Синтез аммиака выбор давления и температуры процесса

Выбор давления в процессе конверсии метана. Итак, высокая температура и низкое давление термодинамически выгодны для конверсии метана. Но эти условия могут быть невыгодны для технологического процесса в целом. Конечная стадия — синтез аммиака — протекает при высоком давлении (30 МПа). Затраты энергии А на сжатие газа от давления Ру до / 2 составляют [c.400]

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]

При выборе условий для проведения конверсии метана важно учитывать также состав конвертированного газа на выходе. Необходимо, чтобы остаточное содержание метана в нем не превышало 0,5% (по объему), так как метан, постепенно накапливаясь в агрегатах на стадии синтеза аммиака, затрудняет проведение в них процесса. Содержание метана в конвертированном газе зависит от давления, температуры и соотношения СН4 Н20. Оптимальный режим для содержания метана не более 0,5 % соответствует температуре 800—1000 °С, давлению 0,1 МПа и соотношению СН4 НоО = 1 2. [c.197]

И давление, тем больше скорость образования аммиака. Но повышение температуры ускоряет и обратный процесс — разложение аммиака на исходные элементы. Следовательно, при выборе оптимальной температуры нужно всесторонне учесть не только кинетику, но и статику процесса. На рис. 124 показан выход аммиака в зависимости от температуры синтеза и объемной скорости газа. Максимумы на кривых рисунка характеризуют наиболее оптимальные температуры для соответствующих объемных скоростей. Помимо температуры и давления наиболее важным средством, ускоряющим реакцию синтеза аммиака, является катализатор. [c.227]

Метанол образуется с удовлетворительной скоростью в присутствии катализатора только при температуре выше 400°, при которой положение равновесия крайне неблагоприятно под давлением в сотни атмосфер выход метилового спирта достигает всего только 10—20%. В этом отношении реакция подобна реакции синтеза аммиака. Но она отличается от синтеза аммиака тем, что сопровождается побочными реакциями, приводящими к образованию метана, высших спиртов, кислот, эфиров и других соединений. Задача, следовательно, состоит в том, чтобы, несмотря на неблагоприятное положение равновесия и на тенденцию к образованию побочных продуктов, получить возможно более высокий выход метанола при высокой производительности аппаратуры. Для решения поставленной задачи нужно воспользоваться как закономерностями управления простыми обратимыми реакциями с неблагоприятным положением равновесия, так и закономерностями управления сложными реакциями. Первая из этих групп закономерностей указывает, что процесс нужно проводить по циркуляционной схеме. Но для выбора состава смеси, температуры, продолжительности реакции необходимо также определить влияние их изменения на течение побочных реакций. Опыт показывает, что побочные реакции подавляются, например, при значительном избытке водорода в реагирующей смеси. [c.43]

Выбор коррозионностойких материалов для условий синтеза карбамида чрезвычайно труден. Дело в том, что стойкость материалов определяется здесь не только свойствами карбамида, но и параметрами технологического процесса температурой, давлением, количеством избыточного аммиака, содержанием сернистых примесей в СОг, концентрацией кислорода, подаваемого для пассивации сталей и рядом других факторов. [c.132]

Для выбора оптимальных условий протекания реакции следует учитывать не только влияние на равновесие температуры, давления или концентрации реагирующих веществ, но и их влияние на скорость процесса. Так, реакцию синтеза аммиака в соответствии с принципом Ле Шателье следовало бы вести при более низкой температуре и более высоком давлении. Однако при температуре ниже 450—500 °С скорость реакции очень мала. Процесс становится нерентабельным. Для устранения этого недостатка процесс ведут при температуре 500°С и в присутствии катализатора (пористое железо с примесью оксидов алюминия, калия, кальция и кремния). Катализатор ускоряет прямую и обратную реакции одинаково, а повышение температуры смещает равновесие влево, что невыгодно для промышленного производства синтеза аммиака. Поэтому согласно принципу Ле Шателье для противодействия влиянию повышенной температуры следует применить высокое давление. Синтез аммиака ведут при давлении от 15 до 100 МПа (1 МПа Юатм). [c.43]

Продувочные газы таких циклических процессов, как синтез аммиака и переработка нефти, обычно имеют высокое (до 5,0-10,0 Мпа) давление. Поэтому гидравлическое сопротивление мембранного аппарата не шрает существенной роли. Выбор тина аннарата оиределяется таким фактором, как плотность упаковки мембран (суммарная поверхность мембран в единице объема). Наибольшее распространение в установках извлечения водорода нашли мембранные модули на основе полых волокон. В промышленных установках должна быть предусмотрена стадия подготовки газа перед подачей в мембранные ашшраты. Это обусловлено тем, что продувочные газы содержат жидкость в дисперсном состоянии. Температура газа должна на 10- [c.429]