Ma`ruza-9 Mavzu: Sanoatda ammiak va nitrat kislotasi ishlab chiqarish. Reja

Ammiak sintezi uchun azot vodorotli aralashmaning
olinishi va tozalash usullari
Ammiak sintezi uchun 1:3 nisbatda azot vodorodli aralashma kerak bo`ladi. Azot sanoatda suyuq havodan ajratish yo`li bilan olinadi. Havo tarkibi hajm jihatdan o`lchanganda 78 % azot, 21 % kislorod va 0,94 % argondan iboratdir. Yana havo tarkibida oz miqdorda CO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>, Ne, He, Kr, Xe lar uchraydi. Havo awal katta bosimda siqilib sovitiladi, suyultiriladi, so`ngra suyuq havo tarkibidan kom-ponentlarning qaynash haroratlarining har xilligidan foydalanib (t_qayN₂ -195,8°C, O₂ -183°C, Ar-185,7°C), rektifikatsiya minoralarida fraksiyalarga ajratilib toza holda N₂, O₂ va Ar olinadi. Vodorod sanoatda turli yo`llar bilan olinadi:
1. Metan va uni gomologlarini konversiyasi.
2. Qattiq yoqilg`ini gazga aylantirganda hosil bo`lgan CO ni konversiyasi.
3. Koks gazlarini ajratish.
4. Suvni yoki NaCl eritmasini elektroliz qilish orqali olinadi.
Iqtisodiy ko`rsatkichlari jihatidan eng arzon va asosiy sanoat usuli birinchi usuldir. Metan konversiyasining (konversiya lotincha conversio so`zidan olingan bo`lib, o`zgarish,aylanish ma`nosini anglatadi) birinchi mahsuloti sintez gaz (mCO + nH<sub>2</sub>) deb ataladi. U vodorod olishdan tashqari metanol sintezi, yuqori molekular og`irlikka ega bo`lgan spirtlar sintezi, sintetik benzin sintezi va boshqalar (so`nggi paytlarda CO gazi temir rudalaridan, temirni qaytarib, toza temir olishda ham ishlatila boshlandi) sintezida ham ko`p ishlatiladi. Konversiya usuli metanning suv bug`i yoki kislorod bilan oksidlanishiga asoslangan:

Keyin hosil bo`lgan CO ni suv bug`i bilan konversiya qilinadi.
СО + H₂О → СО + H₂ + 41 kJ
Metanni suv bug`i bilan konversiyasi reaksiyasini umumiy xolda quyidagicha yozish mumkin:
CH<sub>4</sub> + 2H<sub>2</sub>О <=> СО<sub>2</sub> + 4H<sub>2</sub> -166 kJ
(endotermik reaksiya) metan va CO konversiyalari katalizatop ishtirokida (CH<sub>4</sub> uchun nikel, CO uchun temir, xrom, rux xrom misli katalizatorlar qo`llaniladi) boradi. Rux xrom misli katalizator qo`llanganda CO konversiyasi past haroratda (250—300°C) boradi. Konversiyalangan gaz tarkibida qolgan CO ning miqdori 0,2—0,4 % dan (hajm bo`yicha) oshmaydi. Bunday hollarda ko`pincha CO dan tozalash uchun adsorbsion usul o`rniga faqat metanlash-gidrogenlashdan foydalanish mumkin. Yuqorida keltirilgan reaksiyalardan ma`lumki, olingan vodorod gazi toza emas, tarkibida 30 % gacha CO<sub>2</sub>, 0,5—4 % gacha CO saqlaydi. Ozroq miqdor O<sub>2</sub> birikmalari bilan ifloslangan bo`ladi. Bu arahshmalar ammiak sintezida ishlatiladigan katalizatorni zaharlaydi. Shuning uchun ularni tozalash kerak bo`ladi. Vodorodni begona aralashmalardan tozalashning turli usullari qo`laniladi: a) qattiq sorbentlar bilan aralashmalarni absorbsiyasi;
b) suyuq sorbentlar bilan absorbsiyalanish;
v) chuqur sovitish bilan aralashmalarni kondensatsiyalash;
g) katalik gidrogenlash va boshqalar;
a) usul bilan begona qo`shimchalar kam bo`lganda (C saqlovchi birikmalarda) qollaniladi;
b) usul CO₂ va CO lardan tozalashda ishlatiladi;
v) usul qimmatga tushganligi uchun hozirgi paytlarda ammiak ishlab chiqarishda qo`llanilmaydi (azotning boshqa birikmalari sanoatida qollanilmoqda);
g) usul CO<sub>2</sub>, CO va O<sub>2</sub> ning miqdori kam boiganda qo`laniladi.