Ammónia gyártás rövid leírása
Ami a nyomást, van nyomás alkalmazásával körülbelül 300-100 atm, de gyakrabban mint „átlagos” nyomás ≈ 250 atm. Bár ilyen körülmények között csak körülbelül 20% a kiindulási anyagok alakítjuk az ammónia, de a használata miatt a körfolyamat folyamatábra (bevezetése reagálatlan H2 és N2 ismét a reakció), a teljes átalakulási fokot a kiindulási anyagok, az ammónia nagyon magas.
2. Modern Eljárás ammónia
A munka a modern ammónia növény nagyon összetett. Ez az állítás meglepő, ha az „irányított” kizárólag ránézve reakcióegyenlet (1), amely az alapja a szintézis az ammónia. Azonban, az az állítás, a bonyolult ipari előállítására ammóniával nem tűnik túlzott után az első utalás a rendszer hatásának az ammónia üzem, a földgáz (1. ábra). Az első lépés a ammónia szintézisénél tartalmaz desulfurizer. Desulfurizer - technikai eszköz a kén eltávolítására a földgáz. Nagyon lényeges lépés, mert a kén katalizátorméreg és a „méreg” a nikkel katalizátor a következő lépésben a hidrogén előállítására.
A második szakaszban az ipari előállítására ammóniát a metán-konverzió (ipari hidrogén termelés). Átalakítása metán - reverzibilis reakció, amely akkor fordul elő 700 - 800 ° C és nyomása 30 - 40 bar nikkel katalizátor alkalmazásával összekeverésével metán vízgőzzel:
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2 (2)
Reakciójával képezett hidrogén, látszólag, már felhasználható szintéziséhez ammóniát a reakció (1) - meg kell futtatni a reaktorba tartalmazó levegőben nitrogént. És etetni lépésben (3), azonban más eljárások fordulnak elő ebben a szakaszban.
Ez megy keresztül részleges elégetése hidrogén levegőn oxigén:
2H2 + O2 = H2O (gőz)
Ennek eredményeképpen, ebben a szakaszban, a keverék a gőz, a szén-oxid (II) és a nitrogén. A vízgőz viszont újra helyreáll hidrogén előállítására, mint a második lépés lépés Tóra őket, miután az első három lépés keveréke van hidrogén, nitrogén, és a „nem kívánatos” szén-oxid (II).
1. ábra (4) lépést nevezzük reakció „shift”, de ez történhet két különböző hőmérsékleti körülmények között és katalizátorok. oxidáció
CO, ami az előző két szakaszban, hogy a CO2 végzett ehhez a reakcióhoz:
CO + H2O (gőz) ↔ CO2 + H2 (3)
„Shift” eljárást végzik egymás után két „Rektori shift”. Az első közülük használják Fe3O4 katalizátort és a folyamat megy végbe, megfelelően magas hőmérsékleten, 400 ° C-on A második művelet során egy hatékonyabb eljárást és egy réz-katalizátor jelenlétében sikerül tartani alacsonyabb hőmérsékleten.
A ötödik szint szén-oxid (IV) «mossa ki” a gázkeverék segítségével abszorpciós lúgos oldattal:
KOH + CO 2 = K2CO3.
Reakció „shift” (3) és a reverzibilis lépés után 4 a gázkeverék valójában még mindig marad ≈ 0,5% SB. Ez az összeg a CO elegendő, hogy tönkreteszi a vas-katalizátor a fő ammónia szintézis lépésben (1). A 6. szakaszban a szén-oxid (II) eltávolítjuk hidrogénnel reagáltatjuk a metán-konverzió egy speciális nikkel katalizátor hőmérsékleten 300-400 ° C:
CO + 3H2 ↔ CH4 + H2O
A gázkeverék, amely már tartalmaz ≈ 75% hidrogént és 25% nitrogént összenyomódik; annak nyomását ezáltal növeli a 25 - 30, és 200-250 atm. Összhangban Mengyelejev-Clapeyron egyenlet ilyen összenyomás következtében nagyon éles növekedése a hőmérséklet a keverék. Közvetlenül azután, a tömörítés hűteni kell, hogy 350-450 ° C-on Ez az a folyamat, és leírása pontossággal reagáltatva (1).
Irodalom