Синтез аммиака при сверхвысоком давлении

Широкое и эффективное применение высоких и сверхвысоких давлений (синтезы аммиака, метанола, мочевины и других веществ, конверсия окиси углерода, процессы гидрогенизации, разделение коксового газа, получение концентрированной азотной кислоты, электролиз воды и т. д.) обусловлено не только тем, что многие промышленно важные реакции протекают с уменьшением объема. Режим повышенного давления ускоряет процессы, позволяет уменьшить размеры аппаратуры, улучшить теплопередачу и т. д. — словом, интенсифицировать процесс. [c.134]

В новейшее время техника работы под высокими давлениями сделала громадные успехи, благодаря которым оказалось возможным осуществить синтез аммиака при давлении до 4500 ат и выше. В этих условиях образование аммиака из смеси азота с водородом протекает количественно без всякого катализатора при 2000 ат и прочих равных условиях выходы при этой реакции падали до 40%. В какой степени освоение такого рода сверхвысоких давлений отразится на методике гидрирования органических соединений, покажут дальнейшие исследования. [c.503]

Гидравлическая передача была ранее применена в крупных азотноводородных компрессорах сверхвысокого давления для синтеза аммиака. Но в дальнейшем распространение получили установки для синтеза при значительно более низких давлениях, в связи с чем прекратилось производство компрессоров с гидравлической передачей. Краткое описание-азотноводородных компрессоров с гидравлическими передачами, выполненными по другим схемам, приведено в книге М. И. Френкель. Поршневые компрессоры. Изд. 1-е, М.—Л., Машгиз, 1949, стр. 383—384 и 388—390. [c.643]

Описываемое явление имеет существенное практическое значение, особенно в настоящее время, когда все большую роль играют процессы, протекающие при высоких давлениях. С ним связан вынос паров веществ (соли, 5102), содержащихся в воде паросиловых установок, и последующее их выделение (в результате понижения давления) на лопатках турбин, чем вызывается их эрозия и, как следствие, падение к. п. д. Растворимость паров воды в воздухе следует учитывать при проектировании вентиляционного и отопительного оборудования. Растворимость ртути в сжатых газах необходимо иметь в виду для внесения соответствующих поправок в эксперименты, проводимые со ртутью в качестве запирающей жидкости при высоких давлениях и температурах. Укажем еще на один пример — возможность отравления катализаторов (в частности, в колоннах синтеза аммиака) в результате попадания в них масла из поршневых компрессоров за счет повышения летучести (давления) его паров в условиях низкой температуры и сверхвысоких давлений (речь идет не о механическом уносе масла, с которым легко бороться ). [c.133]

Процесс синтеза аммиака считался типично каталитическим. Однако сейчас установлено, что при сверхвысоких давлениях (порядка 4000—5000 атм) синтез аммиака из азота и водорода можно вести и без катализаторов, причем выход аммиака приближается к 100%. Такой метод имеет ряд существенных преиму ществ отпадает необходимость циркуляции азото-водородной смеси в аппарате, а также тщательной очистки исходных газов (например, азото-водородная смесь в этом случае может содержать до 5% Н З, до 25% СО и т. д., что ни в коем случае недопустимо при каталитическом получении аммиака). [c.468]

Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные аппараты для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. [c.175]

В современной технике, широко применяют теплообменные аппараты для работы при высоких и сверхвысоких давлениях. В тепловой энергетике получили развитие котельные агрегаты, паровые турбины и вспомогательное оборудование на давления более ГОО ати и температуры выше 500° С. В синтезе аммиака из азота и водорода применяют автоклавы для работы под давлением от 200 до 1 500 ати при температурах 250—500° С. [c.160]

Металлические материалы широко применяют в аппарато- и машиностроении, катализе, электротехнике, радио- и электронной промышленности. Действительно, чтобы осуществить любой процесс, например химико-технологический, необходимо располагать соответствующей аппаратурой. Использование представлений макрокинетики, теории химических реакторов, а также методов математического и физического моделирования в принципе позволяет найти оптимальную для данного процесса конструкцию и размеры аппарата. Но тогда возникает вопрос, из каких материалов следует делать эту аппаратуру, чтобы она была способна противостоять разнообразным агрессивным воздействиям, в том числе химическим, механическим, термическим, электрическим, а в ряде случаев также радиационным и биологическим. Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым только в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные печи для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. Сочетание механических свойств, таких, как прочность, вязкость, пластичность, упругость и твердость, с технологическими свойствами (возможность использования приемов ковки, сварки, обработки режущими инструментами) делает металлические материалы незаменимыми для построения химических реакторов самой разнообразной формы и размеров. [c.135]

Единой общепринятой классификации технологических схем в химических производствах не существует их подразделяют по агрегатному состоянию веществ в основном процессе (процессы в газовой, жидкой фазах и т. д.), принятому давлению (процессы при низком, высоком и сверхвысоком давлениях), температуре, химическому процессу и исходному сырью или конечному продукту (гидрогенизация угля, синтез аммиака), по характеру процесса (периодический, непрерывный, комбинированный) и т. д. В нескольких приведенных ниже технологических схемах рассмотрены главным образом те стадии процессов, которые требуют применения высоких давлений. [c.15]

Проблема синтеза аммиака ири сверхвысоких давлениях представляет большой интерес благодаря возможности достижения высокой степени конверсии и применения неочищенных газов, [c.482]

Приведенные в табл. 22 данные показывают, что при атмосферном давлении, даже при невысоких температурах, содержание аммиака в равновесной смеси очень мало, но с повышением давления оно быстро возрастает. Судя по р а в н о в е с н ы м составам, было бы выгоднее пользоваться для синтеза аммиака невысокими температурами и высокими давлениями. Однако наряду с этим необходимо учитывать еще и скорость реакции. При невысоких температурах скорость этой реакции практически равна нулю, и применением катализаторов тоже не удается добиться ее осуществления. С повышением температуры скорость реакции начинает возрастать, но при умеренном повышении ее (до 400— 500° С) удается достигнуть скоростей, требующихся для технологии, только при использовании весьма активных катализаторов, если не обращаться к сверхвысоким давлениям — выше 1000 атм. [c.185]

Для дальнейшего развития промышленности синтетического аммиака может оказаться существенным, что при давлениях в 2000 ат и выше синтез аммиака из азотоводородной смеси хорошо идет и без специального катализатора. Практический выход NH3 при 850 °С и 4500 ат составляет 97%. Особенно важно то обстоятельство, что при сверхвысоких давлениях наличие в исходных газах различных примесей не влияет на ход процесса. [c.389]

В качестве простого, но типичного примера лабораторной установки для проведения непрерывных газовых процессов по открытому циклу (без циркуляции) можно привести установку Института высоких давлений [73] для синтеза аммиака при сверхвысоком давлении (рис. 9). В этой установке азотоводородная смесь из компрессора 1 поступает через маслоотделитель 2 в реактор 3. Из реактора газ дросселируется через вентиль точной регулировки 4 в наполненный титрованным раствбром серной кислоты барботер 5, где нейтрализуется аммиак. Непрореагировавшая азотоводородная смесь поступает в газовые часы 6. [c.40]

К сожалению, теорией закономерностей, связанных с изменением химических и физических свойств веществ при высоких давлениях, мы пока не владеем например, не существует термодинамики сверхвысоких давлений. В этой области экспериментаторы имеют явное преимущество перед теоретиками. За последние десять лет практикам удалось показать, что при экстремальных давлениях протекают многие реакции, неосуществимые в обычных условиях. Так, при 4500 бар и 800°С синтез аммиака из элементов в присутствии оксида углерода и сероводорода идет с выходом 97% ( ) С целью оптимизации уже упоминавшегося процесса полимеризации этилена необходимо повьпиать да- [c.155]