10-ma’ruza Mavzu: Ammiakni sintez kilish jarayonini avtomatlashtirish. (2 soat)

8.3. Ishlab chiqarishning kimyoviy va sxemalari
Azot-vodorod aralashmasidan ammiak sintezi jarayonining asosiy bosqichi tenglama bilan tavsiflanadi.
ABC ni olishning asosiy usuli metanni havo va bug 'bilan aylantirish bo'lganligi sababli, ammiak ishlab chiqarishning kimyoviy sxemasi ushbu reaktsiyaga qo'shimcha ravishda havo va bug'ni qayta ishlashning bir nechta reaktsiyalarini o'z ichiga oladi:
va keyinchalik uglerod oksidi (II) ning uglerod oksidi (IV) ga aylanishi:
Gaz aralashmasidan uglerod oksidi (IV) olib tashlangandan va uning tarkibi tuzatilgandan so'ng, ABC azot va vodorod miqdori 1: 3 nisbatda olinadi.
Shunday qilib, ammiakning zamonaviy ishlab chiqarilishi ikki bosqichdan iborat: ABCni tayyorlash va uni ammiakga aylantirish, ABC ni olish, uni tozalash va ammiak sintezi operatsiyalarini birlashtirgan va barcha bosqichlarning issiqlik effektlaridan samarali foydalanadigan yagona energiya-texnologik sxemani ifodalaydi. elektr energiyasi xarajatlarini bir necha marta kamaytirish imkonini beruvchi jarayon. Shaklda. 8.5 da yuqorida muhokama qilingan kimyoviy sxemaga mos keladigan ammiak ishlab chiqarishning sxematik diagrammasi ko'rsatilgan.

8.5-rasm - Ammiak ishlab chiqarishning sxematik diagrammasi:

1. 
   tabiiy gazni oltingugurt birikmalaridan tozalash;
   
2. 
   metanning bug 'riformatsiyasi;
   
3. 
   metanning havoga aylanishi;
   
4. 
   uglerod oksidi (II) ning konversiyasi;
   
5. 
   kimyosorbtsiyani tozalash ABC;
   
6. 
   metanatsiya;
   
7. 
   ammiak sintezi;
   
8. 
   ammiakning so'rilishi;
   
9. 
   ammiakni siqish.
   

8.4. Ammiak sintezining fizik va kimyoviy asoslari
8.4.1. Tizimdagi jarayonning muvozanati va tezligi
Tizimdagi muvozanat. ABC dan ammiak sintezi reaktsiyasi- geterogen katalitik teskari, ekzotermik reaktsiya hech qanday qo'shimcha mahsulot hosil qilmasdan hajmning pasayishi bilan boradi va tenglama bilan tavsiflanadi.
Reaksiyaning issiqlik effekti harorat va bosimga bog'liq bo'lib, 500 0 S haroratda va 30 MPa bosimda 111,6 kJ ni tashkil qiladi.
Reaksiya muvozanat konstantasi shaklga ega
Jadvalda. 8.3 o'rta (30 MPa) va yuqori (100 MPa) bosimlarda turli haroratlar uchun muvozanat gaz aralashmasidagi ammiak tarkibini ko'rsatadi.
Muvozanatli gaz aralashmasidagi ammiak tarkibining harorat va bosimga bog'liqligi shaklda ko'rsatilgan. 8.6.

8.6-rasm - Aralashmadagi ammiak miqdorining harorat (a) va bosim (b) ga bog'liqligi.
Jadvaldan. 8.3 va rasm. 8.6 shundan kelib chiqadiki, bosimning oshishi va haroratning pasayishi sintez reaktsiyasining muvozanatini o'zgartiradi va ammiakning muvozanatli unumini oshiradi. Biroq, amaliy maqsadlar uchun etarli darajada yuqori bo'lgan gazdagi ammiakning muvozanat tarkibiga faqat 400 0 S dan yuqori bo'lmagan haroratda, ya'ni jarayon tezligi va natijada muvozanat holatiga erishish vaqti bo'lgan sharoitlarda erishish mumkin. juda past. Shuning uchun real sharoitda gaz aralashmasidagi ammiak miqdori ahamiyatsiz bo'ladi, bu sintez jarayonini samarasiz va iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq emas qiladi.