Синтез аммиака циркуляционный процесс

Таким образом, наиболее выгодными условиями проведения синтеза аммиака в процессе Габера являются температура 500° и давление 350 атм. Хотя при этих условиях только около 30% исходных вещеста превращается в аммиак, однако в результате использования циркуляционной технологической схемы (введение непрореагировавших На и N2 вновь в реакцию) суммарная степень превращения исходных веществ в аммиак является очень высокой. [c.144]

Фильтры для очистки циркуляционного газа от масла. В отличие от процесса синтеза аммиака, циркуляционный газ в цикле синтеза метанола следует очищать не только от примесей смазочного масла, но и от карбонилов железа. Фильтры, применяемые в обоих процессах, одинаковы и по существу являются только сепараторами для отделения от газа капель масла. [c.438]

В процессах очистки сырого газа для синтеза аммиака наибольшую трудность представляет освобождение газа от метана. Содержание СН4 в сыром синтез-газе, используемом в циркуляционных методах синтеза аммиака, не должно превышать 1%. При синтезе аммиака циркуляционными методами сырой синтез-газ подвергают очистке и получают так называемый свежий синтез-газ. Этот свежий газ добавляют к циркуляционному для восполнения расхода газов, прореагировавших с образованием аммиака, и для замены того объема газа, который выводится из цикла (продувочный газ). Поскольку в синтезе аммиака принимают участие только активные компоненты газовой смеси — водород и азот, циркуляционный газ содержит большее количество неактивных компонентов (прежде всего метана -И аргона), чем свежий синтез-газ. [c.11]

Существующие схемы управления для отделения синтеза аммиака предусматривают ряд сепаратных контуров управления температура горячей точки регулируется изменением расхода циркуляционного газа по байпасу мимо встроенного теплообменника колонны синтеза температура циркулирующего газа (ЦГ) на выходе колонны синтеза используется для изменения расхода ЦГ по байпасу вокруг выносного теплообменника (данный контур управления имеет характер резервного и часто в практике ведения технологического процесса не используется). Предусмотрена автоматическая стабилизация уровней испарителя жидкого аммиака (ЖА) с помощью подачи ЖА, а также уровней в сепараторе и кубе конденсационной колонны регулированием отбора ЖА на склад. Отделение синтеза иногда функционирует при постоянной продувке. [c.342]

Процессы бывают непрерывные, периодические и циркуляционные. В непрерывных процессах исходное сырье непрерывно подается в реакционный аппарат, а продукты химического взаимодействия отводятся из аппарата (с. 183). Принцип непрерывности используется в производстве чугуна, при обжиге извести, в контактном способе производства серной кислоты, при синтезе аммиака и в производстве водяного газа. [c.166]

Такой технологический процесс, в котором непрореагировавшие вещества отделяются от продуктов реакции и вновь возвращаются в реактор, называется циркуляционным. Применяя циркуляцию азото-водородной смеси, можно ограничиться невысокими давлениями. В настоящее время синтез аммиака проводят под давлением 30 МПа, а иа установках с новейшим оборудованием и при более низких давлениях — до 15 МПа. [c.316]

В свете этих решений перед азотной промышленностью, вырабатывающей эффективные виды удобрений, поставлены весьма важные и серьезные задачи. Для их выполнения необходимо строительство новых предприятий, расширение и реконструкция на основе прогрессивной технологии действующих заводов, оснащение их высокопроизводительным мощным оборудованием. В связи с этим в производстве аммиака разрабатываются и внедряются новые методы конверсии природного газа с применением повышенного давления создаются более активные катализаторы, работающие при сравнительно низких температурах и обеспечивающие более высокую степень превращения исходных веществ в получаемые продукты применяются более эффективные абсорбенты для удаления из газов двуокиси углерода глубоко используется тепло химических процессов (включая синтез аммиака) для получения водяного пара высокого давления (до 140 ат), перегреваемого до высоких температур (570 °С) в крупных агрегатах синтеза аммиака мощностью 1000—1500 т сутки и более. Энергию получаемого таким путем водяного пара высоких параметров можно использовать в паровых турбинах для привода основных машин аммиачного производства, в частности турбокомпрессоров высокого давления для сжатия азото-водородной смеси до давления процесса синтеза аммиака, воздушных турбокомпрессоров, турбокомпрессоров аммиачно-холодильной установки, центробежных циркуляционный компрессоров совместно с турбокомпрессорами высокого давления. Энергия пара рекуперируется также в турбогенераторе для выработки электроэнергии, потребляемой на приводе насосов. В пу)овых турбинах высокое давление части полученного пара понижается до давления, близкого к давлению процессов конверсии метана и окиси углерода, что позволяет использовать в этих процессах собственный технологический пар. [c.10]

