21-mavzu. Konvertorlangan gazlarni uglerod dioksididan va uglerod monooksididan tozalash va ulardan sintetik ammiak ishlab chiqarish asoslari

4. ГАЗЛАРНИ УГЛЕРОД МОНООКСИДИДАН ТОЗАЛАШ.

Бу ерда ҳам икки хил усул:

1)Абсорбциялаш ва 2) Каталитик усул бордир.
Абсорбция усулига: а) синтез газ таркибидаги СО ни мис - аммиакли эритмасида ютиш; б) суюқ азот билан синтез газ таркибидаги углерод монооксидини ютиш.
Каталитик усулга синтез газ таркибидаги СО, О₂ ни водород билан қайтариш (бу усулни гидридлаш ёки метанлаштириш ҳам дейилади). Агарда синтез газ таркибида СО нинг миқдори 5-10 % дан юқори бўлса, СО гази билан комплекс бирикма ҳосил қилаоладиган органик кислоталарнинг мис - аммонийли тузлари эритмалари ишлатилади. Амалиётда бир валентли миснинг сирка, чумоли ва кумир кислоталари билан тузларининг аммиакли эритмалари ишлатилади. Аммо бу кислоталарда сирка кислотасининг бир валентли мис билан аммиакли тузи комплекси эритмаси СО ни ютишда кенг қўлланилади, чунки бу туз ишлатилган эримасининг СО ни ютиш қобилиятини 330 К дан юқори ҳароратда (бундан паст ҳароратда эса улар кристалланиши мумкин) қайта тиклашда чумоли ва кўмир кислоталари ва уларнинг мис - аммонийли комплекслари парчаланиб кетади.
Сирка кислотасининг мис - аммонийли комплексли эритмасини қайта тиклашда юқорироқ ҳароратни қўлланиш мумкинлиги бир валентли мис ионларини эритмада кўпроқ бўлишига олиб келади, бу эса СО ни тозалаш учун эритманинг солиштирма сарфини камайтиришга, тозалаш қурилмаларининг унумдорлигини оширишга, тозаланган конвертирланган СО ни миқдорини жуда ҳам камайишига (4 промил, яъни 4 см³ СО/м³ кон.газ), сирка кислотасини, мисни, аммиак, электр - энергиясини, буғ ва сувни солиштирма сарфини камайишига олиб келади.
СО ни ютиш қобилиятига, миснинг фақат бир валентлиси, яъни Сu⁺¹ иони эгадир, аксинча мисни икки валентлиги, яъни Си⁺² иони эса, бундай ютиш қобилиятига эмасдир. Аммо, эритма таркибида Си⁺² нинг миқдори 10 % дан кам бўлмаслиги керак, акс ҳолда эритмадан металл ҳолдаги мис, яъни Сu⁰ чўкиб, аппарат ва қувирларни тўлғазиб қўйиб газларни эркин ўтишига тўсқинлик қилади. Шундай қилиб Сu⁺² иони эркин ҳолдаги мисни эритиб, Сu⁺¹ иони ҳолатда ушлаб туришига ёрдам беради:
Сu⁺² + Сu⁰ =2Cu⁺¹ (27.15.)
СО ни конвертирланган газдан ютишда қуйидаги реакция кетиши мумкин:
12-31 МПа босим ва 280-293 К да:
{СИ⁺¹(NH₃)₂}CH₃COO_(c)+CO_(г)+NH_3(c) = {Cu(NH₃)₃CO} CH₃COO_(c) + Q (27.16.)
Бу ерда СО билан бирга конвертирланган газ таркибида ютилмай қолган СО нинг ҳам бир қисми ютилади:
2NH₃ + CO₂ +H₂O = (NH₄)₂CO₃ + Q (27.17.)
бу реакция эндотермикдир. Бу ишлатилган эритмани қайта тиклаш (регенерация) жараёни паст босим 0,12-0,15 МПа, аммо юқорироқ ҳарорат 350 К да кетади:
{Сu⁺(NH₃)₃СО}CH₃COO = {Cu(NH₃)₂} CH₃COO_(c) + CO_(г)+ NH₃ - Q (27.18.)
СО₂ гази эритмадан қуйидагича ажралиб чиқади:
(NH₄)₂CO₃ = 2NH₃ + CO₂+Н₂О - Q (27.19.)
Синтез газни ишлаб чиқариш ҳозирги замон тасвирларида конвертирланган газдан СО ни мис - аммиакли эритма билан тозалаш кўзда тутилмаган, чунки бу ерда СО ни паст ҳароратли конверцияси ишлатилади ва бунда бирваракай яхши конверсия кетиб газда СО ни миқдори жуда ҳам кам бўлади: 0,3-0,6 % СО гача, лекин батомом СО + СО₂ қолдиғи эса 1,5 % дан ошмайди. Шунинг учун, улардан газни батомом тозалашда каталитик усул қўлланилади; Бу усулга кўра СО + СО₂ ни юқори босимда Н₂ билан бириктириб метанга айлантирилади:
CO₂ + 4H₂ = СН₄ + 2H₂O + Q (27.20.)
CO₂ + 3H₂ = СН₄ + H₂O + Q (27.21.)
Бу реакциялар қайтар ва эндотермикдир ва ҳажм торайиши билан кетади. Шунинг учун бу жараёнлар 30 МПа гача босимда никел - аммонийли катализатор иштирокида 673 К ҳароратда, умуман, тўлиқ кетади ва бу тозаланган газ синтез газ сифатида аммиакни олишда ишлатилади.

Таянч сузлари.

1.Технологик газлардаги зарарли аралашмалар.

2.Тозалаш усуллари
3.Тозалаш даражалари.
4.Газларни СО₂ дан тозалаш усуллари.
5.Абсорбция усули турлари
6.Каталитик усул турлари.
7.МЭАли тозалаш
8.Поташли тозалаш.
9.Углерод монооксидидан тозалаш усуллари.
10.Метанлаштириш.
11.Мис - аммиакли тозалаш.
12.Мис атоми ва ионлари.
13.Абсорбер.
14.Регенератор.
15.Насослар.
16.Сепаратор.
17.Экспанзер гази.
18 «Курук муз».
19.Рашиг халкалари.