Ammónia előállítása

A nitrogénipar ma az egyik vezetőiparágakban. Az ammónia használata elterjedt a hűtőberendezések (R717, hűtőközeg), a gyógyszer (ammónia oldat vagy ammónia-alkohol), a mezőgazdaság (műtrágyák).

Elsődleges figyelmet fordítanak a nitrogéntartalmú műtrágyák (és így - bázisukra, beleértve az ammóniát is), amelyek kereslete az elmúlt két évtizedben 20% -kal nőtt.

Azonban az ammónia termelése elsősorban nagy energiaintenzitással különbözik. Ennek a termelésnek az egész története az a küzdelem, hogy csökkentse a felhasznált energiákat (mechanikai, termikus, elektromos).

Az ammónia szintézise az alábbi képletet mutatja:

N2 + 3H2 = 2NH3 + Q

A reakció exoterm, reverzibilis, csökkenőkötet. Mivel a reakció exoterm, a hőmérséklet csökkenése megváltoztatja az egyensúlyt az ammónia képződéséhez, azonban a reakciósebesség jelentősen csökken. Az ammónia termelésének magas hőmérsékleten kell megynie (szintézis 500 Celsius fokon történik). A t növekedése fordított reakcióhoz vezet. Nyomás 15-től 100 MPa lehetővé teszi, hogy ellensúlyozzák a hőmérséklet hatása (alacsony nyomású - 10 és 15 MPa, az átlagos nyomás - 25-30 MPa, nagynyomású - a fenti 50 MPa). Ezek közül az átlagos előnyösebb.

A katalizátor kalcium-, szilícium-, kálium-, alumínium-oxid-adalékanyagokkal van bevonva.

Ártalmas szennyeződések (szén-monoxid, víz,hidrogén-szulfid) negatív hatással van a reakció reakciósebességére, mérgezi a katalizátort, ezáltal csökkenti annak aktivitását és csökkenti a hasznos élettartamot. Ez azt jelenti, hogy a hidrogén-szulfid keveréknek feltétlenül alapos tisztítást kell végezni. De még a tisztítás után is csak egy része válik ammóniává. Ezért a megmaradt, nem reagált frakciót újra elküldik a reaktorba.

Hogyan keletkezik az ammónia?

A csővezetéket egy már elkészített keverékkel látták elhárom rész hidrogén és egy nitrogén. Átmegy a turbófeltöltőn, ahol a fenti nyomásnak megfelelően tömörödik, és a beépített polcokon lévő katalizátorral a szintézis oszlopba kerül. A folyamat, mint kiderült, rendkívül exotermikus. A nitrogén-hidrogén-keveréket felmelegíti a kialakuló hő. Az oszlopról az ammóniából és az el nem reagált nitrogén mintegy 25% -a hidrogénnel jelenik meg. Az egész készítményt a hűtőszekrénybe adagoljuk, ahol az elegyet lehűtjük. A nyomás alatt lévő ammónia folyadékká válik. Most egy elválasztó lép be a munkába, amelynek feladata az ammónia elválasztása az alján levő gyűjteménybe és az el nem reagált keverék, amelyet a keringtető szivattyú visszaad az oszlopnak. Ennek a forgásnak köszönhetően a nitrogén-hidrogén keveréket 95% -ban használják. Az ammóniacsövön keresztül folyékony ammónia egy különleges raktárba kerül.

Minden, a gyártáshoz használt eszköz,maximális hermetikus, ami megszünteti a szivárgást. Csak az exoterm reakciók energiája kerül felhasználásra. A rendszer zárt, alacsony hulladék. A költségeket folyamatosan és automatizáltan csökkenti.

Az ammónia termelése nem befolyásolhatjakörnyezetet. A gázkibocsátás elkerülhetetlen, beleértve az ammóniát, a szén- és nitrogén-oxidokat és más szennyeződéseket. Alacsony hőmennyiség szabadul fel. A hűtőrendszerek és a reaktor mosása után a vizet eldobják.

Ezért az ammónia termelésekatalitikus tisztítást tartalmaz gázfogyasztó szerrel. A szennyvíz mennyiségének csökkentése a dugattyús kompresszorok turbófeltöltőkkel történő cseréjével érhető el. Alacsony potenciálú hő felhasználható nagy potenciálú hő bevezetésével. Ez azonban növeli a füstgázok általi szennyezést.

A kombinált ciklusú ciklus, amely mind a gőzhő-, mind az égetési termékeket használja, egyidejűleg növeli a termelés hatékonyságát és csökkenti a kibocsátást.