Көміртек оксидін конверсиялау

Метанды немесе газогенераторлы газды конверсиялаудан алынатын конвертирленген газ құрамында 20-40% көміртек оксиды болады. СО және су буынынң әрекеттесуі қайымды экзотрмиялық реакциямен жүреді:

С+Н₂О<=>СО₂+Н₂+36,6 кДж (500ºС)

Конверсия реакциясы жағдайында СО газының көлемі өзгермейді, сонын нәтижесінде қысым көтерілуі үдерістін жылдамдығын асырады да сутегінің шығу теппе – тендігіне әсерін тигізбейді. Газ қоспасында су буының болуын көбейтіп СО конверсия үдерісін толық жүруіне әсерін тигізеді. Температураның жоғарлауы реакция теңдігін солға, яғни қажет емсе жағына жүргізеді. Бірақ та төмен температурада катализатордын болуына қарамай ол реакция өте жәй өтеді.

Соңғы жылдарда СО конверсиясы үшін темір-хром катализаторына алюминий, калий, кальций оксидтерін қосумен жүргізген. Бұл катализаторлар 450-500ºС-да конверсия үдерісінің жылдамдығын асыраалады. Сонын нәтижесінде газ қоспасының құрамында СО қалдықтары 2-4%-ға жетеді.

Соңғы жылдары СО конверсиясының төмен температуралы катализаторы (мырыш-хром-мысты) өнделген. Осы катализатор әсерінен 200-300ºС-да үдерісті жүргізіп СО қалдығын метанға дейін (метанирлеу) каталитикалық тазалауда гидрирлеу әдісін қолдануға болады. Бірақта, төменгі температуралы катализатор құрамында күкірт бар қосындыларға өте сезімтал болып келеді, содан газды тазалауда арнайы талаптар қойылады. Өнер кәсіптік жағдайда СО конверсиясын атмосфералық немесе жоғарғы қысымда жүргізеді. Қайталымды экзотермиялық СО конверсиясы үдерісінде СО-ның СО₂-ге айналу деңгейінің өсуінен оптимальды температура төмендейді. Сонымен бірге контакт аймағындағы деректі температура көтерілебереді, егер реакция жылуы сыртқа ығарылмаса. Осы қарама-қайышылықты болдырмау үшін конверсия үдерісін полка типтес конверторда екі сатымен полка арасындағы судын булану есебінде температураның төменделуі мен жүргізеді.

Газды тазалау

Аммиак өндірісінің каталитикалық үдерісі катализаторға түсетін газдардын тазалығына қатан талаптар қойылады. Метан конверсиясының катализаторына берілетін табиғи газда күкірттін болуы 2 мг/м³ аспауы қажет; СО конверсиясының төменгі температуралы катализатор құрамында күкірт бар қоспаларына өте сезімтал болады. Аммиак синтезінің катализаторы газ құрамында оттегі және күкірт қоспаларының қалдық ізі болғанында да өзінің активтігін төмендетеді. Табиғи газ құрамында күкірт қоспаларының бір шамасы міндетті түрде болады, сол кен орнының түріне байланысты немесе одорант есебінде арнайы қосылады. Газда СО-ны конверсиялаудан кейін, көп мөлшерде СО₂ (30%) және СО (0,5-4%) болады. Минималды шығынмен газды сол қоспалардан мұқият тазалау-аммиак синтезін технологиялық өндеу кезіндегі ең бір қиын мәселе.

Технологиялық газдарды қоспалардан тазалауда әр түрлі әдістер қолданады: а)қатты сорбенттермен қоспаларды адсорбциялау; б)сұйық сорбенттермен адсорбциялау; В)терен салқындатумен қоспаларды конденсациялау; г)каталитикалық гидрирлеу. Қатты сорбенттермен тазалау газда қоспалардың (күкірт бар қоспалар) аз мөлшерде болғанда қолданады. Аммиак өндірісінде газды сұйық сорбенттермен тазалау СО₂ және СО-ны шығару үшін қолданады. Конденсация әдісімен терен мұздатуды қолданумн тазалау осы уақытта азот өнеркәсібінде кеңінен қолдануда. Бірақ та аммиак өндіріснде жаңа сұлба бойынша электр қуатының шығыны жоғары болғандықтан бұл әдіс қолданбайды. Конвертирленген газда СО₂, СО және О₂ төмен болуында гидрлеу пайда болған суды шығарумен әдісімен каталитикалық тазалау қолданады.