Как наладить производство аммиака: Описание процесса и схема
В настоящий момент азотная промышленность является одной из самых ведущих отраслей.
Использование аммиака распространяется в основном на холодильное оборудование (холодильный агент, R17), медикаменты ( нашатырь, раствор аммиака), сельское хозяйство ( разные удобрения).
Но основное внимание в большей степени уделяется изготовлению азотных удобрений, т.е. их основам, в число который входит аммиак. Каждый день на него растет спрос. За последние 20 лет он составил в районе 20%.
Но в самую первую очередь, производства аммиак отличается своими высокими показателями энергоемкости. И если вы решите подзаработать денег, то вам стоит превратить производство аммиака в доходный бизнес. А если вы не знаете всех деталей, то в этой статье будет вам предложена схема и описание подобного производственного процесса.
Информация
История производства аммиака сводится к одному – постоянная борьба за понижение применяемой энергии (тепловой, электрической, механической). Синтез аммиака складывается в следующую формулу: N2+3H2=2NH3+Q.
Реакция обратимая, экзотермическая, с дальнейшим уменьшением объема.
Так как в данном случае реакция является экзотермической, понижений температурных показателей позволит сместить равновесие к образованию аммиака, но все-таки скорость самой реакции будет существенно снижаться.
Изготовление аммиака должно происходить только при очень высоких температурах. Синтез должен проходить при температуре 500 градусов по Цельсию. Повышение температурных показателей будет приводить к обратной реакции.
Давление от 16 до 100Мпа поможет противостоять воздействию температуры (очень низкое давление – от 11 до 15 Мпа, при среднем давлении от 26 до 30Мпа, высокое давление – выше 50МПа).
В данном случае лучшее всего среднее давление.
Катализатором послужит губчатое железо с добавлением калия, кремния, кальция, и оксида алюминия.
Вредные примеси, такие как вода, сероводород и оксид углерода будут отрицательно влиять на скорость реакции, отравляя при этом катализатор и значительно снижая его активные показатели и общий срок эксплуатации.
Отсюда следует, что сероводородная смесь в обязательном порядке должна проходить максимальную очистку. Но и после процесса очистки, аммиак лишь частично превращается в данную смесь. Исходя из этого, ту долю аммиака, которая остается непрореагировавшей, снова отправляют в реактор.
Каким же образом изготавливается аммиак
Производство аммиака в промышленности идет в крупных объемах. И все потому, что это может быть прибыльным делом. В этой части статьи необходимо рассказать о том, как должно вестись производство этого вещества.
- Подготовленную смесь, состоящую из трех основных частей – одной азота и водорода отправляют в трубопровод.
- Далее, эта смесь пройдет полностью через весь турбокомпрессор, сживаясь при этом до нужного давления и подается в колонну синтеза с катализатором. Данный процесс является максимально экзотермическим. Выделяемым теплом происходит нагрев азотоводородной смеси.
- Из колонны выделяется в районе 25% аммиака, а также непрореагировавший водород с азотом. Весь получившийся состав направляется в специальный холодильник для остывания смеси. Под определенным давлением аммиак переходит в жидкое состояние.
- Далее, работу начинает производить сепаратор. Его основной задачей является отделение аммиака в специальный сборник, находящийся в нижней части и ту непрореагировавшую смесь, которая будет возвращаться при помощи циркулярного насоса снова в колонну. С помощью данной циркуляции азотоводородная смесь будет использоваться на 96%.
- По аммиакопроводу жидкий аммиак направляется на специальный склад.
Все оборудование, которые применяется для производства аммиака, имеет максимальную герметичность. Это полностью исключает утечку. Применяется только энергия, которая происходит внутри самой экзотермической реакции. Схема малоотходная и замкнутая. Все расходы снижены из-за непрерывного и полностью автоматизированного процесса.
