теорет,ической Кроме того, отказ от циркуляционных компрессоров резко сокращает расход электроэнергии Схема без циркуляции газа целесообразна для крупных агрегатов гидрирования бензола, размещаемых совместно с крупными агрегатами синтеза аммиака, где азотоводородную смесь получают по способу конверсии метана и окиси углерода с водяным паром и воздухом, т. е. на заводах, располагающих 75%-ным водородом [c.32]

Проблема фиксации азота, т. е. перевода его в химически активную форму, была решена только в 1908 г. Ф. Габером, который разработал технологию синтеза аммиака из азота воздуха и водорода при давлении около 30 МПа и температуре примерно 450 °С на губчатом железе с активаторами AljOg и KjO. Азотоводородную смесь получают конверсией смеси воздуха и природного газа в две стадии по реакциям [c.152]

Газ с низкой теплотой сгорания образуется при использовании воздушного или иаровоздушного дутья. В соответствии с этим его называют воздушным или паровоздушным (смешанным). Он характеризуется высоким содержанием балласта — азота [до 40—50% (об.)], что обусловливает низкую теплоту сгорания такого газа. Основная область применения таких газов— сжигание в топках промышленных печей. Кроме того, пос-,ле конверсии содержащегося в них оксида углерода и очистки от СОг получают азотоводородную смесь — исходное сырье для синтеза аммиака. [c.97]

Очищенная азотоводородная смесь, вводимая в цикл синтеза, может содержать, в зависимости от исходного сырья п способа получения синтез-газа, большие или меньшие количества аргона и метана. Из смешанного водяного газа получается чистый синтез-газ, содержащий в сз мме около 0,4—0,5% аргона и метана, причем метана обычно содержится немногим больше, чем аргона. Водород, полученный конверсией метана, может содержать 1% и более метана, азот, полз чаемый ректификацией воздуха, обычно очень чист. Аргон и метан являются инертными газами в процессе синтеза аммиака, но присутствие их нежелательно, так как они постепенно накапливаются в циркуляционном газе. При полной герметизации аппаратуры только небольшое количество циркуляиио нного газа выводится из цикла (в результате растворения газа в сепараторах жидким аммиаком). Вследствие этого Содержание аргона и метана в газе значительно возрастает, что приводит к уменьшению парциальных давленнй азота и водорода и к снижению производительности установки синтеза аммиака. [c.539]

В общем однако можно сказать, что расположение бывает двух ти- юв. Если условия давления и скорости прохождения газа дают возможность конвертировать большую часть входящей азото-водородной смеси в аммиак во время одного прохождения газа через колонну, то часто пользуются несколькими колоннами, соединенными последовательно, или же устройством параллельных рядов без повторной циркуляции газов под высоким давлением. В этом случае выходящая из последней колонны азото-водородная смесь расширяется до одной атмосферы и используется в качестве топлива или для других целей. В процессах, ведущихся под давлением лишь в несколько сотен атмосфер и работающих при условиях, дающих небольшую конверсию, аммиак удаляется из газа после выхода его из колонны, а оставшаяся газообразная азотоводородная смесь под высоким давлением возвращается во входящую струю газа. При таком циркуляционном устройстве необходимо периодически или непрерывно удалять некоторую час1ь газа для сохранения процентного содержания аргона, метана и других инертных газов на низком уровне. [c.181]

В отечественных модернизированных агрегатах аммиака газ после котла-утилизатора и подогревателя азотоводородной смеси конверсии метана при 486 °С поступает в охладитель газа И ступени 1 (рис. П-40), где охлаждается до 375 °С, проходит увлажнитель перед среднетемпературной конверсией. 2 и с отношением пар газ=0,565 поступает в конвертор 9 оксида углерода I ступени. На среднетемпературном катализаторе при объемной скорости 2010 ч- содержание оксида углерода снижается с 11—12% (об.) на входе до 3,5% (об.). Далее конвертированная парогазовая смесь при 436°С поступает в охладитель газа III ступени 8 и охлаждается до 310 °С. Охладители газа II и III ступеней являются котлами-утилизаторами с естественной циркуляцией, вырабатывают пар давлением 3,3 МПа, имеют общий сепаратор пара. [c.149]