Е контактный аппарат. В некоторых процессах выделение продуктов реакции проводится под рабочим давлением (синтезы аммиака, метанола и др.), а непрореагировавшие газы подаются обратно циркуляционными насосами. В других процессах выделение продуктов реакции проводится при низком давлении, и не прореагировавшие газы требуют повторного сжатия для возвращения их в систему высокого давления. Технические газовые смеси, вследствие колебаний технологического режима, не имеют постоянного сте-хиометрического состава [c.16]

Обычно принято считать, что реакция заканчивается при прохождении реагирующих веществ через аппарат. Однако в ряде производств взаимодействие веществ, особенно газообразных, не завершается за один проход через аппарат. Не вошедшие в реакцию газы после отделения продукта реакции снова возвращаются в аппарат, смешиваясь со свежей порцией газов. Такой процесс называется циркуляционным или круговым и применяется при синтезе аммиака, метилового и этилового спиртов и др. [c.7]

Одновременное изучение кинетики процесса и адсорбции компонентов в ходе реакции в циркуляционной системе проводил также К. Тамару [537, 696], например, для реакции разложения муравьиной кислоты и синтеза аммиака в газовой фазе. [c.521]

Способ синтеза аммиака с циркуляцией газовой смеси запатентован Габером еще в 1910 г. Основными аппаратами такой установки являются колонна (конвертор), в которой вырабатывается аммиак, аппаратура для отделения аммиака и циркуляционный насос, снова подающий в колонну непрореагировавшую смесь с добавкой свежего газа. Детали циркуляционных установок синтеза аммиака по различным способам не одинаковы, и привести единую общую схему процесса невозможно, однако различия в отдельных методах невелики (в основном различны точки включения в цикл циркуляционного насоса). [c.535]

Заданная концентрация аммиака в циркуляционном газе поддерживается путем автоматического регулирования уровня аммиака регулятором РУ2 в испарителе 4 с соответствующей коррекцией по температуре газа, выходящего из конденсационной колонны 3. Постоянство концентрации аммиака в циркуляционном газе, т. е. до колонны синтеза, облегчает стабилизацию температурного режима процесса синтеза аммиака. [c.255]

Так, одно из краевых условий — начальная концентрация целевого продукта или степень превращения — обычно записывается просто при Я = О, л = О, но в циркуляционных процессах оно может быть сложной функцией параметров технологического процесса в предшествующем аппарате. Например, концентрация аммиака в циркуляционной газовой смеси, поступающей в аппарат, является сложной функцией температуры и давления в предшествующем холодильнике — конденсаторе аммиака. Соответственно степень превращения на входе в колонну синтеза аммиака будет [c.126]

Составление материального баланса цикла синтеза является первой стадией расчета агрегата синтеза аммиака. Цель материального расчета — определение количества и состава газовой смеси в узловых точках цикла. Эти данные необходимы для последующего расчета оборудования агрегата синтеза (составления тепловых балансов и определения теплообменных поверхностей колонны синтеза и конденсационных систем установления основных размеров циркуляционных нагнетателей и т. п.), а также для вычисления расхода свежей газовой смеси на 1 т готовой продукции при заданных условиях процесса. [c.46]

Синтез протекает на плавленом железном катализаторе, который по способу приготовления сходен с катализатором синтеза аммиака, но отличается от него количеством и составом промотирующих добавок размеры зерен 4—8 мм. Процесс проводится на неподвижном катализаторе по циркуляционной схеме при объемных скоростях 8000—10 000 давление синтеза 200 ат, рабочая температура катализаторного слоя 165—190° С. [c.68]

Исследования Габера и Нернста, проведенные ими в 1904— 1907 гг., позволили установить более точные значения констант равновесия реакции синтеза аммиака. Исходя из принципа Ле-Шателье о смещении равновесия под действием внешнего воздействия и правила фаз Гиббса, указывающего на необходимость учитывать три степени свободы реакции синтеза аммиака, был сделан вывод о возможности синтеза аммиака под высоким давлением. В результате этих исследований Габер и Бош разработали замкнутую циркуляционную систему синтеза аммиака, позднее Митташ и Габер открыли активные катализаторы этого процесса. [c.18]

На установках синтеза аммиака предусмотрены системы сигнализации об аварийных отклонениях основных параметров технологического процесса об остановке центробежного циркуляционного компрессора (ЦЦК) о трех положениях уровня жидкого аммиака в конденсационной колонне (и сепараторе) и двух положениях уровня жидкого аммиака в сборнике о максимуме перепада давления на ЦЦК о появлении водорода в газообразном аммиаке и о повышении давления газов в сборнике жидкого аммиака. [c.243]

Имеются два главных недостатка процесса. Прежде всего, для получения водорода, достаточно чистого для синтеза аммиака, необходимы сложные очистительные установки. Удаление окиси углерода, углекислоты, сероводорода, водяных паров и других посторонних примесей, как описано выше, осуществимо в промыш,-ленности лишь на больших установках. Второй недостаток заключается в присутствии в полученном водороде некоторых примесей,-как например метана, аргона и др., которые, хотя и не отравляют аммиачного катализатора, но действуют как разбавители, и в циркуляционных системах, например в системе Габер-Боша, они скоро накапливаются в таких количествах, которые делают необходимой продувку или очистку разбавленных газов. [c.168]

Разработка новых конструкций аппаратуры, в частности освоение выпуска центробежных циркуляционных компрессоров, позволила упростить аппаратурное оформление процесса синтеза аммиака. Благодаря применению ЦЦК устранено загрязнение циркуляционного газа маслом, поэтому фильтр, показанный на предыдущей схеме, становится излишним. Схема агрегата с циркуляционным центробежным компрессором и автоматическим управлением будет приведена на стр. 297. Здесь мы ограничимся кратким изложением особенностей этой схемы. [c.273]

Автоматическое управление агрегатом синтеза. Схема агрегата с автоматическим управлением процессом синтеза аммиака показана на рис. 1-26. При таком управлении агрегатом автоматически регулируются следующие параметры процесса температура в колоннах синтеза уровни жидкого аммиака в сепараторе и конденсационной колонне температура газа, выходящего из аммиачного конденсатора состав циркуляционного газа по содержанию инертных примесей (СН4 и Аг) выдача жидкого аммиака из газоотделителя на склад давление в газоотделителе. [c.296]

И. применяют для сжатия вторичных паров с це- лью их использования в выпарных аппаратах, работающих ио принципу теплового насоса (см. Выпаривание), в системах синтеза аммиака под высоким давлением (заменяют циркуляционные компрессоры) для подъема и перекачивания жидкостей с глубин, превышающих всасывающую способность жидкостных насосов ири нагревании жидкостей голым паром, являющимся в этом случае инжектирующим агентом, обеспечивая хорошее перемешивание нагреваемой среды и конденсата. Кроме того, И. применяются в системах пневматич. транспорта, в абсорбционных и экстракционных аппаратах, создавая хороший контакт контактирующихся фаз (жидкость — газ, жидкость — жидкость) и способствуя процессу массообмена. [c.135]

Современные схемы синтеза аммиака — циркуляционные, т. е. часть азотоводородной смеси непрерывно превращается в колонне синтеза в аммиак, который и выводится из установки. В циркуляционных газах растет содержание инертных примесей — аргона, гелия, криптона, ксенона, что снижает скорость реакции, а следовательно, и технико-экономические показатели процесса. Поэтому часть циркуляционных, так называемых продувочных газов непрерывно выводится из цикла. В современных установках синтеза аммиака оптимальным считается 11— 13%-е содержание инертных примесей в циркуляционных газах, при этом расход продувочных газов, например на установке производительностью 1500 т ЫНз/сут составляет до 10 000 м /ч. Таким образом, с продувочными газами из цикла выводится (на [c.271]

