ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез аммиака из "Руководство к практическим занятиям по технологии неорганических веществ" Цель работы — практическое изучение условий образования аммиака из элементов оод давлением. [c.221] Содержание аммиака в смеси зависит от температуры к давления. Чем выше давление и ниже температура, тем больше сдвинуто равновесие в сторону образования аммиака (рис. 71). В температурном интервале 400—550 °С, в котором осуществляется эта реакция, при атмосферном давлении содержание аммиака в смеси низкое — десятые или сотые доли процента. [c.222] При высоких же давлениях равновесное содержание аммиака 1В газовых смесях увеличивается до десятков процен-гов. Однако достижение равновесия при тех же или иных условиях возможно лишь в. присутствии катализаторов. Скорость прямой реакции в-отсутствие катализатора невелика, а обратная, наоборот. протекает с большой скоростью. В зависимости от активности катализатора синтез, аммиака протекает при данных условиях температуры и давления с различной скоростью, что сказывается на степени достижения равновесия, на производительности единицы веса катализатора и лредопреде-.ляет выбор той или иной объемной скорости газа. Под сте-,пенью достижения равновесия понимают отношение фактического содержания аммиака в газовой смеси к равновесному содержанию при данных условиях ее выражают в долях единицы или в процентах. [c.222] Объемная скорость представляет -собой объем газовой смеси (при нормальных условиях), проходящей через единицу объема катализатора в час. Так как синтез аммиака идет с изменением-(уменьшением) объема, то объемную скорость условно определяют по часовому объему газовой омеси (при нормальных условиях), поступающей или уходящей из контактного аппарата, отнесенному к единице объема катализатора. [c.222] Для определения времени контактирования необходимо часовой расход газа (объем при фактических температуре и давлении в условиях контактирования) разделить на свободный объем контактной зоны. [c.222] Чем выше активность катализатора, тем выше степень достижения равновесия, тем большие объемные скорости допустимы и тем выше производительность контактного аппарата (колонны синтеза). Активность катализатора зависит от его состава, методов приготовления, а также от наличия примесей в газе, поступаюш,ем на синтез. Газообразные соединения серы, окись углерода, кислород и многие другие вещества являются каталитическими ядами и, отравляя катализатор, снижают его активность. [c.223] Вновь изготовленные катализаторы подвергают испытанию, в широких пределах температур, давлений и объемных скоростей газа. Во многих случаях (предварительное опробование катализаторов синтеза аммиака может быть осуществлено при атмосферном давлении. [c.223] Однако при этих условиях в газовой омеси содержится очень небольшое количество аммиака, что затрудняет его точное определение и не дает окончательной характеристики поведения катализатора при рабочих условиях. Поэтому окончательная характеристика того или иного катализатора устанавливается лри иопытании его в рабочих условиях, когда содержание аммиака в газовой смеси значительно и возможно достаточно точное его определение. [c.223] Предварительная проверка катализатора важна также с течки зрения выяснения стойкости его против различных вредных примесей. [c.223] На рис. 72 изображена схема установки синтеза аммиака. Азото-водородную смесь, необходимую для синтеза, получают разложением аммиака. [c.223] Охлаждение газа на различных ступенях сжатия проводят в специальных холодильниках, имеющихся на каждой ступени. [c.225] Производительность компрессора можно менять в широких пределах (пуск и регулирование работы компрессора необходимо производить, строго выполняя требования инструкции, вывешенной на установке). [c.225] В качестве фильтра используют стальной сосуд емкостью 0,5 дм , заполненный стеклянной ватой или смесью силикагеля с активированным углем. Окончательную очистку газовой смеси под высоким давлением осуществляют в системе последовательно соединенных приборов 10—14. [c.225] Трубка 10, заполненная никелевым катализатором, служит для связывания в воду кислорода, имеющегося в газе при недостаточной продувке системы. Для достижения необходимой температуры служит трубчатая печь. Образующиеся при этом водяные пары поглощаются в осушителе 11 хлоридом кальция, предварительно прокаленным при температуре 210—220°С. [c.225] В качестве дополнительного очистителя от следов кислорода служит трубка 12, заполненная металлической медью и также помещенная в трубчатую печь. Далее газовая смесь направляется во второй осушитель 13 с хлоридом кальция и, наконец, в осушитель 14, заполненный кусками NaOH. [c.225] Все колонки-очистители высокого давления представляют собой толстостенные сосуды из стали 1Х18Н9Т с входом и выходом для газа. Во всех колонках на входе и выходе газа вставлены медные сетки и тампоны из ваты для предохранения от уноса твердых адсорбентов. [c.225] Подогреватель П снабжен нихромовой обмоткой, при помощи которой его нагревают до 150— 160°С для предотвращения конденсации аммиака. [c.226] Реактором служит лабораторная колонка синтеза аммиака (рис. 73). Корпус колонки /, изготовленный из стали 1Х18Н9Т, имеет длину 315 мм и наружный диаметр 800 мм. В корпусе колонки просверлены два канала диаметром 15 мм. В каналы сверху помещены два чехла для термопары, причем канал на чехле 3 имеет наружную винтовую нарезку для удлинения пути газа. [c.226] Катализаторной трубкой служит канал, просверленный в килинке для чехла 4 на выходе газа из колонки синтеза. На дно этого канала опускается медная сетка, на которую насыпают 5 см катализатора, смешанного с равным количеством мелкого кварца (чехол 4 находится на расстоянии 2—3 мм от слоя катализатора). Колонка помещается в электрическую печь 2, представляющую собой толстостенный медный стакан с наружным электроподогревом 5, состоящим из двух линий нихромовой проволоки. Одна из них служит для постоянного нагрева, а другая, включенная в сеть через реле, для точной регулировки температуры. Вход и выход газа в колонке синтеза осуществляется через отверстия, находящиеся в верхней части корпуса колонки. [c.226] Вернуться к основной статье