Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Технологія виробництва аміаку

Технологічний процес складання машин | Структура хімічної промисловості та фрагменти історії хімічних виробництв | Поняття про хіміко-технологічні процеси, їх апаратурне оформлення та параметри роботи | Основні типи хімічних реакторів | Узагальнена типова схема ХТП | Технологічні критерії ефективності ХТП | Поняття про матеріальний і енергетичний баланси виробництва та їх роль у технологічних і економічних розрахунках | Загальні принципи інтенсифікації хімічних процесів, основні напрями їх вдосконалення і розвитку | Технологія виробництва сульфатної (сірчаної) кислоти контактним способом | Технологія виробництва нітратної (азотної) кислоти |


Читайте также:
  1. Resources (які використовуються підприємствами як запроваджені фактори виробництва) as inputs to produce goods and services (називаються) factors of production.
  2. Resources (які використовуються підприємствами) as inputs to produce goods and services are called (факторами виробництва).
  3. Біотехнологія і майбутнє
  4. Визначення розрахункового обсягу виробництва продукції
  5. Використання соціального впливу в сучасних маніпулятивних технологіях.
  6. Витрати виробництва та собівартості
  7. Витрати виробництва, їх суть і види. Ефективність використання факторів виробництва.

Нітроген — один з найважливіших елементів, що забезпечує життєдіяльність організмів. У природі мінеральні сполуки азоту зустрічаються досить обмежено у зв'язку з його інертністю як хімічного елемента. Лише в Чилі і Південній Африці знаходяться придатні для використання в промисловості запаси натрієвої селітри, в Індії — калійної селітри. Тому для людства життєво важливою проблемою є одержання "зв'язаного азоту" — тобто сполук азоту.

Аміачний метод зв'язування атмосферного азоту — це взаємодія азоту з воднем з одержанням аміаку: Ν2 + 3Н2 → 2NH3 + Q. Він найбільш економічний (витрати електроенергії складає 4000...5000 кВт/год на 1 т аміаку), технологічно легше здійсненний порівняно з іншими методами зв'язування атмосферного азоту. У загальному виробництві азотних сполук понад 90 % припадає на аміак.

При звичайних умовах аміак— безбарвний газ з характерним різким їдким запахом. При охолодженні до —33 °С він зріджується, а при -78 °С твердне, утворюючи безбарвну кристалічну масу. Розчинність аміаку у воді більша, ніж більшості звичайних газів: при 0 °С 1 об'єм води поглинає близько 1200 об'ємів аміаку, 25%-й розчин аміаку у воді називають аміачною водою або нашатирним спиртом,

В основі процесу синтезу аміаку лежить оборотна екзотермічна реакція, що протікає зі зменшенням обсягу газу

Ν2 + ЗН2 = 2NH3 + Q.

У відповідності з принципом Ле-Шательє при підвищенні тиску і зменшенні температури рівновага цієї реакції зміщується в напрямі утворення аміаку. Для забезпечення оптимальної швидкості процесу необхідні каталізатори, підвищений тиск, температура 400...500 °С і певна об'ємна концентрація компонентів, що вступають в реакцію. В промисловості використовується залізний каталізатор з добавками оксидів А12О3, К2О, СаО і SiО2.

Відрізняють наступні промислові системи агрегатів синтезу аміаку: низького тиску (10...20 МПа), середнього (20...45 МПа) і високого тиску (60... 100 МПа). У світовій практиці широко застосовуються системи середнього тиску, оскільки при цьому найбільш вдало вирішуються питання видалення аміаку з азотно-водневої суміші при досить високій швидкості процесу.

При синтезі аміаку під середнім тиском (рис. 3) азотно — воднева суміш (N2: Н2 = 1: 3) подається в колону 1, де на каталізаторі відбувається синтез аміаку; з колони виходить азотно — воднево — аміачна газова суміш (вміст аміаку— 14...20 %) з температурою близько 200 °С. Ця суміш направляється у водяний холодильник 2, охолоджується до 35 °С і надходить у сепаратор 3. Тут з газу виділяється до 60 % аміаку, що утворився в колоні (при тиску 30 МПа аміак не може сконденсуватися в холодильнику).

Рис. 3. Схема установки для синтезу аміаку під середнім тиском

Повніше аміак видаляється при охолодженні азотно-водневої суміші до більш низьких температур. Ця суміш із залишками аміаку із сепаратора 3 направляється в циркуляційний компресор 4 і далі у фільтр 6 для відділення компресорного мастила. На вході у фільтр до оборотних газів додається свіжа азотно-воднева суміш, стиснута до робочого тиску за допомогою багатоступінчастого компресора 5. З фільтра газова суміш подається в систему вторинної конденсації аміаку, що складається з конденсаційної колони 7 і випарника рідкого аміаку 8. У конденсаційній колоні газ попередньо охолоджується в розташованому у верхній частині колони теплообміннику і потім направляється у випарник 8, де за рахунок випаровування рідкого аміаку, що надходить, досягається охолодження газу до -5 °С і конденсація аміаку з газу до залишкового вмісту в ньому біля 2,5 %. Аміак, що сконденсувався, відділяється в нижній частині конденсаційної колони 7. Після відділення аміаку азотно-воднева суміш охолоджує у верхній частині колони 7 газ, що надходить у неї, а потім знову направляється в колону синтезу 1.

Рідкий синтетичний аміак випускають трьох сортів: аміак першого сорту призначений для холодильних машин, другого сорту — для одержання нітратної кислоти, добрив і, нарешті, вищого сорту— для синтезу органічних сполук.

Аміачне виробництво належить до досить енергоємних процесів, у собівартості аміаку 36 % складають витрати на енергію. Шляхами поліпшення техніко-економічних показників процесу синтезу аміаку є: укрупнення окремих установок і систем у цілому, підвищення активності каталізаторів, розробка нових низькотемпературних каталізаторів синтезу аміаку; застосування колон синтезу з киплячим шаром каталізатора; використання теплоти, що виділяється в реакції синтезу аміаку для одержання пари; застосування трубопровідного транспорту аміаку; кооперування азотної промисловості з органічним синтезом, а також з коксохімічним і металургійним виробництвами.


Дата добавления: 2015-11-16; просмотров: 148 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Способи одержання хлоридної (соляної) кислоти| Технології виробництва мінеральних добрив

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.007 сек.)