Синтез метилового спирта по. физико-химическим условиям его проведения и по технологическому оформлению аналогичен процессу синтеза аммиака. Синтез-газ, как и азотоводородную смесь, можно получать конверсией генераторных газов или природного газа. При синтезе метанола, как и при синтезе аммиака, взаимодействие смеси тщател ьно очищенных газов происходит при высоких дав- [c.185]

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]

Конверсия окиси углерода. Для получения чистого водорода применяют водяной газ, получаемый при газификации твердого топлива, а для получения азотоводородной смеси — полуводяной газ или смесь воздушного и водяного генераторного газа. Так, для синтеза аммиака применяют полуводяной газ состава СО — 34%, Нг —37%, N2 — 22%, СО2 —6%, СН4 и HoS —около 1%. [c.68]

Достаточно строго стехиометрический показатель должен выдерживаться для технологических газов. Азотоводородаая смесь для син теза аммиака должна иметь соотношение =3 1. При двухступенчатой паровоздушной или одноступенчатой паро-кислородо-воздуш-ной конверсии стехиометрический показатель должен быть равен 3,05-3,1, что дает после конверсии окиси утдерода стехиометрический состав азотоводородной смеси /16, 17/. [c.32]

Сущность конверсионного метода получения азотоводородной смеси для синтеза аммиака из углеводородных газов состоит в разложении при высокой температуре метана и его гомологов на водород и окись углерода с помощью окислителей — водяного пара или кислорода. Конверсию углеводородных газов проводят одним окислителем или смесью окислителей. Если в качестве окислителя применяется кислород воздуха, то в реакционную газовую смесь с воздухом вводится азот, необходимый для образования азотоводородной смеси. В этом случае в результате конверсии получается так называемый азотистый конвертированный газ. Если в процессе конверсии углеводородных газов используется водяной пар или технический кислород, то получается практически безазотистый конвертированный газ. [c.19]

Конверсия метана парокислородовоздушной смесью. Технологический газ для синтеза аммиака с отношением H2 N2 = 3 1 на стадии конверсии метана может быть получен дозированием в газовую смесь азота с воздухом. Расход технического кислорода при этом значительно сокращается, так как общее количество Ог, необходимого для ведения автотермического процесса, изменяется незначительно. Для получения азотоводородной смеси стехиометрического состава к 1 м конвертируемого метана добавляют около 0,9 м азота или примерно 1,14 воздуха, что позволяет сократить расход технического кислорода на 32% (с учетом затрат тепла на подогрев вводимого с воздухом азота от 50 до 850 °С). [c.20]

Затем парогазовую смесь направляют в смеситель шахтного реактора второй ступени, куда Центробежным воздушным компрессором подают воздух под давлением 3,5 МПа, нагретый до 540 °С в подогревателе конвективной камеры трубчатой печи. В свободном объеме верхней части шахтного реактора часть водорода, метана и оксида углерода газовой смеси после трубчатой печи окисляется кислородом воздуха с выделением тепла. Расход воздуха определяется следующим 1) количество тепла, выделяющегося в свободном объеме конвертора, должно соответствовать количеству тепла, необходимого для проведения эндотермической реакции конверсии оставшегося метана водяным паром на катализаторе шахтного реактора и 2) количество азота, вошедшего с воздухом, должно обеспечить получение стехиометриче-ской азотоводородной смеси, поступающей на синтез аммиака, т. е. 75% (об.) водорода и 25% (об.) азота. Чтобы при аварийной остановке воздушного компрессора в трубопровод воздуха не мог попасть (обратным ходом) газ из шахтного реактора и создать взрывоопасную смесь, в поток воздуха непрерывно подают 6530 м ч водяного пара. [c.108]

Полученные одним из указанных способов газы — азот и водород — смешиваются в определенном соотношении и подаются на синтез аммиака. Однако чаще всего процесс синтеза аммиака ведут не из азота и водорода, полученных раздельно, а из азотоводородной смеси, которую обычно готовят конверсией метана и окиси углерода с водяным паром и кислородом. При этом образуется готовая смесь азота и водорода с соотношением N2 Нг = 1 3. [c.159]

Состав газа после конверсии зависит главным образом от состава исходного газа. В качестве последнего применяется водяной газ (для получения водорода на заводах гидрогенизации топлив) и полуводяной газ (т. е. соответствующая смесь водяного и генераторного газов) для получения азотоводородной смеси на заводах синтетического аммиака. [c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология