Способ получения восстановительного газа

 

Изобретение относится к способам получения восстановительных атмосфер , используемых в области химического и нефтехимического машиностроения для диссоциации аммиака. Способ включает испарение жидкого аммиака и его последующую диссоциацию на азот и водород при температуре 800-900 С в присутствии катализатора на основе металлов восьмой группы таблицы Менделеева. При этом для повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса испарение жидкого аммиака осуществляют путем его инжекции в поток газ.ообразного аммиака, подаваемого в зону реакции с кратностью циркуляции, равной 2-8, а газообразный аммиак подают на диссоциацию при температуре 200-300 С. Реализация технического решения позволяет повыси7 ь качество диссоциированного аммиака за счет снижения в нем остаточного аммиака в 4-5 раз по сравнению с известным решением. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..SU(Ii) (50 4 С 01 В 3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3975554/24-26 (22) 05. 11 . 85 (46) 30.05.88. Бюл. № 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) С.З.Васильев, И.И.Маергойз и Л.И.Пушкарев (53) 661.961(088.8) (56) Шмыков А.А,, Малышев Б.В. "Контролируемые атмосферы". N.: Машгиз, 1953, с. 228-229.

{54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГАЗА (57) Изобретение относится к способам получения восстановительных атмосфер, используемых в области химического и нефтехимического машиностроения для диссоциации аммиака, Способ включает испарение жидкого аммиака и его последующую диссоциацию на азот и водород при температуре 800-900 С в присутствии катализаф тора на основе металлов восьмой группы таблицы Менделеева. При этом для повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса испарение жидкого аммиака осуществляют путем его инжекции в поток газообразного аммиака, подаваемого в зону реакции с кратноФ стью циркуляции, равной 2-8, а газообразный аммиак подают на диссоциао цию при температуре 200-300 С. Реализация технического решения позволяет повыси.ь качество диссоциированного аммиака за счет снижения в нем остаточного аммиака в 4-5 раэ по сравнению с известным решением.

1399265

Изобретение относится к способам получения восстановительных атмосфер, используемых в области химического и нефтехимического машиностроения для диссоциации аммиака.

Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Жидкий аммиак из баллона подают в испаритель к инжектору. В испарителе за счет инжекции создают рециркуля-! цию смеси жидкого и газообразного аммиака. Рециркулируемые гаэ и жидкий аммиак омывают стенку испарителя, обогреваемую снаружи выходящим иэ диссоциатора горячим диссоциированным аммиаком, В потоке газа происходит 20 испарение жидкого аммиака и нагревание газообразного до 200-300 С. Затем газообразный аммиак подают в каталитический объем диссоциатора.

Часть газообразного аммиака возвра- 25 щают к инжектору, где его смешивают аммиаком. !

В каталитическом объеме при 900 С по реакции 2%1 †«ЗН + N> идет разложение аммиака на азот и водород . Го- 30 рячий диссоциированный аммиак направляют вдоль наружной стенки, испарителя, где он отдает тепло на испарение ,жидкому аммиаку и на нагрев газооб разного аммиака, и затем пропускают через холодильник и охлаждают до 2030 С. Полученная контролируемая атмосфера содержит 757. Н, 25X N u

0,.05-0,)X NH .

В качестве катализаторов диссоциа- 40 ции аммиака используют катализаторы на основе металлов восьмой группы таблицы Менделеева. В примерах использован катализатор на основе железа типа КДА-IА. Физико-химические 45 свойства этого катализатора следующие: давление — ниже 1 атм; темперао тура применения 800-1000 С; грянулировка — таблетки размером 5 х 5 мм.

Высокая активность обеспечивается при скоростях 500 — 30000 ч.

Носитель — активная окись алюминия А1 Оэ маРки А-l.

Удельная поверхность (м /г) при

55 температуре прокаливания следующая:

400 С 240

1000 С ) 30

1200 С 20

Механическая прочность составляет

600-800 кг/см

Пример l В инжектор испарителя подают 7,8 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя иэ сопла, смешивается с горячим газообразным аммиаком с кратностью, равной 2, нагретым

0 до 200-300 С, и испаряется. Затем аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоциированным аммиаком. Образовавшийся 10м

3 в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до 900 С. На катализаторе

0 идет разложение аммиака на азот и водород, Образующийся 20 м в час диссоциированный аммиак пропускают через холодильник и охлаждают до 20-30 С.

