понедельник, 2 апреля 2012 г.


ПРОИЗВОДСТВО АММИАКА.
Рассмотрим процесс синтеза аммиака из простых веществ: водорода и азота. 
Химизм процесса можно представить с помощью уравнения реакции.
N2 + 3H22NH3 + Q
Реакция является обратимой, экзотермической, идущей с уменьшением объёма. Поскольку эта реакция экзотермическая, то понижение температуры будет
смещать равновесие в сторону образования аммиака, но при этом существенно снижается скорость химической реакции. 
Поэтому синтез проводят при температуре 500-5500С и в присутствии катализатора.
А так как катализатор ускоряет прямую и обратную реакцию одинаково, 
а повышение температуры смещает равновесие в сторону исходных веществ, 
эти условия не выгодны для промышленного производства. В соответствии с принципами смещения равновесия для противодействия влиянию повышенной температуры используют повышенное давление
Для синтеза аммиака применяют давления 15-100 МПа.
В качестве катализатора используют губчатое железо с с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния.

Отрицательно на скорость образования аммиака влияют вредные примеси: вода, сероводород, оксид углерода (II). Они отравляют катализатор, 
снижая его активность. Поэтому азотоводородную смесь тщательно очищают. 
Однако и при этих условиях только часть смеси превращается в аммиак.
Для полного использования исходных веществ непрореагировавшую часть 
смеси вновь направляют в реактор.
Рассмотрим процессы, протекающие при синтезе, назначение аппаратов.

Схема производства аммиака
Аппарат
Назначение аппарата, процессы, протекающие в нём.
1
трубопровод
Подаётся предварительно подготовленная смесь, состоящая из 3 объёмов водорода и 1 объёма азота.

турбо-
компрессор
Азотоводородная смесь сжимается до определённого давления, необходимого для данного процесса.
3
колонна синтеза
Колонна синтеза предназначена для проведения процесса синтеза аммиака. В контактном аппарате расположены полки с катализатором. Процесс синтеза является сильно экзотермическим, протекает с большим выделением тепла, часть которого расходуется на нагревание поступающей азотводородной смеси. Смесь, выходящая из колонны синтеза, состоит из аммиака (20-30%) и непрорегировавших азота и водорода.
4
холодильник
Предназначен для охлаждения смеси. Аммиак легко сжимаем и при высоком давлении превращается в жидкость. При выходе из холодильника образуется смесь, состоящая из жидкого аммиака и непрореагировавшей азотоводородной смеси.
5
сепаратор
Предназначен для отделения жидкого аммиака от газообразной фазы. Аммиак собирается в сборник, расположенный в нижней части сепаратора.
6
циркуляционный насос
Предназначен для возвращения непрореагировавшей смеси в контактный аппарат. Благодаря циркуляции удаётся довести использование азотоводородной смеси до 95%.
7
аммиакопровод
Предназначен для транспортировки жидкого аммиака на склад.












Комментариев нет:

Отправить комментарий