4.2.2.6.2 Циркуляция газа через колонну синтеза.
Газовая смесь, выходящая из конденсационной колонны подаётся в верхнюю часть колонны синтеза, проходит между корпусом колонны и стенами катализаторной коробки и поступает в 1-й теплообменник, расположенный в нижней части колонны синтеза.
!!! Такое движение холодного газа предохраняет стены колонны от перегревания, опасного тем, что при температуре более 200ºС водород проникает в сталь и разрушает её.
В этом теплообменнике смесь нагревается до 300-350ºС за счёт теплоты прореагировавших газов, которые при 500-550ºС поступают в трубы теплообменника из катализаторной коробки.
Из теплообменника (1) АВС попадает в трубы теплообменников (2), расположенных внутри массы катализатора, а потом в катализаторную коробку.
В полочных теплообменниках температура АВС повышается до 400-450ºС (температура зажигания катализатора), а в катализаторной коробке до 500-550ºС за счёт теплоты реакции.
Из колонны синтеза АВС с содержанием 15-20% аммиака направляется в водяной конденсатор на охлаждение.
4.2.2.7 Товарные сорта аммиака.
В промышленности выпускают два сорта жидкого аммиака и водный раствор аммиака – аммиачную воду.
Аммиак 1-го сорта содержит не менее 99,9% NH3.- используется в качестве хладагента в холодильниках и для производства минеральных удобрений.
Аммиак 2-го сорта содержит не менее 99,6% NH3 - используется для производства азотной кислоты.
Аммиачная вода выпускается с содержанием аммиака не менее 25% и получается поглощением газообразного аммиака водой, освобожденной от кислорода и солей кальция и магния.
Рис. 4.11. – производство аммиачной воды. 1 – сборник очищенной воды; 2 – колонная абсорбции; 3 – промежуточный сборник; 4 – хранилище аммиачной воды; 5 – предохранительный клапан.
Ферментативная фиксация азота
Новым направлением в фиксации атмосферного азота является так называемый ферментативный метод с использованием комплексных соединений переходных металлов (железа, хрома, молибдена), в котором используется принцип естественной фиксации азота растениями в природных условиях.
2Ф-Ме + N2 2Ф-МеN
2Ф-Ме + H2 2Ф-МеH
Ф-МеN + 3 Ф-МеH NH3 + 4Ф-Ме,
где Ф-Ме – комплексное соединение металла и фермента. Процесс протекает в условиях, близких к природным, при нормальном давлении и температуре 20 С.
Совершенствование промышленного производства азота
Совершенствование промышленного производства аммиака идет по следующим основным направлениям:
- кооперация производства аммиака с производствами основного органического синтеза на базе использования природного газа и газов нефтепереработки;
- создание агрегатов большой (до 3000 т/сутки) единичной мощности;
- применение колонн синтеза с кипящим слоем катализатора;
- разработка новых катализаторов, устойчивых к ядам с низкой (300 С температурой зажигания), позволяющих процесс синтеза без снижения выхода аммиака при низких (10 МПа) давлениях.