Полученная восстановительная атмосфера содержит 75Х. Н, 257. N и 0,) НН . !

Пример 2. В инжектор испарителя подают 15,6 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя из сопла, смешивается с горячим газообразным аммиаком с кратностью, равной 8, нагрео тым до 200-300 С, и испаряется. Затем аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоциированным аммиаком. Образовавшийся

20 м в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до 900 С, где идет разложение аммиака на азот и водород. Образовавшийся 40 м в час диссоциированный аммиак пропускают через холодильник и охлаждают до 20-30 С.

Полученная восстановительная атмосфера содержит 752 Hz, 257 N и 0,057

NH), Пример 3. В инжектор испарителя подают 12,7 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя иэ сопла, смешивается с горячим газообразным аммиаком с кратностью, равной 5, нагретым до 200-300 С, и испарителя. Затем аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоциированным аммиаком. Образовавшийся

15 м в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до 900 С, где идет разложение аммиака на азот и водород.

Образовавшийся 30 м в час диссоциированный аммиак пропускают через о холодильник и охлаждают до 20-30 С.

Данный способ позволяет использовать тепло отходящего диссоциированного аммиака на испарение лщцкого аммиака и нагрев газообразного аммиа15 ка, йри этом используется 70-80Х тепла. Благодаря рециркуляции, осуществляемой инжекцией жидким аммиаком, газообразный аммиак подогревается до о

200-300 С. Это приводит к лучшему

20 распределению температур в объеме катализатора и повышению степени диссоциации аммиака. В результате этого содержание остаточного аммиака в восстановительной атмосфере составляет

0,05-0,1Х.. Содержание его по известному способу равно 0,2-0,5Х, что повышает выход восстановительного газа.

Формула изобретения Составитель Е.Корниенко

Техред М.Дидык

Редактор Н.Швыдкая

Корректор А.Тяско

Заказ 2636/25

Тираж 446

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Дроиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 139926

Полученная восстановительная атмосфера содержит 75Х Н, 25X N и 0,06Х

Пример 4. В инжектор испари5 теля подают 7,8 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя из сопла, смешивается с горячим газообразным аммиаком с кратностью, равной 1 нагретым до 100 С, и испаряется ° Затем 10 аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоциированным аммиаком. Образовавшийся 10 м

Э в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до 900 С. На катализаторе идет разложение аммиака на азот и водород. Образующийся 20 м в час диссоциированный аммиак пропускают через холодильник и охлаждают до 20о

30 С. Полученная восстановительная атмосфера содержит 75Х Н, 25Х N и 0,2Х Ын,.

Пример 5. В инжектор испарителя подают 15,6 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя иэ сопла, смешивается с горячим газообразным. аммиаком с кратностью, равной 10, нагретым до 200-300 С, и испарителя.

Затем аммиак направляют вдоль стенки, 30 обогреваемой снаружи горячим диссоциированным аммиаком. Образовавшиеся

20 м в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до 900 С, где идет разложение аммиака на азот и водород. з

Образовавшиеся 40 м в час диссоциированный аммиак пропускают через

0 холодильник и охлаждают до 20-30 С.

Полученная восстановительная атмосфе- 40 ра содержит 75Х Н, 25Х N2, и 0,05Х

11НЗСодержание остаточного аммиака при температуре подогрева газообраз5

4 рого аммиака менее 200 С составляет

О, 2Х, а при температурах более 300 С—

0,05Х. Значительного уменьшения содержания аммиака в днсссоциированном аммиаке при температурах более 300 С не наблюдается, так как содержание

0,05Х находится близко к равновесному.

Способ получения восстановительного газа, включающий испарение жидкого аммиака и его последующую диссоциацию на азот и водород при 900 С в при утствии катализатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, испарение лщцкого аммиака осуществляют путем его инжекции в поток газообразного аммиа-> ка, подаваемого в зону с кратностью циркуляции 2-8, а газообразный аммиак подают на диссоциацию при 200300 С.