În ceea ce privește presiunea, există o presiune cu circa 300-100 atm, dar cel mai adesea decât presiunea „medie“ ≈ 250 atm. Cu toate că în aceste condiții, doar aproximativ 20% din materiile prime transformate în amoniac, ci ca urmare a utilizării fluxului tehnologic de proces de circulație (introducere H2 nereacționat și N2 din nou în reacție), gradul total de conversie a materiilor prime pentru amoniac este foarte mare.
2. Procesul modern de producere a amoniacului
Lucrările unei instalații moderne de amoniac sunt foarte complicate. Această afirmație pare surprinzătoare dacă "orientăm" numai o ecuație de reacție destul de simplă (1), care este baza sintezei amoniacului. Cu toate acestea, afirmația despre complexitatea sintezei amoniacului industrial nu va părea excesivă după prima familiarizare cu schema de acțiune a unei instalații de amoniac care funcționează pe gaze naturale (figura 1). Prima etapă a procesului de sinteză a amoniacului implică un desulfurator. Desulfurizatorul este un dispozitiv tehnic pentru eliminarea sulfului din gazele naturale. Aceasta este o etapă absolut necesară, deoarece sulful este o otravă catalitică și "otrăvește" catalizatorul de nichel în etapa ulterioară de producere a hidrogenului.
A doua etapă a sintezei industriale de amoniac implică conversia metanului (producția industrială de hidrogen). Transformarea Metanul - este o reacție reversibilă care are loc la 700 - 800 ° C și o presiune de 3-40 atm folosind un catalizator de nichel prin amestecarea metanului cu vapori de apă:
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2 (2)
Format prin reacția hidrogenului, aparent, poate fi deja utilizat pentru sinteza amoniacului prin reacția (1) - este necesar pentru a rula reactorul în azot conținând aer. Acesta este cazul în etapa (3), dar în acest stadiu au loc și alte procese.
Combustia parțială a hidrogenului are loc în oxigenul aerului:
2H2 + O2 = H20 (abur)
Ca urmare, în acest stadiu, se obține un amestec de vapori de apă, monoxid de carbon (II) și azot. Vaporii de apă, la rândul său este readus din nou pentru a produce hidrogen ca al doilea pas al pas Tora pe ele, după primii trei pași există un amestec de hidrogen, azot și „nedorit“ oxid de carbon (II).
În figura 1, etapa (4) este menționată ca o reacție "forfecare", dar poate trece sub două regimuri de temperatură și catalizatori diferiți. oxidare
CO, format în cele două etape anterioare, până la CO2 se efectuează tocmai în conformitate cu această reacție:
CO + H2O (abur) ↔ CO2 + H2 (3)
Procesul de "schimbare" se desfășoară în mod consecvent în doi "rectori ai schimbării". În primul caz, se folosește catalizatorul Fe3O4 și procesul trece la o temperatură suficient de ridicată de aproximativ 400 oC. În cel de-al doilea proces, se utilizează un catalizator de cupru mai eficient și procesul poate fi realizat la o temperatură mai scăzută.
La gradul 5, monoxidul de carbon (IV) se "spală" din amestecul de gaz prin absorbție cu o soluție alcalină:
CON + CO2 = K2CO3.
Reaction „shift“ (3) și reversibilă după etapa 4 din amestecul gazos efectiv încă rămâne ≈ 0,5% SB. Această cantitate de CO este suficientă pentru a distruge catalizatorul de fier în stadiul principal al sintezei amoniacului (1). La etapa a 6-oxid de carbon (II) este îndepărtată prin reacția cu hidrogen în conversia metan la un catalizator special de nichel, la temperaturi de 300-400 ° C:
СО + 3Н2 ↔ СН4 + Н20
Amestecul de gaze, care conține acum ≈ 75% hidrogen și 25% azot, este comprimat; Presiunea sa creste astfel de la 25 - 30 la 200 - 250 atm. În conformitate cu ecuația lui Cliperon-Mendeleev, această compresie duce la o creștere foarte accentuată a temperaturii amestecului. Imediat după compresie, trebuie să vă răcoriți la 350 - 450 оС. Acest procedeu este descris precis prin reacția (1).
Lista literaturii utilizate
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: