Синтез аммиака промышленные схемы

Рис. 14.4. Схема промышленного процесса синтеза аммиака (процесс Габера). Поступающие в систему газообразные N2 и Н2 нагревают приблизительно до 500 С и пропускают над катализатором. Образ ющейся газовой смеси дают расшириться, в результате чего она охлаждается и из нее сжижается КНз. Непрореагировавшие N2 и Н2 возвращают на повторный цикл.

Промышленные химические реакторы отличаются большим конструктивным разнообразием. На конструкцию химического реактора и связанного с ним оборудования для физических процессов решающим образом влияет характер проводимой в нем реакции. Например, если реакция протекает с достаточной скоростью лишь при высоких температуре и давлении, следует выполнить реактор в виде цилиндра с толстыми стенками и включить в технологическую схему машины и аппараты для сжатия и нагревания газовой реакционной смеси. Если реакция протекает на катализаторе, необходимо применение аппаратов для тщательной очистки реакционной смеси от веществ, отравляющих катализатор. Если реакция обратима и, следовательно, протекает не полностью, требуется аппаратура для непрерывного выделения продукта из циркулирующей в системе реакционной смеси и возвращения непрореагировавших веществ в реактор (например, синтез аммиака). [c.243]

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]

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ КОНВЕРСИИ ОКИСИ УГЛЕРОДА ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ГАЗА ДЛЯ СИНТЕЗА АММИАКА [c.142]

Как уже отмечалось ранее, в замкнутых энерготехнологических схемах производства аммиака промышленные выбросы уменьшаются. В частности, на стадии синтеза для предотвращения накопления инертных газов прибегают к продувке циркуляционного газа. После выделения аммиака этот газ можно использовать как сырье или топливо на стадиях производства водородсодержащего газа. Состав продувочных газов [в % (об.)] при общем их объеме 8510 м /ч приведен ниже [c.209]

Можно сделать вывод, что рассмотренный здесь нестационарный способ синтеза аммиака является перспективным направлением. Он позволяет повысить производительность единичного объема реактора и упростить конструкцию аппарата, для которого нет необходимости использовать теплообменники. Нахождение оптимальной формы катализатора и совершенствование предлагаемой схемы определяют пути исследований, которые могут привести к созданию высокоэффективного промышленного аппарата для синтеза аммиака в нестационарных условиях. [c.164]

В первом томе справочника под общей редакцией Е. Я. Мельникова приведены физико-химические свойства газообразных и жидких веществ, применяемых и получаемых на предприятиях азотной промышленности. Описаны различные методы получения и очистки технологических газов (азото-водородной смеси, синтез-газа). Рассмотрены физикохимические основы процессов синтеза аммиака и метанола, промышленные схемы и принципы автоматизации их производства даны некоторые методы технологических расчетов, приведены характеристики катализаторов, описана применяемая аппаратура. [c.4]

Схема одного из типов заводской установки для синтеза аммиака показана на рис. 1Х-2. Процесс ведут при температурах 400— СОО °С (на катализаторе) и давлениях 10—60 МПа. Равновесие устанавливается при этом достаточно быстро. После выделения аммиака из газовой смеси последнюю вновь вводят в цикл. В настоящее время синтез аммиака является основным промышленным методом получения связанного азота с ежегодной мировой выработкой, исчисляемой десятками миллионов тонн. Молекула ЫНз имеет форму треугольной пирамиды (рис. 1Х-3). Так как электроны связей И — N довольно сильно смещены от водорода к азоту (рны = 0,28), молекула аммиака в целом ха рактеризуется значительной полярностью (длина диполя 31 пм). Аммиак представляет собой бесцветный газ (т. пл. —78 °С, т. кнп. —33 °С) с характерным резким запахом нашатырного спирта . Растворимость его в воде больше, чем всех других газов один объем воды поглощает ири О С около 1200, а прн 20"С — около 700 объемов К Нз. Продажный концентрированный раствор имеет обычно плотность 0,91 г/см и содержит 25%, (масс.) N1 3 (т. е. близок к составу ЫНз-ЗНгО). [c.251]

