Мазмұны кіріспе I. Технологиялық БӨлім

МЕСТ 6221-75 стандартына сәйкес аммиактың үш сорты шығарылады

жүктеу/скачать 210,33 Kb.

бет	5/21
Дата	13.03.2023
өлшемі	210,33 Kb.
	#73582

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 21

Байланысты:
Сағынтай

МЕСТ 6221-75 стандартына сәйкес аммиактың үш сорты шығарылады
Кесте №1.1.

Құрамы	Жоғарғы сорт	1-ші сорт	2- ші сорт
Аммиак, масс%, көп емес	99,96	99,9	99,6
Ылғал, масс%, көп емес	0,04	0,1	0,4
Темір, мг/л, көп емес	1	2	2

Азот және сутек қоспасынан алынған тепе-теңдік жағдайдағы аммиактың концентрациясы (NH_3%)
Кесте№1.2.

Температура,ºС	Қысым, мПа
Температура,ºС	0,98	2,94	4,9	9,81	29,4	58,8	98,1
200	50,66	67,56	74,38	81,54	89,94	95,37	98,29
300	14,73	30,25	39,41	52,04	70,96	84,21	9255
350	7,41	17,78	25,23	37,35	59,12	75,62	87,46
400	3,85	10,15	15,27	25,12	47,00	65,20	79,82
450	2,11	5,86	9,15	16,43	35,82	53,71	69,69
500	1,21	3,49	5,56	10,61	26,44	42,15	57,47
550	0,76	2,18	3,45	6,82	19,13	31,63	41,16
600	0,49	1,39	2,26	4,52	13,77	23,10	31,43

Температура және жалпы қысымға байланысты сұйық аммиак бетіндегі қаныққан бу қысымы
Кесте№1.3.

Температура,ºС	Абсолюттік қысым		Температура,ºС	Абсолюттік қысым
Температура,ºС	Кгк/см²	Мн/м²	Температура,ºС	Кгк/см²	Мн/м²
-40	0,713	0,070	5	5,259	0,516
-35	0,950	0,93	10	6,271	0,615
-30	1,219	0,119	15	7,477	0,728
-25	1,546	0,151	20	8,741	0,846
-20	1,940	0,190	25	10,229	1,002
-15	2,410	0,236	30	11,895	1,167
-10	2,966	0,291	35	13,765	1,350
-5	3,619	0,355	40	15,850	1,554
0	4,379	0,429	50	-	-

Газ қысымы мен көлемінің мәндері
Кесте №1.4.

Температура,ºС	Р кгс/см² (МН/м²)	Х,% (көлем)
0	300 (29,4)	3,25
0	500 (49,0)	2,8
20	300 (29,4)	6,0
20	800 (78,5)	4,4

Аммиактың қаныққан күйіндегі бу қысымы мен сұйықтық тығыздығының температураға байланысты өзгеруі
Кесте№1.5.

Температура		Бу қысымы		Сұйықтық тығыздығы
К	°С	МПа	кгс/см		кг/м
239,8	-33,3	0,101	1,03		682
241,1	-32	0,108	1,10		680
243,1	-30	0,120	1,22		678
245,1	-28	0,132	1,34		675
247,1	-26	0,145	1,48		673
249,1	-24	0,159	1,62		670
251,1	-22	0,174	1,77		668
253,1	-20	0,190	1,94		665
255,1	-18	0,208	2,12		663
257,1	-16	0,226	2,31		660
259,1	-14	0,247	2,51		658
261,1	-12	0,268	2,73		655
263,1	-10	0,291	2,97		652
265,1	-8	0,315	3,21		650
267,1	-6	0,341	3,48		647
269,1	-4	0,369	3,76		644
271,1	-2	0,398	4,06		642
273,1	0	0,429	4,38		639
275,1	2	0,462	4,72		636
276,1	2	0,464	4,79		638

Азот –сутекті қоспа.Табиғи және ілеспелі газдарды азот сутекті қоспаларға өңдеу бірнеше сатыдан тұрады. Ең алдымен негізгі құрамы Н₂,СО,СО₂,N₂ тұратын газ қоспасын алады.Бұл саты көмірсутек газдардың конверсиясы деп аталады. Содан сонң СО - ның конверсиялау сатысы жүреді. 3-ші сатыда газды СО және СО₂ газ қоспасынан тазарту үрдісі журеді. Нәтижесінде улы катализатордың толық тазартылған, аммиак синтезіне дайын азот сутекті қоспа алынады. Аммиак синтезі үшін қажет сутегінің табиғи газдарды, соның ішінде көбінде метанды су буы және оттегімен толықтырып алады. Конверсиялаудың негізгі теңдеулері келесі негізгі реакциялар бойынша жүзеге асырылады:

СН₄ + Н₂О = СО + 3Н₂ — 49,27 ккал

СН₄ + 0,5 О₂ = СО + 2Н₂ + 1,3 ккал
СО + Н₂О = СО₂ + Н₂ + 9,8 ккал
СН₄ +СО₂ = 2СО +2Н₂ — 59,3 ккал

4-ші реакция қарастырылмайды, себебі реакция нәтижесінде түзілген синтез газы метанол және басқа да О₂-ті органикалық қосылыстарды алу үшін қолданылады. Өндірісте метанды конверсиялаудың 3 негізгі әдісі қолданылады.

