Контактные аппараты синтеза аммиака

На рис. 17 изображен один из первых контактных аппаратов синтеза аммиака под давлением 1000 ат, являющийся наиболее простым промышленным аппаратом [c.57]

С повышением давления выход аммиака растет (рис. 99). Следовательно, для увеличения производительности контактного аппарата синтез аммиака нужно проводить при высоких давле- [c.241]

С повышением давления выход аммиака растет (рис. 99). Следовательно, для увеличения производительности контактного аппарата синтез аммиака нужно проводить при высоких давлениях и пониженных температурах. Оптимальную для определен- [c.241]

Так, вследствие нарушения состава исходных газов и соотношения подачи природного газа с кислородом на установке термоокислительного пиролиза метана в отсутствие эффективного огнепреградителя отмечены многочисленные случаи проти-воточного распространения пламени из реактора пиролиза в смеси горючего газа — метана с кислородом. Аналогичные нарушения заданного соотношения горючих газов (природного газа и аммиака) с кислородом приводили к образованию взрывоопасной смеси в системе смеситель — трубопровод — контактный аппарат окисления аммиака и в других процессах. Однако в этих случаях пламя реакционной среды из контактного аппарата синтеза (например, синильной кислоты), работающего при температуре около ПОО°С, не распространялось в смесители горючих газов с воздухом, поскольку имелся огнепреградитель. [c.116]

После колонн предкатализа газ поступает в холодильник 7 для конденсации паров воды, образовавшихся по реакции (И), а затем в сепаратор 8, где вода отделяется от газа. Очищенный газ направляется в контактные аппараты для синтеза аммиака. В системе устанавливается от пяти до девяти контактных аппаратов, причем первые аппараты устанавливаются параллельно и газовый поток разделяется на два параллельных потока.Такая компоновка первых аппаратов предотвращает чрезмерный нагрев катализатора в них. Последующие аппараты устанавливаются последовательно. В первой паре параллельно работающих контактных аппаратов в аммиак превращается 40—42% азотноводородной смеси. После первых колонн синтеза газ соединяется в один поток и поступает иа охлаждение в холодильник 14. [c.251]

В производстве азотной кислоты перед контактным аппаратом аммиак смешивается с кислородом в соотношении 1 2 при синтезе формальдегида перегретые до высокой температуры пары метанола смешиваются с кислородом. При термоокислительном пиролизе в смесителе смешиваются предварительно нагретые до 600—700 °С метан и кислород. [c.214]

Оборудованием для таких процессов служат различные контактные аппараты, колонны синтеза аммиака и карбамида, печи пиролиза и др. [c.6]

Монография посвящена одной из самых актуальных проблем современной химической технологии — расчету аппаратуры каталитических процессов на основе количественного описания физико-химических явлений в реакторах. В книге подробно рассмотрены теория и методы расчета химических реакторов для контактных процессов, вопросы использования математического моделирования и методов теории подобия при оптимальном проектировании и проектировании конкретных аппаратов для процессов синтеза аммиака, окисления двуокиси серы, каталитического крекинга нефтяных фракций и др. [c.4]

Эти реакторы можно использовать при создании контактных аппаратов большой производительности для производства серной кислоты и синтеза аммиака. [c.502]

Реакторы с твердым катализатором, предназначенные для катализа газов, называют также контактными аппаратами или конверторами. Реакторы, имеющие небольшой диаметр при значительной высоте, что характерно для конверторов, работающих под большим давлением, называют также колоннами, например, колонны синтеза аммиака, метанола и т. п. Реакторы для эндотермических процессов, внутри которых вырабатывается тепло (сжиганием топлива, электронагревом и т. п.), используемое для нагревания реагирующих газов, называют нередко печами. Те или иные названия реакторов, принятые в различных отраслях промышленности, будут встречаться при дальнейшем изложении в последующих главах. [c.108]

Конверсия окиси углерода с водяным паром является составной частью процесса получения водорода для синтеза аммиака, метанола, высших спиртов и других процессов на основе природного, полу-водяного, попутных газов нефтеперерабатывающих производств и других газов. В промышленности конверсию окиси углерода с водяным паром осуществляют в двухступенчатых контактных аппаратах радиального типа на железохромовом катализаторе по реакции [c.190]

Промышленные способы синтеза аммиака. В производстве синтетического аммиака применяется давление от 10 до 100 МПа. В зависимости от применяемого давления различают системы низкого давления (10—15 МПа), среднего давления (25—60 МПа) и высокого давления (60—100 МПа). Наиболее распространены системы, работающие при среднем давлении, так как при этих условиях удачно решаются вопросы выделения аммиака при достаточной скорости процесса в контактном аппарате. Азотоводород- [c.91]