Настоящая работа посвящена разработке схемы оптимального управления промышленными агрегатами синтеза аммиака, причем оптимальные значения регулируемых переменных в этой схеме должны определяться периодическими расчетами на математической модели агрегата с применением метода градиента. [c.171]

Существенный аспект топливно-энергетической проблемы — это повыщение эффективности использования топливных ресурсов, в частности возможно более полное использование всех видов энергии. Известно, что химическая промышленность и смежные с ней отрасли являются крупнейшими потребителями тепловой и электрической энергии. В последние годы особенно большое внимание уделялось снижению всех видов энергозатрат в химико-технологических процессах — прежде всего уменьшению теплопотерь и наиболее полному использованию реакционной теплоты. Одним из путей повышения энергетической эффективности химико-технологических процессов служит химическая энерготехнология, т. е. организация крупномасштабных химико-технологических процессов с максимальным использованием энергии (прежде всего теплоты) химических реакций. В энерготехнологических схемах энергетические установки — котлы-утилизаторы, газовые и паровые турбины составляют единую систему с химико-технологическими установками химические и энергетические стадии процесса взаимосвязаны и взаимообусловлены. Химические реакторы одновременно выполняют функции энергетических устройств, например вырабатывают пар заданных параметров. Энерготехнологические системы реализуются прежде всего на базе агрегатов большой мощности — крупнотоннажных установок синтеза аммиака, синтеза метанола, производства серной кислоты, азотной кислоты, получения карбамида, аммиачной селитры и т. д. [c.37]

В настоящей главе кратко описаны наиболее распространенные промышленные схемы синтеза аммиака, основанные главным образом на использовании природного газа как исходного сырья. [c.9]

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СХЕМЫ СИНТЕЗА АММИАКА [c.363]

В новых схемах процесса получения синтез-газа для производства аммиака используется принцип двухстадийной конверсии метана. В промышленности применяется несколько схем такого типа. По одной из них процесс складывается из следующих этапов 1) подготовка сырья (удаление серы над бокситным и окис-ножелезным катализатором или при помощи активированного угля) 2) частичная конверсия метапа в первой ступени в трубчатой печи с внешним обогревом 3) конверсия метана во второй ступени в печи шахтного типа с введением всОдуха для получения азота 4) конверсия окиси углерода до Oj на катализаторе 5) удаление СО горячим карбонатным раствором 6) очистка от СО медноаммиачным раствором под давлением 300 ат 7) синтез аммиака под давлением 350 ат. [c.108]

Промышленные схемы синтеза аммиака [c.363]

Работа современного аммиачного завода очень сложна. Это утверждение кажется удивительным, если ориентироваться только лишь на достаточно просто выглядящее уравнение реакции (20.1), являющееся основой синтеза аммиака. Однако утверждение о сложности промышленного синтеза аммиака не покажется нам чрезмерным уже после первого ознакомления даже с упрощенной схемой действия аммиачного завода, работающего на природном газе (рис. 20.2). [c.257]

Схемы процессов гидрогенизации и их аппаратурное оформление могут быть весьма различны в зависимости от характера гидрируемого сырья и конечных продуктов его переработки. Вся аппаратура, используемая в процессе гидрогенизации, работает под высоким давлением и сходна с аппаратами, применяемыми в промышленном синтезе аммиака. [c.118]

Для синтеза аммиака в промышленности получили применение две схемы конверсии углеводородных газов, различающихся способом подвода тепла. [c.234]

Необходимый для синтеза аммиака водород может быть также получен из газов установок каталитического риформинга, содержащих от 75 до 95% водорода. Это один из самых экономичных способов получения водорода. Для этой же цели могут быть использованы газы окислительного пиролиза метана с ацетиленовых установок. Они направляются на конверсию остаточного метана, затем на конверсию СО и после очистки от СОа и остатков СО поступают на синтез аммиака. Примером промышленного осуществления такой схемы может быть завод в Фортье (США). Одновременное получение ацетилена и синтез-газа, пригодного после переработки для производства аммиака, представляет большой интерес. [c.111]

В своей работе Комиссия ограничилась рассмотрением только некоторых из них, нашедших весьма широкое применение. Прежде всего — это процессы в зернистых слоях, кипящем слое и двухфазных средах. В различных технологических производствах эти процессы реализуются совершенно разными способами. В частности, в химической промышленности применяются реакторы следующих схем (рис. 3). Форму 1 имеют реакторы в производстве мономеров СК и в колонне синтеза аммиака форму 2 — в производстве азотной кислоты форму 3 применяют при паровой конверсии метана зернистый слой используется также в доменных процессах при восстановлении железной руды 4. Если напор потока увеличить, будем иметь дело с процессами в кипящих слоях 5. [c.10]

Рассмотрим реакцию синтеза аммиака на промышленном железном катализаторе. Согласно М.И.Темкину, механизм данного процесса может быть описан схемой [c.143]

На рис. 202 изображена схема цикла синтеза аммиака, часто применяемая в промышленности. Выходящий из колонны при 160—200° газ охлаждается в водяном холодильнике до 20—40°, в зависимости от температуры охлаждающей воды. В установках, работающих при давлении 200 ат и выше, при [c.535]

Технологические схемы синтеза аммиака в зависимости от применяемого давления азото-водородной смеси подразделяются на три группы низкого (100—200 ат), среднего (200—350 ат) и высокого давления (350—1000 ат). Первая и третья группы применяются в промышленности редко. В настоящее время широко распространены схемы производства аммиака при среднем давлении. [c.55]

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СХЕМЫ СИНТЕЗА АММИАКА ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ [c.36]

Ниже приводятся важнейшие формулы для расчета материальных потоков применительно к рассмотренным выше промышленным схемам синтеза аммиака. Многие из приведенных формул являются приближенными, но точность расчетов по ним вполне достаточна для практических целей. [c.46]

Сероводород является одной из самых нежелательных примесей в газе поскольку он ядовит и способен оказывать корродирующее действие на металлы. Кроме того, загрязнение газа сероводородом приводит к дезактивации и отравлению катализаторов, применяемых во многих процессах производства и использования водорода, как, например, при конверсии СО, конверсии углеводородов, синтезе аммиака, синтезе метанола, гидрогенизации пищевых жиров и т. д. Поэтому очистка газа от сероводорода предусматривается в большинстве схем получения водорода. Так, при производстве водорода или сицтез-газа методом газификации твердых или-жидких топлив (содержащих обычно в своем составе серу) очистке от НгЗ подлежит водяной газ, поскольку для дальнейшего получения из него водорода водяной газ должен быть направлен на каталитический процесс конверсии окиси углерода. При получении водорода из углеводородных газов — очистке от серы подвергается первичное газообразное сырье. При железо-паровом способе сероводород удаляется из целевого газа — технического водорода. Практически, из промышленных способов получения водорода только процесс электролиза воды не связан с очисткой газа от сероводорода. [c.316]

Выходящий из колонны синтеза плав содержит карбамид, воду, избыточный аммиак, неразложившийся карбамат и карбонаты аммония. При выделении карбамида из плава карбамат аммония разлагается на аммиак и двуокись углерода, которые используются затем в других производствах или возвращаются в цикл синтеза. В зависимости от методов их переработки и условий синтеза применяемое в промышленности схемы производства карбамида могут быть открытые (разомкнутые) и- замкнутые [c.74]

Фирма Монтекатини [75] первая внедрила этот процесс в промышленном масштабе, использовав его для синтеза аммиака. Первоначальная схема процесса представлена на рис. 19. Он проводится нри атл4осферном давлении и поэтому требует крупногабаритного оборудования. В последующем, по рассмотренным выше причинам, были разработаны варианты осуществления процесса под повышенным давлением. Для переработки тяжелых нефтяных фракций сырье распыливают водяным паром. Чтобы избежать отложения углерода в трубах котлов, применяется котел-ути- [c.101]

