Разработка комбинированного реактора азотно-водородного синтеза для производства аммиака
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время оптимизация технологических процессов приобретает все большее значение. Производство аммиака - очень энергоемкая и капиталоемкая отрасль, поскольку для его ежедневной работы требуются высокая температура (400-500 ° C), а также высокое давление (150-300 бар) [1].Различные виды топлива и атмосферный воздух являются сырьем в аммиачной промышленности.Аммиак - это молекула, состоящая из одного атома азота и трех атомов водорода с химической формулой NH3. Она относится к числу важнейших продуктов химической промышленности. Процесс получения аммиака известен как процессХабера–Боша, который был разработан и запатентован Фрицем Хабером и Карлом Бошем в 1916 году.Аммиак является очень важным сырьем для синтеза мочевины, которая является важным ингредиентом в качестве удобрения. Часто разрыв тройной связи N ≡ N является стадией, ограничивающей скорость фиксации азота, из-за высокой энергии диссоциации.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ3
ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4
1.1 Литературный обзор4
1.2 Процессы разделения для получения азот-водородной смеси8
1.2.1 Термический окислительный крекинг метана 8
1.2.2 Производство азота в воздухоразделительных установках 10
1.3 Получение азот-водородной смеси на крупнотоннажных агрегатах АМ-7613
1.3.1 Конверсия метана водяным паром 15
1.3.2 Первичный риформинг 18
1.3.3 Вторичный риформинг 20
ГЛАВА II. РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ22
2.1 Обоснование разработки комбинированного реактора 22
2.2 Технологическая схема синтеза аммиака на крупнотоннажных агрегатах АМ-7624
2.3 Технологические расчеты27
2.3.1 Термодинамический анализ 29
2.3.2 Материальный баланс синтеза аммиака30
2.3.3 Тепловой баланс 31
2.3.4. Материальный баланс комбинированного реактора32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
ПРИЛОЖЕНИЕ40
Не найдено
Разделение воздуха используется для отделения из воздуха кислорода, азота и инертных газов от воздуха. Существуют низкотемпературные, адсорбционные и диффузионные методы (некриогенные процессы разделения). Несмотря на свои преимущества, последние два имеют ограниченное применение из за сложности строительства крупных сепарационных установок.Различные технологии разделения, используемые для получения коммерчески полезных продуков из воздуха, основаны на различных точках кипения (криогенная дистилляция); или на различиях в молекулярном весе, размере молекул и других свойствах (некриогенные процессы разделения).Некриогенные установки менее энергоэффективны, чем криогенные (чистота продукта аналогична), но их дешевле строить, особенно когда требуемая производительность относительно невелика. Некриогенные процессы наиболее подходят, когда для конечного использования не требуется продукт высокой чистоты. Это связано с тем, что физические размеры установки могут быть уменьшены по мере снижения требуемой чистоты, а также мощности, необходимой для работы установки. Некриогенные установки относительно быстры и просты в запуске, что полезно, когда продукт не требуется постоянно.В некриогенных процессах используются мембраны или адсорбенты для удаления нежелательных компонентов воздуха. Они производят кислород, который обычно имеет чистоту от 90 до 95%, или азот, который обычно на 95-99,5% не содержит кислорода.При высоких производствах криогенные процессы являются наиболее экономичным выбором. Криогенные процессы могут давать очень чистые конечные продукты; их необходимо использовать для получения жидкого азота, кислорода и аргона [9].