Газовые реакции на твердом катализаторе распространены в химической промышленности. В частности, производство азотных удобрений было бы невозможным без каталитических реакций конверсии метана и моноксида углерода, синтеза аммиака и окисления его до моноксида азота. Серную кислоту, необходимую для производства фосфорных удобрений, в настоящее время получают почти исключительно контактным способом, основанным на каталитическом окислении сернистого ангидрида в серный. Примеры таких процессов в нефтехимических и органических производствах — каталитический крекинг и риформинг нефтепродуктов, а также синтез метанола и других спиртов и углеводородов. Реакторы для таких процессов обычно называют контактными аппаратами или колоннами синтеза. [c.285]

Паро-кислородная конверсия метана. Основное количество водорода для синтеза аммиака производится в настоящее время паро-кислородной или наро-воздуш-ной конверсией углеводородов, обычно природного газа, главным компонентом которого является метан. Конвертируемая смесь горючего, кислорода и водяного пара пропускается через контактный аппарат с насадкой из гранул никелевого катализатора. Реактор диаметром [c.77]

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]

Для показа процессов, протекающих в недоступных для наблюдения реакторах, аппаратах и технологических узлах, механизмов химических реакций и пр. В этом случае с помощью мультипликации можно показать модель процесса в динамике. (Процессы, протекающие в абсорберах в контактном аппарате, в колонне синтеза аммиака и т. п.) [c.106]

Сначала учитель демонстрирует модель аммиачного производства в сочетании с технологической схемой. Модель и схема вводятся в учебный процесс методом вычленения части из целого. В ходе урока выясняют условия синтеза аммиака (назначение, устройство, последовательность и принцип работы контактного аппарата, вспомогательные аппараты и научные принципы производства). А далее для наглядной конкретизации объясненного материала используют учебный фильм Производство аммиака . В данном случае экранная наглядность (учебный фильм) расширяет и углубляет представления, полученные при первом знакомстве с явлением (процессом). [c.145]

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]

Схема установки для синтеза аммиака приведена на рнс. 86. Смесь 3 объемов водорода и 1 объема азота засасывают компрессором и сжимают под давлением 80 ООО кПа. Затем смесь проходит через маслоотделитель (для удаления частиц масла) и фильтр, наполненный прокаленным углем. Очищенная азото-водородная смесь поступает в контактный аппарат, где находится катализатор — губчатое железо с добавкой соединений алюминия и калия. Здесь при температуре около 500 С и происходит синтез аммиака. Выходящую из контактного [c.343]

При конструировании контактных аппаратов часто применяют комбинирование нескольких приемов теплообмена. Встречаются, например, трубчато-полочные аппараты с загрузкой катализатора на полках и в трубках, расположенных между полками, полочные с совмещением в одном аппарате разных приемов охлаждения между стадиями контактирования, например установка теплообменных труб и ввод холодного газа в колонне синтеза аммиака [c.244]

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]

Значительное увеличение масштабов производства минеральных удобрений, полимеров и сырья для них стало возможным благодаря созданию и эксплуатации агрегатов большой единичной мощности, достигающей по производству аммиака, серной кислоты, хлорвинила и этилена 500 тыс. т/год, а по производству азотной кислоты и аммиачной селитры — 400 тыс. т/год. Если раньше промышленные реакторы для осуществления полимеризации имели объем от 4 до 40 м , то теперь они достигли 200—300 м . На современном химическом предприятии можно видеть контактные печи для производства серной кислоты диаметром 5 м, ректификационные колонны высотой 10 м и реакторы для синтеза аммиака диаметром более 2 м и высотой 60 м. Наряду с увеличением размеров химических аппаратов наблюдается быстрый рост их интенсивности. Под интенсивностью работы аппарата понимают производительность, отнесенную к единице его поверхности или объема. Например, размеры аммиачного реактора за последние 10 лет увеличились в 4 раза, а интенсивность возросла в 10—15 раз. Разумеется, что создание и эксплуатация агрегатов большой единичной мощности создает ряд проблем, среди которых немаловажную роль играет сложность монтажа гигантских установок, организация безопасности их работы, исключительно большие убытки при вынужденных остановках и вместе с тем большая подверженность повреждениям, особенно при наличии отдельных дефектов конструкционных материалов, оборудования или монтажа. Наконец, создание таких гигантских установок требует больших капитальных затрат, а возможность перестраивать, усовершенствовать такое производство или приспосабливать его для других целей очень ограничена. [c.215]