Изготовление аммиака, конечно же, сильно влияет на внешнюю среду. Невозможно избежать и выбросов, которые включают в себя не только аммиак, но и оксиды азота, углерода и т.д. также происходит выделение низкопотенциальной теплоты. После промывки системы охлаждения и реактора вся вода сбрасывается.
Исходя из этого, при изготовлении аммиака обязательно нужно включать каталитическую очистку с присутствием газа – восстановителя. Понизить число сточных вод можно, заменив поршневые компрессоры на турбокомпрессоры. Низкопотенциальная теплота утилизируется при помощи ввода высокопотенциальной высоты.
Но все же, это сможет значительно увеличить загрязнение дымовыми газами.
Энерготехнологическая схема, которая включает в себя парогазовый цикл с применением продуктов сгорания топлива и общего тепла пара, может одновременно повышать эффективность производства и снижать число выбросов в окружающую среду.
Обратите внимание на статью сайта: Как заработать деньги на производстве туалетной бумаги
В заключение
Производство аммиака — это выгодный бизнес. И все потому, что его значение в нашем мире является важным. Для того, чтобы этот бизнес приносил вам доход, нужно узнать еще несколько нюансов и зарегистрировать свою деятельность. В этой статье мы просто расписали все нюансы производства этого вещества. Поэтому каждому бизнесмену, решившему заняться такой деятельностью важно их помнить.
(2 votes, average: 5,00 5)
Загрузка…
Источник: http://www.rabota-biznes.com/vse-tonkosti-proizvodstva-ammiaka.html
Keemiatehnoloogia. Ammoniaak – содержание
На данном сайте размещены следующие учебные объекты:
-
“Технологическая схема производства аммиака”
-
„Технологическая схема синтеза аммиака”
-
„Технологическая схема очистки синтез-газа при производстве аммиака”
Целевая группа:
-
учащиеся специальностей «Оператор технологических процессов», «Промышленные технологии» стационарной и заочной форм обучения
-
студенты ВУЗов, изучающие основы химической технологии
-
все, кого интересуют вопросы химической технологии
Авторы:
Aнтонина Згуро, Tallinna Tehnikaülikooli Virumaa Kolledž
Денис Рыжов, Ida-Virumaa Kutsehariduskeskus
Учебные объекты созданы в рамках программы VANKeR.
See teos on litsentseeritud Creative Commonsi Autorile viitamine + Mitteäriline eesmärk + Jagamine samadel tingimustel 3.0 Jurisdiktsiooniga sidumata litsentsiga.
Õpiobjektidest
See teos on litsentseeritud Creative Commonsi Autorile viitamine + Mitteäriline eesmärk + Jagamine samadel tingimustel 3.0 Jurisdiktsiooniga sidumata litsentsiga.
Аммиак
С
войства аммиака
Химическая формула аммиака
NH3.
|
Аммиак при нормальной температуре и атмосферном давлении представляет собой бесцветный газ с резким и сильным характерным запахом. Газообразный аммиак под атмосферном давлении сжижается при температуре минус 33,1ºС. |
Жидкий аммиак – бесцветная подвижная жидкость. При испарении жидкого аммиака он поглощает много тепла (теплота испарения 23,37 кДж/моль), поэтому его используют в холодильниках. При температуре минус 77,7ºС жидкий аммиак превращается в белые кристаллы.
Газообразный аммиак очень хорошо растворяется в воде. При 20°C в одном объёме воды растворяется 700 объёмов аммиака. Так получают аммиачную воду.
Аммиак почти наполовину легче воздуха. Плотность газообразного аммиакапри 0°С и 101,3 кН/м2 (760 мм рт. ст.) 0,7714 кг/м3.
Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Он очень токсичен для организма, поэтому большая часть аммиака превращается печенью в менее токсичное соединение – мочевину, которая затем выводится почками.
