Способ синтеза аммиака

Способ синтеза аммиака

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NUHIIMCI

РЕСПУБЛИК (}9) (11)

ply С 01 С 1/04 (21) 3505308/23 26 (22) 25. 10, 82 (46) 15,02.86. Бюл. 1) 6 (72) А. М. Соколов (53) 661. 53 (088. 8 ) (56) Катапитические реакторы синтеза аммиака с использованием тепла реакции. М., НИИТЭХИМ, 1977 °

Авторское свидетельство СССР

У 963951, кл..С 01 С 1/04, 1982. (54)(57) 1. СПОСОБ СИНТЕЗА АММИАКА, включающий последовательное пропускание исходной газовой .смеси, содержащей азот и водород, через три катапитические эоны с повышением тем- . пературы в первой каталитической зоне и понижением температуры в третьей каталитической зоне при предварительном нагреве. исходной газовой смеси теплом. газа, прошедшего третью каталитическую зону, о т л и ч а - . ющий ся тем, что, сцельюповышения выхода аммиака, во второй каталитической зоне процесс ведут с понижением температуры газа на выходе из зоны на 3-70 С, а в третьей ката- . о литической зоне температуру газа на о выходе иэ зоны понижают на 3-24 С, 2, Способ по п. I, о тлич а— ю шийся тем, что понижение температуры во второй каталитической зоне осуществляют путем теплообмена с предварительно нагретой исходной газовой смесью.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а - . ю шийся тем, что понижение температуры в третьей каталитической зоне осуществляют путем теплообмена с внешним хладагентом - аммиаком или водой, или водоаммиачным раствором, 1211217

Изобретение относится к способам синтеза аммиака из исходной газовой смеси, содержащей азот и водород, и может быть использовано в химической промышленности. 5

Цель изобретения — повышение выхода аммиака, На чертеже показан пример осуществления предлагаемого способа, Исходную газовую смесь;. содержащую 10 азот и водород, нагревают до температуры начала процесса последовательно вначале в предварительном теплообменнике 1, затем во встроенном теплообменнике 2 второй каталитической зо 15 ны, после чего газовая смесь поступает на катализатор первой эоны 3, Далее газовая смесь проходит последовательно ьторую 4и третью 5 каталитические зоны, в последней размещен встроенный теплообменник 6 для нагрева внешнего хладоагента, Выходящая Hs каталитических эон газовая емесь, содержащая аммиак, отдает свое тепло исходной газовой смеси в пред- 25 варительном теплообменнике I и охлаждается водой в теплообменнике 7, Регулирование температурного режима процесса осуществляют регулятором 8, установленным на байпасе исходной 3у) газовой смеси вокруг предварительного теплообменника 1.

Пример. Исходная газовая смесь состава, об.X: Н 63; Н 21;

СН 8; NH> 4; Аг — 4, по циркуляционной схеме при давлении 150 ат в количестве 504000 нм /ч или 245000 кг/ч о при температуре 50 С подогревают вначале в предварительном теплообменнике 1 до 329 С, а затем во встроенном теплообменнике 2 второй о каталитической зоны до 403 С, после чего газ поступает иа катализатор

CA-1 в три последовательные ката45 литические зоны, В первой зоне 3 осуществляется адиабатический процесс синтеза аммиаКа, при этом температура газа повышается до 490 С, а содержание о аммиака с 4 об.% повышается до

9,8 об.X.

Во второй каталитической зоне 4, проводимой одновременно с отводом тепла на нагрев исходной газовой о смеси, температура газа с 490 С снижается до 475 С, а содержание аммиака с 9,8 об.X повышается до

14 об, .

В третьей каталитической зоне 5, проводимой одновременно с отводом тепла на нагрев и испарение жидкого аммиака, температура газовой смеси с 475 С снижается до 451 С, а содеро о жание аммиака в газе с 14 об. повышается до 20 об.X. Далее газовая смесь охлаждается в предварительном теплообменнике 1 до 163 С и в теплообменнике 7 до 60 С, Таким образом, прирост аммиака составляет 20-4 = 16 об,X, Существо предлагаемого изобретения заключается в проведении .процесса синтеза аммиака во второй каталитической зоне с понижением темпео ратуры на 3-70 С а в третьей зонес понижением температуры на 3-24 С. б

В табл, 1 представлены экспериментальные данные процесса синтеза аммиака для предлагаемых и запредельных температурных режимов (при выходе за пределы температурных режимов выход аммиака существенно снижается) в табл, 2 — сравнительные данные процесса синтеза аммиака по предлагаемому способу и прототипу, Преимущество предлагаемого способа состоит в увеличении выхода.аммиака. Кроме того, предлагаемый способ позволяет вести процесс синтеза при низких давлениях, что значительно снижает энергоемкость процесса.

121! 217 м о сл

QQ К:> л л

М М an СО

Ф ° в- Св» м

М а и

СЧ

° в

СО О

° м м о м м

Ю

- an

О1

СО 00

М бв л о и вО 00

С 4 м

dl

Ф

an 3

° в

Ch л вв

О1 л

СО

A л е ф

И

hf

Ю о Л О1 а. бв м л и, о л

° М

E ф

И

Н

ID о о о

Ch O м 3 о

»,В бв 1 М и

СЧ

° в м а

С»4

СО

С0

cd л

М о

3Г\ о о

О1 О

М М

Ch вО

Ф о л

О1 л 00

М е л

Ch а л о о

М ф о

° в м н н н и

О и då и О a»o °

Вб

° lO

1О О

Э О

Э СС и

О а Э

1О о и

° в О

Й 5

Ю аа3 Ф К ф ф Ъ о 8 B

Э о

Щ ф

Ж Ж а о 2 о о о д î и ° в б о Э

ct o я о

Ц бв

Х

m o ф

Ж ж ф ф ф ввв

4 С» g ф ф а е

;7.. . Ж

Е» Е

cd а а э э а

Э

Е Е К

Э Э О о

S4

М о о в:(О О1

Ch вО CO

Ф вб

Ф CO Ф

С4!

23!2!7 О л о ю О сч а> л сч

o o a a в

e — сч л с>

00 CG с о о

00 л сч

00 — O

Ch

О С> Е СЧ 00 со + в е л

< 1 Ф "1 О

° с

0О с

o o - о в с )

СЧ С 0С О О О с Ъ о о о о а cv " л л о о

00 Г с Ъ 01

Ch

Ю Ю л О! I

В Р

Ю 4 о. ы э о

Ф (е

K Э а ь

CI Ж

01 о о и

v с. о к о

° Я э о э о

cd cd 6 х х

cd х

cd cd

4 4 Я

cd а а э ж

cd cd а а K

dI Э а

g М Э

Е X э э о и

И о

Q В о

Э Э

E о

О4

I0 O и х о м ф

И о

Ю ° Ъ э э э э

Ц Н

IQ Ю о о

Э & х х х э о

Ц IXI

QI М о а а

М,1211217

ВНИИПИ Заказ 603/27 Тирвк 452 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óêãoðîä, ул.Проектная, 4