Техническое осуществление синтеза встречает трудности еще с другой стороны. Реакция образования аммиака—экзотермическая. Количество тепла, выделяющееся при образовании 17 граммов аммиака. по Габеру, равна 12700 калор. при 503 С. Вполне понятно, что непрерывное образование больших масс аммиака даст достаточно тепла для того, чтобы газы и части аппарата, где действуют они, могли быть нагреты не только до необходимой для процесса температуры, но и гораздо выше этой температуры. Но перегрев газов нежелателен, потому что он способствует распаду образовавшегося аммиака. Следовательно, для равномерного хода превращения необходимо регулирование температуры контактного аппарата. [c.114]

Задача 32. (МГУ. почв, ф-т, 1992). Плотность по аммиаку газовой смеси, состоящей из оксида углерода (II) и водорода, до пропускания через контактный аппарат для синтеза метанола была равна 0,5, а после пропускания стала равна 0,625. Определите объемную долю паров метанола в реакционной смеси и процент превращения оксида углерода (П) в метанол. [c.476]

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]

Рис. 10. Контактный аппарат синтеза аммиака под давлением 200 ат, имеющий корпус с отверстиями для выхода продиф-фундировавшего водорода.

Недостатком колонн синтеза метанша этой конструкции следует считать подогрев газа в выносных теплообменниках, что усложняет схему синтеза и не позволяет охлаждать стенки колонны поступающим в нее газом, как это имеет место в контактных аппаратах синтеза аммиака с внутренним теплообменником. [c.63]

В производстве азотной кислоты применяют, перерабатывают и получают взрывоопасные и токсичные вещества (аммиак, природный газ, оипслы азота, азотную кислоту, нитритные и нитратные соли). Поэтому нарущения технологического режима и правил техники безопасности могут привести к а) образованию взрывоопасной смеси аммиака с воздухом в контактных аппаратах, смесителях, коммуникациях и ее взрыву б) загазованности производственных помещений, территории предприятия аммиаком и окислами азота и интоксикации ими людей в) образованию взрывоопасной смеси природного газа с воздухом и взрыву ее в аппаратуре и производственных помещениях г) образованию и отложению нитрит-нитратных солей и их взрыву в нитрозных вентиляторах, турбокомпрессорах, в аппаратуре и коммуникациях узла розжига контактного аппарата и др. д) образованию взрывоопасной газо- или паровоздущной смеси в отделении концентрирования слабой азотной кислоты при подаче избыточного количества жидкого или газообразного топлива в топки концентраторов несвоевременное зажигание топлива может привести к взрыву в топке е) воспламенению замасленной поверхности и необезжиренной аппаратуры и коммуникаций при прорыве кислорода из системы получения кон-ценгрированной азотной кислоты прямым синтезом или при подаче его в загрязненную органическими веществами аппаратуру [c.40]

Лэлагодаря правильной организации теплообмена в промышленных реакторах синтеза аммиака на выходе из аппаратов достигается концентрация аммиака от 13 до 15% при давлении 300 ат. Это значительно выше, чем возможно при адиабатическом процессе, даже в случае равновесия. Аналогично организован процесс окисления двуокиси серы (см. рис. Х1-9)г температура регулируется при помощи внутреннего или внешнего теплообмена (рис. Х1-10). В настоящее время окисление ЗОа проводят в многослойных контактных аппаратах с промежуточным охлаждением между слоями катализатора.—Дсп. ред.] [c.362]

Рассмотрены вопросы устойчивости и автотермичности реакторов, расчета оптимальных режимов. В качестве примеров для изучения взяты реакторы с неподвижным слоем, прежде всего реакторы для синтеза аммиака и окисления двуокиси серы, играющие наиболее важную роль в химической промышленности. Приведены также расчеты реакторов с псевдоожиженным слоем (основы теории псевдоожил ення являются предметом ряда специальных монографий и здесь не излагаются). Из контактных аппаратов других типов приведены колонны Кёлбела с катализатором, суспендированным в жидкости. В книге не рассматривались реакции, осуществляющиеся в жидкой фазе с взвешенным в ней катализатором. В конце книги кратко излагаются вопросы оптимизации реакторов, а также применения электронно-вычислительных и аналоговых машин. [c.10]