Химически аммиак очень активен. Он легко вступает в реакцию с кислотами, образуя соли аммония. Аммиак реагирует со многими неорганическими и органическими соединениями с образованием комплексных соединений. В присутствии катализаторов аммиак взаимодействует с кислородом, образуя оксид азота (II). На этом свойстве основан способ получения азотной кислоты.
Требованияк качеству аммиака
Жидкий аммиак должен изготовляться в соответствии с требованиями стандарта.
|
Показатель |
Для производства удобрений |
Высокочистый продукт для использования в качестве хладагента и для создания защитных атмосфер |
||||
|
США |
Германия |
Россия |
США |
Германия |
Россия |
|
|
NH3, %, не менее |
99,5 |
99,5 |
99,6 |
99,98 |
99,98 |
99,9 |
|
влаги, %, не более |
0,5 |
0,2 |
0,4 |
0,015 |
0,02 |
0,1 |
Применение
Аммиак относится к числу важнейших продуктов химической промышленности. Из аммиака получают все остальные соединения азота. Широкое применение аммиака основано на таких его особенностях, как многотоннажное производство и способность реагировать с другими веществами, разветвляя «дерево» соединений азота промышленного назначения.
Большая часть аммиака применяется в промышленности в качестве сырья для производства азотной кислоты, азотных и сложных минеральных удобрений, взрывчатых веществ, красителей и полимеров, соды (по аммиачному методу) и других продуктов химической промышленности.
Также используют такое свойство, как легкое превращение аммиака в жидкость при повышенном давлении. Испарение жидкого аммиака при понижении давления сопровождается сильным охлаждением окружающих предметов. Используется это свойство в холодильных установках. В холодильной технике аммиак используется в качестве холодильного агента под маркой R717.
Жидкий аммиак применяют в качестве растворителя и при создании защитных сред (атмосфер).
В медицине 10% раствор аммиака, чаще называемый нашатырным спиртом, применяется при обморочных состояниях (для возбуждения дыхания).
В 2010 году мировой потенциал по выпуску аммиака достиг 194 млн. т, в 2011 году прогнозируется 200 млн. т. К настоящему моменту производства аммиака имеются примерно в 60 государствах.
До 60-70-х годов 20 века основной объем выпуска аммиака приходился на страны Европы и Северной Америки, однако затем производство переместилось в богатые газом районы Ближнего Востока и Карибского бассейна.
В последнее время в лидеры по производству аммиака вышли Китай и Индия, а также Индонезия, Пакистан.
Производство
Производство аммиака
|
Современный промышленный способ синтеза аммиака был разработан в начале 20 века. Немецкий химик Фриц Габер разработал теоретические основы синтеза аммиака (в 1918 году Нобелевская премия по химии за эту работу), а Карл Бош создал промышленный способ производства (в 1931 году Нобелевская премия по химии за развитие методов высокого давления в химии). |
|
Первый завод синтеза аммиака запустили в 1913 году в Германии. Процесс Габера- Боша стал важной вехой в промышленной химии, поскольку он сделал производство азотных удобрений, взрывчатых веществ и других азотных соединений независимым от природных месторождений. Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота: N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г) ; ΔH = -55,6 кДж Процесс протекает при высоких температурах и высоком давлении в присутствии катализатора. Важным свойством процесса Габера является его безотходность.