Булы каталитикалық конверсия;
Каталитикалық булы оттегі және булы оттегілі – ауалы конверсия;
О₂-мен және ауамен байытылған О₂-мен жоғары температуралы конверсия.

Әдетте, бұл каталитикалық конверсия үрдісінде алдымен 750-800ºС температурада катализаторда метанның үлкен бөлігі конвертирленеді.Содан сон метанның қалған бөлігі басқа аппаратта 2-ші теңдеу бойынша ауадағы оттегімен катализаторда әрекеттеседі. Метанның булы оттегілі және ауаны конверсия үрдісі экзотермиялық болып келеді.
Өндірісте булы оттегілі және ауаны каталитикалық конверсиясы катализатордың белсенділігіне байланысты бастапқы газ құрамындағы мөлшеріне қолданылған қысым және басқа да жағдайға байланысты 800-1050 ºС да жүргізеді. Өндірісте метанның 1275-1400ºС температурада оттегілі және оттегілі ауалы катализатордың қатысынсыз конверсиясы кең қолданысқа ие. Бұл температурада метанның оттегімен әрекеттесуі өте жоғары, бірақ реакция нәтижесінде метанның термиялық диссосоциялануы кезінде күйе бөлінеді:
СН₄ → С + 2Н₂
1275ºС -да күйенің аз мөлшері түзіледі, ал 1350ºС және одан жоғары температурада күйе түзілуінен арылуға болады.
Тұтыну. Аммиак азот қышқылын және азот бар тұздарды, несепнәр мен гидроген қышқылын алу үшін қолданылады. Ол сонымен бірге химиялық өнеркәсіпте және медицинадағы әр түрлі қосымшаларды табатын су ерітінділерін (аммиак) дайындау үшін органикалық синтездеуде аммиак әдісімен сода дайындау кезінде, тоңазытқыштарда қолданылады.
Сұйық тыңайтқыштар ретінде сұйық аммиак және оның ерітінділері қолданылады. Көп мөлшерде аммиак суперфосфат және тыңайтқыш қоспаларының аммонизациясына өтеді.
Сақтау. Соңғы жылдарда агрегаттардың қуаттылығын күрт арттыру, ауыл шаруашылығында аммиакты тұтынуды арттыру және оның экспорттық жеткізілімдерін ұлғайту салдарынан сұйық аммиакты сақтау мәселесі өзекті болды. Өнеркәсіптік өндірістің үзіліссіз үдерісімен сұйық аммиак үшін аграрлық және экспорттық сұраныс кезеңділігі жоғары тиімді сыйымдылығы жоғары сұйық аммиак сақтау қоймаларын құру мәселесін қойды. Соңғы жылдардағы зауыттық қоймалардан басқа, «Ауылшаруашылық техникасы» ірі теміржол қоймалары, порт қоймалар, аммиак құбырларының трансферлік станциялары, ұжымдық шаруашылықтар мен совхоздардың терең қоймалары құрылды. Аммиак әртүрлі қысымдарда қоймаларда сақталады.
Жоғары қысым кезінде сақтау. Сұйық аммиак буланған аммиакты алмай-ақ, 2 МПа-ға дейін артық қысыммен көлденең (цилиндрлік) және баллдық цистерналарда сақталады.
Жабық резервуарда тез арада баяулататын сұйық аммиак үстіндегі кеңістік қабырғаларға қысым көрсететін бумен әрдайым қаныққан. Әрбір сұйықтық аммиак температурасы оның тепе-теңдікке сәйкес келеді. Қалыпты температурада (25 ° C дейін) сұйық аммиак буының қысымы 1 МПа-қа дейін, ал 40 ° С-тан 1,6 МПа-қа дейін жетеді, ол қысымның жоғары болуына жол бермеу үшін температура мұқият бақылауды қажет етеді. Үйде немесе сыртында орнатылған репозиторийдің климаттық жағдайларына байланысты.
Орта қысымда сақтау. Сұйық аммиак 0,3-тен 1 МПа-ға дейін қоса алғанда артық қысым кезінде жылу оқшаулағышы бар баллон резервуарларында сақталады. Қажетті қысым буланып буландырылған аммиак конденсациясы арқылы оны бакаға қайтарады немесе тұтынушыларға буландырылған аммиакты босатады.
Атмосфералық қысым кезінде сақтау. Сұйық аммиак атмосфераға жақын қысым астында шамамен -33 ° C температурасында термиялық оқшауланған тік резервуарларда сақталады. Қысым бұрынғы жағдайда қалай сақталады. Бұл сақтау әдісі изотермиялық деп аталады.[3]

Аммиак синтезінің катализаторы
Аммиак синтезі өндірісінде-катализатор ретінде темір осмий, уран, молибден, марганец, вольфрам тағы басқа металдар қолданады. Өндірісте магнетитті (Fe₃O₄) промотолы компонеттермен (К₂О,СаО) бірге балқытылып аынған темірлі катализаторларды қолданады. Катализаторларды сутегімен 300-400°С-та арнайы аппаратта тотықсыздандырады. Бұл үрдісітің зияндылығын кеміту үшін катализаторлар құрамына активаторлар қосады. Катализатор құрамында 2-4% Al₂О₃ болады, одан артық болса аммиактың катализатор бетіне шығуына кедергі жасайды. Аммиактың катализатор бетіне шығуын жылдамдату үшін К₂О қосады. Катализатор құрамында сонымен қатар SіО₂ активаторы болады. Катализатор құрамында SіО₂мөлшері 0,3%-тен аспауы керек. Одан жоғарыда катализатор құрамында SіО₂мен бірге СаО, МgО болса оның активтігі артады. Россия өндірісінде СА-1, СА-2, катализаторлар қолданады. Катализатор СА-1 3-рет активтелген (AlО, К₂О, СаО), құрамында SіО, МgО бар. Катализатор 400-550°C-та 60мПа қысымға дейінгі қысымда және азот сутек газдардан аммиак синтезінде 8-жылға дейін үздіксіз қолданады. Катализатор СА-2 жоғры температурада синтездеу үшін қолданылады. Ол ыстыққа шыдамды құрамында ванадий оксиді V₂O₅болды.
Катализаторларды темір металдарынан және табиғи магнетит кендерінен, жасанды магнетиттерден дайындайды.Шикізаттың сапасы-белгіленген талапқа сай болуы керек. Егер шикізат құрамында 0,2%- күкірт болатын болса, катализатор белсенділігі 15%-ға дейін төмендейді.Катализаторға сондай-ақ шикізат құрамындағы фосфор, мыс және тағы басқа қоспалар айтарлықтай әсер етеді.
Майдаланған және түйіршіктелген темір катализаторлары - оксид түрінде болады. Аммиак синтезі үшін қолданылатын катализаторлар тотыққан күйде болуы керек. Тотықпаған катализатор құрамында 90%-дейін магнетит (Fe₃O₄) болады. Тотықсыздану сатысы өте маңызды және буы катализатордың белсенділігін анықтайды. Катализатордың тотығуы оксидтердің сутегімен әрекеттесуіне негізделген.
Fe₃O₄+4Н₂→3 Fe+4Н₂О - 185,82кДж
Тотықтырғыш ретінде азотсутекті қоспа қолданады. Катализаторды тотықтыру аммиак синтезінің калоннасынада жүргізіледі.
Катализаторды циркуляция жасап жүрген азот сутекті қоспамен оның бастапқы тотығыу температурасына дейін (350-400°C) қыздырады. Қыздыруды және тотықтырурды 5-10 мПа қысымда жүргізеді. Азот өндірісінде жұмыс істеп жатқан катализаторлардың ең жоғарғы белсенділігі 450-520°C- температурада болады. Өте төмен температурада реакцияның жылдамдығы төмендейді.Катализаторлардың сәйкес максималды белсенділік температурада аммиактың теп-теңдік концентрациясы 100мПа қысымда болады. Бірақ осындай қысымға қондырғыны дайындау өте қиын және азот сутекті қоспаны 100 мПа қысымда сұйыққа айналдыру шығынының жоғарлығы мен электр энергиясының үлкен шығыны болады.
Қазіргі уақытта үрдісті 30 мПа қысымда жүргізілетін үрдіс тиімді болып есептеледі. Тепе-теңдік күйге жақындаған кезде реакцияның жылдамдығы бірден баяулайды. Сондықтан өндірістік жағдайда аммиактың құрамы 50% тепе-теңдікті құрайды.
Азот-сутекті қоспа құрамында катализаторды улайтын қоспалардың мөлшері аз болуы керек. Бұл қоспалардың кейбіреуі катализаторларға қатты әсер етеді және таза азот сутекпен жұмыс істеуге көшкен кезде катализаторларда бастапқы белсенділігін төмендетеді. Бұл улаушы қосылыстарға- күкірт,фосфор, мышьяк жатады.
Азот сутекті қоспаның оттекті қоспалармен су буымен көміртегі оксиді және диоксидтермен, сондай-ақ оттегімен ластанылуы да катализаторлардың улануына әкеліп соғады.Бірақ бұл жағдайда катализатордың белсенділігі біртіндеп қалпына келеді.

жүктеу/скачать 210,33 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 21