Температура процесса регулируется при помощи подвешенного в реакторе теплообменника. Разность температур в реакторе составляет 5—6°. Температура синтеза 305—345°, давление 28—45 ат, состав исходного газа примерно 1,8—2,0 Н2 1,0 СО. Как правило, применяют циркуляцию с подачей двух объемов циркуляционного газа на 1 объем свежего. Вначале в процессе употребляли катализатор синтеза аммиака состава 97% Рсз04, 2,5% АЬОз и 0,5 /о К2О. Позже был использован природный магнетит с 0,5% К2О. Катализатор размалывают (до диаметра частиц 0,045—0,45 мм) и. полностью восстанавливают при 350— 460" в кипящем слое,. в то кс водорода. После воостанозлепия температуру снижают ДО 290—300° и подают возрастающее количество синтез- [c.121]

Катализатором синтеза аммиака служит железо с активаторами КгО, AI2O3, SIO2, СаО. Одиако и в оптимальных условиях проведения процесса фактический выход аммиака невелик [л = 18—22% (об.)]. Поэтому процесс ведут по циклической схеме. В колонну синтеза подают циркуляционный газ, содержащий не-сконденсировавшийся в холодильниках аммиак, и свежую азотоводородную смесь в количестве, компенсирующем полученный продукт и потери. [c.118]

Арсенал средств для осуществления этапа в может быть весьма значительным. Уже в настоящее время можно видеть проекты, в которых имеются элементы кибернетической организации процесса. Примером может служить проект агрегата синтеза аммиака - большой мощности . В этом агрегате увеличение содержания метана в конвертированном газе после отделения конверсии природного газа вызывает накопление метана в циркуляционном газе отделения синтеза аммиака, что ведет к увеличению числа продувок системы. Продувочные газы после выделения из них аммиака сжигаются в топке трубчатого конвертора. Повышение температуры топочных газов, как следствие сжигания метана и водорода, содержащихся в продувочном газе, приводит к снижению содержания метана в конвертированном газе. Эта схема имеет структуру и принципиальные связи подобно операционному усилителю с обратной связью аналоговой вычислительной машины. По аналогии с терминами электроники имеется глубокая отрицательная обратная связь , которая делает схему нечувствительной к изменениям как на входе системы, так и внутри ее. Обратной связью юхвачены отделения шахтной конверсии и конверсии окиси углерода, а также отделение очистки II предкатализа, что в значительной мере упрощает управление агрегатом. [c.488]

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]

Производство химического продукта складывается из ряда химических и физических процессов, которые могут происходить одновременно (параллельно) в одних и тех же аппаратах или последовательно. Последовательное описание или изображение процессов и соответствующих им аппаратов называется технологической схемой производства. Технологиче-ские схемы производства делятся на два типа 1) с открытой цепью и 2) циклические (циркуляционные, круговые). Схема с открытой цепью состоит из аппаратов, в каждом из которых взаимодействующие массы проходят лишь один раз. Если степень прохождения процесса (превращения) в одном аппарате невелика, то приходится ставить последовательно большое количество однотипных аппаратов. Типичным примером является технологическая схема синтеза аммиака из водорода и азота (рис. 23), по которой непродолжительное время осуществлялся синтез аммиака во Франции. В каждом контакт- [c.94]

С приведенными замечаниями мы не можем согласиться. В самом деле, как мы уже отмечали, анализ [422] показывает, что только равномерное и экспоненциальное распределение неоднородной поверхности может вести при наличии соотношения линейности к выражениям с дробными показателями степени в кинетических уравнениях. Поэтому не всякое широкое распределение, а только принимаемые теорией распределения, обосноианные экспериментом (например [153, 341]), ведут к опытным кинетическим уравнениям. В основе теории лежит предположение об адсорбции азота как лимитирующей стадии процесса (при небольшом удалении от равновесия). Это предположение вытекает из совокупности различных специальных исследований, упомянутых выше. Поэтому нельзя считать постулаты теории завуалированными, напротив, они весьма ясны. Отметим также, что после выхода в свет монографии [54] основное уравнение теории синтеза аммиака [уравнение (V.247)] было подтверждено многочисленными работами советских и зарубежных исследователей, упомянутых выше, использовавших для этой цели разные кинетические методы, в частности проточно-циркуляционный метод [522, 523, 525, 572, 1113, 1225]. При этом в разных работах, например [104, 522, 524] и других, выполненных различными авторами, были получены близкие значения констант скорости, в большинстве случаев совпадающие по величине или по порядку величины. [c.222]