Конструкции корпуса и других элементов реактора существенно зависят от давления, при котором протекает реакция. Реакторы низкого давления (контактные аппараты, конвертеры) имеют обычно сравнительно тонкостенный сварной цилиндрический корпус, непосредственно к которому крепят решетчатые полки с катализатором. Штуцера для подвода и отвода реагентов обычно приварены к боковой стенке корпуса, В качестве корпусов реакторов высокого давления (10—100 МПа) применяют цельнокованые, ковано-сварные или многослойные сварные цилиндрические толстостенные сосуды (из стали 22ХЗМ), закрытые массивными плоскими крышками (рис, 4,40), Реагенты подводят и отводят через крышки боковые штуцера применяют редко. Для герметизации соединения корпуса и крышки в последнее время используют преимущественно двухконусный самоуплотняющийся затвор, Такие реакторы применяют в основном для синтеза аммиака и метанола (колонны синтеза). Реакция происходит в катализаторной коробке (насадке колонны), закрепленной с зазором относительно корпуса, В зазоре циркулирует холодный синтез-газ, охлаждающий корпус и стенку катализаторной коробки и этим защищающий их от перегрева и соответствующей потери прочности материала стенки, а также от температурных напряжений. Создание крупных колонн синтеза и агрегатов большой единичной мощности обусловлено развитием сварочной техники, в частности электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать толстые детали. [c.286]

Основной аппарат технологической схемы — колонна синтеза, представляющая собой реактор РИВ-Н. Колонна состоит из корпуса и насадки различного устройства, включающей ка-тализаторную коробку с размещенной в ней контактной массой, и систему теплообменных труб. Для процесса синтеза аммиака существенное значение имеет оптимальный температурный режим. Для обеспечения максимальной скорости синтеза процесс следует начинать при высокой температуре и по мере увеличе- [c.204]

Примеси веществ, которые ослабляют или вообще прекращают действие катализатора, называются каталитическими ядами. Так, например, платиновый катализатор легко отравляется незначительными количествами соединений мышьяка, селена и теллура. Железный катализатор, используемый при синтезе аммиака, отравляется при содержании в газад, поступающих в контактный аппарат, 0,1% серы. [c.131]

Контактные аппараты поверхностного контак-т а применяются реже, чем аппараты с фильтрующим или взвешенным слоем катализатора. При поверхностном контакте активная поверхность катализатора невелика. Поэтому aппaJ)aты такого типа целесообразно применять лишь для быстрых экзотермических реакций на высокоактивном катализаторе, обеспечивающем выход, близкий к теоретическому. При этих условиях в контактном аппарате не требуется размещать большие количества катализатора. Принципиальная схема контактного аппарата с катализатором в виде сеток показана на рис. 102. В корпусе аппарата горизонтально укреплены одна над другой несколько сеток (пакет сеток), изготовленных из активного для данной реакции металла или сплава. Подогрев газа до температуры зажигания производится главным образом в самом аппарате за счет теплоты излучения раскаленных сеток. Время соприкосновения газа с поверхностью сеток составляет тысячные — десятитысячные доли секунды. Такие аппараты просты по устройству и высокопроизводительны. Они применяются для окисления аммиака на платино-палладиево-родиевых сетках, для синтеза ацетона из изопропилового спирта на серебряных сетках, для конверсии метанола на медных или серебряных сетках и т. п. Эти же процессы с применением других менее активных, но более дешевых катализаторов проводят в аппаратах с фильтрующим или взвешенным слоем катализатора. В некоторых случаях, чтобы совместить катализ и нагрев газовой смеси, катализатор наносят на стенки теплообменных труб. [c.236]

Рис. 12. Контактный аппарат для синтеза аммиака под наиболее низким давлением р—100 а О — 25 т1сутк1Г, вес колонны 55 т вес катализатора 5 т).

На рис. 12 изображен контактный аппарат для синтеза аммиака, работающий при сравнительно низких давлении и температуре. Синтез при этом давлении проводится в присутствии высокоактивного катализатора, очень чувствительного к ядам и требующего поэтому сложной очистки азотоводородной смеси перед поступлением ее в аппарат. Колонна рассчитана на рабочее давление 100 ат. Корпус ко.понны имеет кованое сферическое днище, а сверху закрывается крышкой, крепящейся болтами. Колонна синтеза имеет высоту 7,0 Л1, внутренний диаметр мм и внешний— 1430 мм вес ее 55 г. В межтрубное пространство помещается 5 т катализатора. Вследствие невысокой температуры реакции и относительно низкого давления, выполнена колонна из обычной углеродистой стали. Внутреннее устройство состоит из катализаторной коробки, снабженной двойными теплообменными трубками. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология