Способ синтеза аммиака
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
NUHIIMCI
РЕСПУБЛИК (}9) (11)
ply С 01 С 1/04 (21) 3505308/23 26 (22) 25. 10, 82 (46) 15,02.86. Бюл. 1) 6 (72) А. М. Соколов (53) 661. 53 (088. 8 ) (56) Катапитические реакторы синтеза аммиака с использованием тепла реакции. М., НИИТЭХИМ, 1977 °
Авторское свидетельство СССР
У 963951, кл..С 01 С 1/04, 1982. (54)(57) 1. СПОСОБ СИНТЕЗА АММИАКА, включающий последовательное пропускание исходной газовой .смеси, содержащей азот и водород, через три катапитические эоны с повышением тем- . пературы в первой каталитической зоне и понижением температуры в третьей каталитической зоне при предварительном нагреве. исходной газовой смеси теплом. газа, прошедшего третью каталитическую зону, о т л и ч а - . ющий ся тем, что, сцельюповышения выхода аммиака, во второй каталитической зоне процесс ведут с понижением температуры газа на выходе из зоны на 3-70 С, а в третьей ката- . о литической зоне температуру газа на о выходе иэ зоны понижают на 3-24 С, 2, Способ по п. I, о тлич а— ю шийся тем, что понижение температуры во второй каталитической зоне осуществляют путем теплообмена с предварительно нагретой исходной газовой смесью.
3. Способ по п. 1, о т л и ч а - . ю шийся тем, что понижение температуры в третьей каталитической зоне осуществляют путем теплообмена с внешним хладагентом - аммиаком или водой, или водоаммиачным раствором, 1211217
Изобретение относится к способам синтеза аммиака из исходной газовой смеси, содержащей азот и водород, и может быть использовано в химической промышленности. 5
Цель изобретения — повышение выхода аммиака, На чертеже показан пример осуществления предлагаемого способа, Исходную газовую смесь;. содержащую 10 азот и водород, нагревают до температуры начала процесса последовательно вначале в предварительном теплообменнике 1, затем во встроенном теплообменнике 2 второй каталитической зо 15 ны, после чего газовая смесь поступает на катализатор первой эоны 3, Далее газовая смесь проходит последовательно ьторую 4и третью 5 каталитические зоны, в последней размещен встроенный теплообменник 6 для нагрева внешнего хладоагента, Выходящая Hs каталитических эон газовая емесь, содержащая аммиак, отдает свое тепло исходной газовой смеси в пред- 25 варительном теплообменнике I и охлаждается водой в теплообменнике 7, Регулирование температурного режима процесса осуществляют регулятором 8, установленным на байпасе исходной 3у) газовой смеси вокруг предварительного теплообменника 1.
Пример. Исходная газовая смесь состава, об.X: Н 63; Н 21;
СН 8; NH> 4; Аг — 4, по циркуляционной схеме при давлении 150 ат в количестве 504000 нм /ч или 245000 кг/ч о при температуре 50 С подогревают вначале в предварительном теплообменнике 1 до 329 С, а затем во встроенном теплообменнике 2 второй о каталитической зоны до 403 С, после чего газ поступает иа катализатор
CA-1 в три последовательные ката45 литические зоны, В первой зоне 3 осуществляется адиабатический процесс синтеза аммиаКа, при этом температура газа повышается до 490 С, а содержание о аммиака с 4 об.% повышается до
9,8 об.X.
Во второй каталитической зоне 4, проводимой одновременно с отводом тепла на нагрев исходной газовой о смеси, температура газа с 490 С снижается до 475 С, а содержание аммиака с 9,8 об.X повышается до
14 об, .
В третьей каталитической зоне 5, проводимой одновременно с отводом тепла на нагрев и испарение жидкого аммиака, температура газовой смеси с 475 С снижается до 451 С, а содеро о жание аммиака в газе с 14 об. повышается до 20 об.X. Далее газовая смесь охлаждается в предварительном теплообменнике 1 до 163 С и в теплообменнике 7 до 60 С, Таким образом, прирост аммиака составляет 20-4 = 16 об,X, Существо предлагаемого изобретения заключается в проведении .процесса синтеза аммиака во второй каталитической зоне с понижением темпео ратуры на 3-70 С а в третьей зонес понижением температуры на 3-24 С. б
В табл, 1 представлены экспериментальные данные процесса синтеза аммиака для предлагаемых и запредельных температурных режимов (при выходе за пределы температурных режимов выход аммиака существенно снижается) в табл, 2 — сравнительные данные процесса синтеза аммиака по предлагаемому способу и прототипу, Преимущество предлагаемого способа состоит в увеличении выхода.аммиака. Кроме того, предлагаемый способ позволяет вести процесс синтеза при низких давлениях, что значительно снижает энергоемкость процесса.
121! 217 м о сл
QQ К:> л л
М М an СО
Ф ° в- Св» м
М а и
СЧ
° в
СО О
° м м о м м
Ю
- an
О1
СО 00
М бв л о и вО 00
С 4 м
dl
Ф
an 3
° в
Ch л вв
О1 л
СО
A л е ф
И
hf
Ю о Л О1 а. бв м л и, о л
° М
E ф
И
Н
ID о о о
Ch O м 3 о
»,В бв 1 М и
СЧ
° в м а
С»4
СО
С0
cd л
М о
3Г\ о о
О1 О
М М
Ch вО
Ф о л
О1 л 00
М е л
Ch а л о о
М ф о
° в м н н н и
О и då и О a»o °
Вб
° lO
1О О
Э О
Э СС и
О а Э
1О о и
° в О
Й 5
Ю аа3 Ф К ф ф Ъ о 8 B
Э о
Щ ф
Ж Ж а о 2 о о о д î и ° в б о Э
ct o я о
Ц бв
Х
m o ф
Ж ж ф ф ф ввв
4 С» g ф ф а е
;7.. . Ж
Е» Е
cd а а э э а
Э
Е Е К
Э Э О о
S4
М о о в:(О О1
Ch вО CO
Ф вб
Ф CO Ф
С4!
23!2!7 О л о ю О сч а> л сч
o o a a в
e — сч л с>
00 CG с о о
00 л сч
00 — O
Ch
О С> Е СЧ 00 со + в е л
< 1 Ф "1 О
° с
0О с
o o - о в с )
СЧ С 0С О О О с Ъ о о о о а cv " л л о о
00 Г с Ъ 01
Ch
Ю Ю л О! I
В Р
Ю 4 о. ы э о
Ф (е
K Э а ь
CI Ж
01 о о и
v с. о к о
° Я э о э о
cd cd 6 х х
cd х
cd cd
4 4 Я
cd а а э ж
cd cd а а K
dI Э а
g М Э
Е X э э о и
И о
Q В о
Э Э
E о
О4
I0 O и х о м ф
И о
Ю ° Ъ э э э э
Ц Н
IQ Ю о о
Э & х х х э о
Ц IXI
QI М о а а
М,1211217
ВНИИПИ Заказ 603/27 Тирвк 452 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Óêãoðîä, ул.Проектная, 4