Другое исследование, проводимое Русовым, Певзнер и Стрельцовым, направлено на выяснение границ влияния макрокинетических факторов на процесс синтеза аммиака на технических катализаторах. После работ Темкина и Пыжова , Эмметта и Куммера и наших > кинетика этого процесса настолько выяснена, что можно было бы использовать выводы теории для количественных расчетов промышленных колонн синтеза и оптимальных условий его проведения. Как показано автором, в обычно принятых условиях лабораторных исследований макрокипетические факторы не осложняют реакцию. Однако имеется опасность, что при переходе к условиям и масштабам промышленных установок (крупные куски катализатора, высокие давления, возможность перегревов) имеет место наложение влияния диффузии, что не учитывалось авторами цитированных работ. Это обстоятельство может исказить найденные в лаборатории параметры и зависимости. Методика проводимой нами работы сводится, в основном,к исследованию кинетики процесса в циркуляционной установке на отдельных кусках катализатора разной величины, свободно висящих в потоке газа, при разных температурах, скоростях потока и давлениях газа. [c.361]

Рис. W. Схема производства аммиака по процессу фирмы Гирдлер /—секция обессеривания 2—котел-утилизатор 3—конвертор первой ступени 4—конвертор второй ступени 5—конвертор СО 6—регенератор раствора аммиака 7—сепаратор 8—абсорбер СОг 9—насос для откачки конденсата 10—реактор метанирования И—воздушный фильтр 12—компрессоры 13—маслоотделитель 14—конденсатор аммиака 15—сепаратор второй ступени 16—сборник аммиака 17—колонна синтеза аммиака 18—сепаратор первой ступени 19—циркуляционный компрессор 20—емкости сброса давления Линии I—сырьевой газ II—топливо III—питательная вода IV—водяной пар V—гехнологический воздух VI—СОг VII—продувочный газ (топливо для конвертора) VIII—товарный аммиак

Метан, в отличие от других углеводородов, совершенно не оказывает вредного влияния на катализаторы синтеза аммиака. Поэтому СН4 не удаляют из газов, используемых в этом прО цессе. Газы, циркулирующие в промышленных системах си.ч-теза аммиака, обычно содержат большое количество метана от нескольких процентов до 10—20%. Высшие углеводороды в процессе синтеза ЫНз разлагаются и отравляют катализатор. На катализаторе при этом осаждается углерод и высокомолекулярные органические соединения. В газы, применяемые для с.чнтеза аммиака, такие соединения могут переходить из исхои-ного сырья или из смазки компрессоров и циркуляционных насосав. [c.491]

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 современных высокопроизводительных агрегатах синтеза аммиака и метанола среднего давления с большими объемами циркуляционного газа поршневые циркуляционные компрессоры постепенно вытесняются центробежными. При давлениях же выше 380—400 ат иногда возникают ограничения к применению ТЦК. Это относится (см. главу 15) к установкам синтеза со сравнительно небольшим объемом циркуляционного газа или с рабочим перепадом давлений менее 12—14 ат, а также к производствам, в которых необходимо снижение объема циркуляции в 2—3 раза (некоторые процессы органического синтеза). В то же время использование инжекторов (СЦК) ограничено перепадом давления до 7—8 ат и зависит от возможности выбора типового компрессора для свежего газа с необходимым конечным давлением. В подобных условиях применяют вертикальный бессмазоч-ный ПЦК. [c.348]

Выбор параметров процесса, построение схемы и аппаратурное оформление агрегата синтеза аммиака в определенной степени зависят от способа получения и очистки азотоводородной смеси. При содержании в ней каталитических ядов (СОг, НгО, масло) смешение с циркуляционным газом ведут перед аппаратами II ступени конденсации или непосредственно в слое жидкого аммиака. Промывка жидким аммиаком обеспечивает очистку газа от влаги и углеаммонийных солей, образующихся при смешении свежей азото-бодородной смеси с циркуляционным газом, однако это может отразиться на качестве продукции. При очистке газа промывкой жидким азотом азотоводородная смесь не содержит СОд и НгО и ее можно вводить в агрегат перед колонной синтеза аммиака. [c.359]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология