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

Yuqori bosimlarni qo'llash jarayonning harakatlantiruvchi kuchini oshirish va ammiak dissotsiatsiyasining teskari reaksiya tezligini kamaytirish orqali sintez jarayonining tezligini oshiradi va hosil bo'lgan ammiakning gaz aralashmasidan kondensatsiyasi bilan ajralib chiqishiga yordam beradi.
Optimal harorat jarayon ammiak ishlab chiqarish bo'lgan ekzotermik qaytar katalitik jarayonning mahsulot unumiga haroratning ta'sirining umumiy qonuniyatlari bilan belgilanadi (8.7-rasm).

8.7-rasm - Sintezdan keyin gaz tarkibidagi ammiak miqdorining harorat va gazning hajmiy tezligiga bog'liqligi (W3 > W2 > W1).
Gaz aralashmasi W fazoviy tezligining har bir qiymati uchun undagi ammiak miqdori haroratning oshishi bilan maksimal jarayon tezligi va gazdagi ammiak miqdoriga mos keladigan ma'lum chegaragacha ortadi. Shubhasiz, bu harorat katalizatorning eng yuqori intensivligiga mos keladi.
Kosmik tezlikni oshirish ammiak chiqishini kamaytiradi. W hajmli tezlikning turli qiymatlari uchun w NH3 = f(T) egri chiziqlar maksimallarini bog'laydigan A chizig'i optimal harorat egri chizig'iga mos keladi, BB chizig'i muvozanat egri chizig'ini ifodalaydi.
Lekin gazning hajm tezligi ortishi bilan katalizatorning intensivligi ortadi (8.8-rasm). Shuning uchun gazning hajm tezligining ma'lum chegaragacha oshishi ammiakning chiqishiga ijobiy ta'sir qiladi.

8.8-rasm – R1 > P2 da katalizator intensivligining fazo tezligiga bog’liqligi.
Uning yanada oshishi gazni tashish narxining oshishiga, avtotermallikning buzilishiga va gaz aralashmasidan ammiakning to'liq chiqishini pasayishiga olib keladi. Kosmik tezlikning yuqori chegarasi odatda sintez jarayonining avtotermik tabiati bilan aniq belgilanadi. Amalda, o'rta bosimli qurilmalarda gazning hajmiy tezligi h ichida tanlanadi.
Konvertatsiya darajasi 0,14 - 0,20 dollardan oshmagani uchun. birligi, so'ngra ammiak sintezi jarayoni aylanma sxema bo'yicha hosil bo'lgan ammiakni reaksiyaga kirmagan ABC dan ajratish va uning qolgan qismini reaktorga qaytarish bilan qurilgan, rasmda ko'rsatilgan. 8.9 Ammiak sintezi hajmning kamayishi bilan sodir bo'lganligi sababli, aylanma ABCda inert aralashmalar (argon, metan) to'planadi, bu undagi azot va vodorod konsentratsiyasining pasayishi tufayli ammiak unumining pasayishiga olib keladi. Buni bartaraf qilish uchun aylanma ABC ning bir qismi vaqti-vaqti bilan ammiak siklidan tozalash gazi (chiqish) sifatida chiqariladi.

8.9-rasm - Sintezning aylanma sxemasi

8.10-rasm - ammiak chiqishining turli haroratlarda aloqa vaqtiga bog'liqligi.
Olingan ammiakni ABC dan ajratib olish uchun u ammiakni suyultirish haroratiga qadar sovutiladi. Bunday holda, ammiakning bir qismi ABCda qoladi. Uning kontsentratsiyasi haroratga bog'liq va 0,015 voltdan farq qiladi. -20 0 S gacha bo'lgan ulushlar 0,073 vol. USD taxminan 30 MPa bosimda +20 0 S da. Suv va ammiakni sovutishdan foydalanganda, bu aylanma ABCda 0,03 - 0,05 volt miqdorida qoldiq ammiak miqdorini ta'minlaydi. USD
Tizimdagi muvozanat holatini ta'minlash uchun aloqa vaqtining ko'payishidan foydalanish mumkin emas, chunki amalda ammiak sintezi muvozanatdan uzoqda bo'lgan sharoitlarda amalga oshiriladi (yuqoriga qarang). Biroq, yuqori haroratlarda muvozanat holatiga tezroq yaqinlashadi. Shaklda. 8.10 ammiak unumining turli haroratlarda aloqa qilish vaqtiga bog'liqligini ko'rsatadi. Bundan kelib chiqadiki, T 2 yuqori haroratda muvozanat holatiga T 1 past haroratga qaraganda tezroq erishiladi, ammo ammiak unumi past bo'ladi.