В схемах синтеза аммиака на базе трубчатой конверсии метана и низкотемпературной конверсии СО для процессов гидрирования применяют никелевые катализаторы в сочетании с колшонентами, повышающими их стабильность и термостойкость. По активности некоторые из них несколько уступают никельхромовым катализаторам, однако значительно превосходят их по термостойкости и механической прочности. Такие катализаторы выпускаются промышленностью ряда стран [3, 40, 70], в Советском Союзе выпускают катализаторы под марками АМ, НКМ, ТО [71—73]. [c.399]

До Великой Октябрьской социалистической революции Россия не имела азотной промышленности. В настоящее время СССР имеет мощную азотную промышленность, основанную на каталитическом синтезе аммиака из азота и водорода с последующим окислением его в азотную кислоту. Работы в этой области проводились в ряде исследовательских учреждений Советского Союза. Основную стадию процесса — синтез аммиака — изучали Н. И. Кобозев, М. Я. Каган, В. А. Ройтер, Н. И. Морозов и другие исследователи. В этих работах детализованЁ схема реакции синтеза, идущей на активных участках катализатора с образованием поверхностных нитродов. Весьма подробно изучены наиболее важные железные катализаторы, промотированные окисью алюминия и калия. Н. И. Кобозев с сотрудниками выяснил роль окиси алюминия в реакции и показал, что в процессе реакции происходит торможение вследствие накопления окиси алюминия в поверхностном слое катализатора. Отдельно изучена роль окиси калия. П. В. Усачевым, С. С. Лачиновым и др. детально изучены условия, позволяющие получать высокоактивные катализаторы. В работах Г. И. Чуфарова изучена кинетика восстановления различных окислов железа, причем оказалось, что реакция идет в несколько стадий и является автокаталитическим процессом. [c.13]

Экспериментально установлено, что хемосорбция водорода и гидрирование адсорбированного азота на промышленном железном катализаторе протекают значительно скорее, чем хемосорбция азота, причем скорость последней близка к скорости синтеза аммиака. На основании этого М. И. Темкин предположил, что первая стадия является лимитирующей, а стадии адсорбции водорода и гидрирования адсорбированного азота до аммиака, объединенные в приведенной схеме в виде процесса (N2) + ЗН2 2ЫНз + ( ), являются практически равновесными (при не слишком большом удалении всего процесса от равновесия). При этом считается также, что в условиях катализа поверхность покрыта главным образом азотом, адсорбирующимся со средней силой. [c.133]

Первая промышленная установка, состоящая из трех генераторов Копперса для газификации пылевидного топлива с получением газа для синтеза аммиака, была введена в эксплуатацию в Оулу в 1952 г. (фирма Типпи ). Суточная производительность каждого генератора составляла 50 т угольной пыли. Схема генераторноп установки показана на рис. 38, разрез генератора — на рис. 39. [c.97]

Работа на автоклавах обычного типа носит периодический характер. Одним из основных вопросов внедрения гидрогенизации в промышленность явилось построение непрерывно действующей аппаратуры высокого давления. В настоящее время такая аппаратура уже получила известное раснрострайение в работах по гидрированию как в лабораторном, так и в промышленном масштабе. Ее основные элементы были разработаны в таких отраслях промышленности, как отверждение жиров, промышленный синтез аммиака и др. Примером может служить установка для непрерывного гидрирования конструкции ИГИ Академии на гк СССР, описанная в специальной литературе [25] схема её изображена на рис. 107. [c.505]

В справочнике под общей редакцией Е. Я. Мельникова приведены основные физико-химические свойства газообразных н жидких веществ, применяемых и получаемых при производстве синтетического аммиака. Рассмотрены теоретические основы процессов и технология получения технологических газов, их очистка в синтез аммиака из азотоводородной смеси. Дана характеристика применяемых катализаторов и абсорбентов. Приведены современные промышленные схемы, применяемое типовое оборудование и принципы автоматизации технологических процессов. [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология