Нефт-газни қайта ишлашда каталитик жараёнлар фанидан Назорат саволлари

Kimyoviy sanoatda katalizdan foydalanish... Vodorodni ishlab chiqarish uchun katalitik jarayonlardan foydalaniladi, bu ammiak sintezi uchun xom ashyo bo'lib xizmat qiladi va kimyoviy texnologiyalarning boshqa qator tarmoqlari. Metan konversiyasi. Vodorodning eng arzon manbai tabiiy gazdir. Vodorod ishlab chiqarishning birinchi bosqichi metanning suv bug'i bilan o'zaro ta'sirini 800 - 1000 ° C haroratda kislorod yoki havoning qisman qo'shilishi bilan o'z ichiga oladi (reaktsiya 2.1). Katalizator sifatida issiqlikka bardoshli alyuminiy oksidi tayanchlarida (korund - a-Al 2 O 3) qo'llab-quvvatlanadigan nikel ishlatiladi.
CH 4 + H 2 O-3H 2 + CO (2.1)
CO + H 2 O ⇄ CO 2 + H 2 (2.2)
Ushbu reaktsiya natijasida vodorod bilan birga uglerod oksidi sezilarli darajada hosil bo'ladi.
COni konversiyalash. Uglerod oksidining suv bug'i bilan o'zaro ta'siri pasayish bilan ikki bosqichda amalga oshiriladi harorat sharoitlari oksid katalizatorlari yordamida (reaktsiya 2.2), qo'shimcha ravishda vodorod hosil bo'ladi. Birinchi bosqichda o'rtacha harorat (435-475 ° C) temir-xrom katalizatori (Cr 3 O 3 qo'shimchalari bilan Fe 3 O 4) ishlatilgan; ikkinchisida - past haroratli (230-280 ° C) katalizator (alyuminiy, mis, xrom va rux oksidlari aralashmasi). Uning tarkibida ammiak sintezi uchun temir katalizatorlari faolligini keskin pasaytiradigan uglerod oksidining oxirgi tarkibi foizlarning o'ndan biriga kamaytirilishi mumkin.
Qoldiq CO ni olib tashlash uchun gaz aralashmasini Cu 2 O ammiak eritmasi bilan 120-320 atm yuqori bosim va 5-20 ° S past haroratda kompleks yuvish usulidan foydalanish kerak edi.
Amalda sanoat ishlab chiqarishi Gaz chiqindilarini CO dan tozalash CO bilan murakkab birikmalar hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lgan Cu-ammoniy tuzlari (mis formatlari va karbonatlar) eritmalariga singdirish usuli bilan amalga oshiriladi. Formatlar juda barqaror bo'lmaganligi sababli, karbonat eritmalariga ustunlik beriladi.
Misning dastlabki karbonat-ammiak kompleksi quyidagi tarkibga ega (kmol / m 3): Cu + - 1,0 - 1,4; Cu 2+ - 0,08-0,12; NH 3 4.0-6.0; CO 2 - 2,4 - 2,6.
CO ga nisbatan assimilyatsiya qilish qobiliyati kubikli mis tuzlariga ega. Cu 2+ kationlari, qoida tariqasida, yutilishda qatnashmaydi. Ammo eritmadagi Cu 2+ konsentratsiyasini kamida 10 wt ushlab turish kerak. Cu + tarkibidagi%. Ikkinchisi mis quvurlari bloklanishiga va absorber ishini buzishiga olib keladigan elementar mis konlari hosil bo'lishining oldini oladi. Eritmada mis Cu 2+ ning karbonat-ammiak kompleksi mavjudligi (1) reaksiya muvozanatini Cu + hosil bo'lish tomon siljitadi: Cu 2+ + Cu ⇄ 2 Cu + (1)
CO yutish uchun ishlatiladigan karbonat-ammiak mis kompleksining eritmasi 2 CO 3 ni o'z ichiga oladi; CO 3; (NH 4) 2 CO 3; bepul NH 3 va CO 2.
Karbonat-ammiak mis kompleksi tomonidan COni yutish jarayoni reaktsiyaga muvofiq davom etadi: + + CO + NH 3 ⇄ + - DH (2)
CO bilan bir vaqtning o'zida CO 2 tenglamaga muvofiq so'riladi:
2 NH 3 + H 2 O + CO 2 ⇄ (NH 4) 2 CO 3 - DH 1 (3)
Metanatsiya. Yangi faol nikel katalizatorini ishlab chiqish bilan bog'liq holda, kompleks yuvish operatsiyasini 250-350 ° S darajasida ammiak sintezi katalizatori uchun inert bo'lgan uglerod oksidi qoldig'ini metanga aylantirishning oddiy jarayoni bilan almashtirish mumkin (2.3 reaktsiya):
CO + 3H 2 ⇄ CH 4 + H 2 O (2.3)
Shunday qilib, yanada faol katalizatorning rivojlanishi jarayon oqimini sezilarli darajada soddalashtirish va ammiak ishlab chiqarish samaradorligini oshirishga imkon berdi.