Поэтому образовавшуюся смесь охлаждают до конденсации аммиака, жидкий аммиак отделяют сепарацией, а оставшуюся смесь водорода и азота направляют на рециркуляцию – вновь нагревают и пропускают через катализатор. Таким образом, в процессе Габера теоретический выход в реакции синтеза аммиака составляет 100%. Технологические схемы синтеза аммиака подразделяют на: · схемы низкого давления (100 – 200 атм) · схемы среднего давления (200 – 350 атм) · схемы высокого давления (500 атм. – 1000 атм). Наиболее распространены схемы среднего давления. Принципиальное различие схем состоит в сепарации (выделении) аммиака. При низком и среднем давлении нужно двухступенчатое охлаждение (холодной водой и жидким аммиаком). При высоком давлении достаточно водяного охлаждения. |
Технологическая схема производства аммиака
Õpiobjekt “Ammoniaagi tootmise tehnoloogiline skeem”
Õppekava: Keemia ja protsessitehnoloogia riiklik õppekava
Moodul: Keemiatehnoloogia
Õpiobjektis käsitletavad teemad:
Ammoniaagi tootmise tehnoloogiline skeemAmmoniaagi tootmise protsessi peaseadmete ehitus
Pädevused:
Õppija tunneb ammoniaagi tootmise protsessi põhimõisteid;
Õppija oskab lugeda ammoniaagi tootmise protsessi tehnoloogilisi skeeme;Õppija oskab loetleda ammoniaagi tootmise protsessi põhinäitajaid ja teha lihtsaid seadmete eskiise.
Materjali koostajad:
Antonina Zguro, Tallinna Tehnikaülikooli Virumaa Kolledž
Deniss Rõžov, Ida-Virumaa Kutsehariduskeskus
Õppematerjaalid on loodud programmi “VANKeR” raames.
See teos on litsentseeritud Creative Commonsi Autorile viitamine + Mitteäriline eesmärk + Jagamine samadel tingimustel 3.0 Jurisdiktsiooniga sidumata litsentsiga.
Введение
Название объекта: “Технологическая схема производства аммиака”
“Ammoniaagi tootmise tehnoloogiline skeem”
Цель: изучить теоретические основы и принципиальную схему производства аммиака из природного газа
Целевая группа:
· – учащиеся специальностей «Оператор технологических процессов»,
«Промышленные технологии» стационарной и заочной форм обучения
· – студенты ВУЗов, изучающие основы химической технологии
· – все, кого интересуют вопросы химической технологии
Предварительные знания
Для успешного освоения учебного объекта необходимы знания химии в объеме гимназии, элементарные навыки владения компьютером
Краткое описание объекта
Объект содержит блок-схему и технологическую схему производства аммиака из природного газа, их описание, устройство основных аппаратов, а также вопросы для самопроверки.
Результат обучения
После изучения учебного объекта учащийся
будет знать:
· основную терминологию, относящуюся к производству аммиака;
· основные стадии процесса производства аммиака из природного газа и их особенности;
· химические реакции, лежащие в основе каждой стадии;
· параметры технологического режима каждой стадии;
· устройство основных аппаратов;
уметь:
· написать химические реакции, лежащие в основе процесса получения синтез-газа и аммиака;
· анализировать технологические параметры процесса;
· нарисовать блок-схему производства аммиака из природного газа;
· обозначить на блок-схеме основные материальные и энергетические потоки;
· объяснить по технологической схеме, как осуществляется процесс получения ситез-газа и аммиака;
· объяснить устройство основных аппаратов.
Учебная деятельность:
Изучение химизма, блок-схемы, технологии производства аммиака, устройства основных аппаратов. Проверка усвоения материала осуществляется с помощью тестов для самопроверки.
Химико-технологическая схема
Открыть в новом окне
Описание химико-технологической схемы производства аммиака из природного газа
Природный газ под давлением 25-30 атм нагревается до 400°С топочными газами в подогревателе, расположенном в трубчатой печи, и поступает на очистку от серы.
Газ, очищенный от сернистых соединений, смешивается с водяным паром до соотношения пар : газ = 3,5 : 1 .
Полученная парогазовая смесь с температурой 400°С поступает в реакционные трубы трубчатой печи (установки первичного риформинга), где на никелевом катализаторе при температуре 750-800°С происходит конверсия метана по реакции:
CH4 + H2O ↔ 3H2 + CO; ∆H
Источник: http://www.e-ope.ee/_download/euni_repository/file/2087/ammoniaak.zip/ammoniaak/content/content.htm
