18- мавзу: Кимёвий жараёнларнинг термодинамик тахлили Режа: Аммиакни ишлаб чиқаришда энергия тежамкор янги технологиялар

Аммиак синтезининг назарий асослари



Аммиак синтези реактсияси қайтар бўлиб, иссиқлик чиқиши билан содир бўлади: 3 НҲ₂ + Н₂ 2НҲ₃
Шу билан бирга реактсия ҳажм камайиши билан баради. Ле Шателе принтсипига мувофиқ ҳароратнинг кўтарилиши аммиакнинг парчаланишини тезлатади, босим ошиши аксинча реактсия маҳсулотлари ҳосил бўлишига омил бўлади. Асосан катализатор иштирокида 500 ⁰С жараён олиб борилади. Катализатор сифатида темир ишлатилади. Унинг таркибига фаоллаштирувчи моддалар (алюмининий оксид)- 3-4%, калий 1 %, калтсий 2-3 %, кремний 0,7 % гача киритилиб тайёрланади. Катализатор Ҳ₂С, ПҲ₃ ларда қайтмайдиган ҳолда заҳарланади. Заҳарланиш СО, СО₂, Н₂О, О₂ лар таъсирида бўлса фаоллигини тиклаш мумкин бўлади.
Ўрта босимда аммиак ишлаб чиқариш технологияси
Бу технологияга кўра ўрта босим 3^. 10⁷ н/м² ни ташкил этади. Аммиак иккита конденсаторда- сувли (2) ва аммиакли (буғлатгич) (5)да ажратилади. Дастлабки тозаланган ва сиқилган азот водородли аралашма тсиркулятсион газ билан синтез колоннасига киришдан олдин конденсаторлар аралиғида аралаштирилади. Бу ўз навбатида СО₂ ва СО дан газларнинг яна бир марта – 10 ^оСтозаланишига олиб келади. Газ иссиқлик алмашиниш аппаратининг трубалари орасида дастлабки совитилади. Совитиш аммиакнинг қайнаши ҳисобига содир бўлади.
Ўрта босимда ишлаб чиқаришнинг характерли хусусиятларидан бири суюқ аммиак билан бирга газсимон аммиак ишлаб чиқариш мумкинлигидадир. Шу заводнинг ўзида аммиакдан азот кислотаси, мочевина ва аммиакли селитра ишлаб чиқариш имкони туғилади. Газли аралашма, колланна (4) дан чиққанда 3-4 % аммиак бўлган ҳолда синтез коллоннасининг юқориги қисмига узатилади. У ерда ҳалқали ҳаракатланиб, катализатор қутичалар орқали биринчи иссиқлик алмашиниш аппаратига (5) тушади.У ерда аралашма 300-400 ^оС ҳароратга кўтарилиб, марказий труба орқали иккинчи иссиқлик алмашиниш аппаратига тушади (8). У ерда катализатор масса орқали ўтиб ҳарорат 400-450 ^оС гача кўтарилади.
Синтез коллоннасидан сўнг 15-20 % ли аммиакли азот водородли аралашма «Труба ичида труба» системасидаги сувли конденсаторга тушади. Унда аммиак конденсатсияланиб, ажратилади. Ва газ ажратгичда йиғилади ва омборга юборилади. Реактсияга киришмаган Газли аралашма ижектор орқали сўрилиб, Янги портсия билан аралаштирилади ва синтез коллонносига қайта юборилади.
Сўнгги йилларда токчали типидаги синтез коллонналари ишлаб чиқаришга қўйилмоқда. Уларнинг диаметри 1 м, катализаторлар 5-6 токчадан иборат.
Назорат саволлари:

1. 
   Атмосфера азотини боғлаш нимаҳ
   
2. 
   Аммиакнинг фойдаланиш соҳаларини кўрсатинг
   
3. 
   Аммиак синтезининг хом ашёлари қандайҳ
   
4. 
   Ҳаводан азот ва кислород олиш схемасини тушинтиринг
   
5. 
   Аммиак синтезида катализатор нимаҳ
   
6. 
   Синтез қандай усулларда амалга ошириладиҳ
   
7. 
   Ўрта босимдаги синтез қанча босимда олиб бориладиҳ