CHƯƠNG III CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP AMONIAC

Ở nhiệt độ thường amoniac là khí không màu, có mùi mạnh gây ngạt thở. Amoniac dễ hoà tan trong nước, ở nhiệt độ và áp suất thường 1 lít nước hoà tan được khoảng 750 lít khí amoniac.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG III CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP AMONIAC 26 CHÆÅNG III CÄNG NGHÃÛ TÄØNG HÅÜP AMONIAC I. Khaïi niãûm chung: - ÅÍ nhiãût âäü thæåìng amoniac laì khê khäng maìu, coï muìi maûnh gáy ngaût thåí. Amoniac dãù hoaì tan trong næåïc, åí nhiãût âäü vaì aïp suáút thæåìng 1 lêt næåïc hoaì tan âæåüc khoaíng 750 lêt khê amoniac. - Amoniac bãön åí nhiãût âäü thæåìng, coï khaí nàng phaín æïng maûnh åí nhiãût âäü cao, âàûc biãût khi coï xuïc taïc seî bë oxy hoaï taûo thaình NO. 2NH3 ⎯>1200⎯→ 3H2 + N2 ⎯⎯ 0 C 4NH3 + 5O2 ⎯Pt − Rh ( 750 −850⎯→ 4NO + 6H2O (âiãöu chãú HNO3) ⎯⎯⎯⎯ C 0 - Häùn håüp amoniac trong khäng khê åí mäüt näöng âäü vaì nhiãût âäü nháút âënh coï thãø gáy näø (giåïi haûn näø dæåïi 16% thãø têch hoàûc 111.2 g/l) - Amoniac duìng âãø saín xuáút phán âaûm, acid HNO3, xä âa vaì cháút laìm laûnh. Amoniac coï 2 loaûi: loaûi 1 duìng cho maïy laûnh; loaûi 2 duìng laìm nguyãn liãûu trong cäng nghiãûp hoaï cháút. - Amoniac âæåüc täøng håüp theo phaín æïng sau: 3H2 + N2 ⎯Fe → 2NH3 + Q (phaín æïng toaí nhiãût vaì giaím thãø têch) ⎯ II. Âiãöu chãú häùn håüp khê nitå-hydro âãø täøng håüp amoniac: Âiãöu chãú nguyãn liãûu täøng håüp amoniac tæì khê thiãn nhiãn (chuí yãúu laì khê CH4). Quaï trçnh chuyãøn hoaï khê thiãn nhoiãn qua hai giai âoaûn: - Âiãöu chãú khê täøng håüp - Laìm saûch khê täøng håüp 1/ Âiãöu chãú khê täøng håüp: Khê thiãn nhiãn âæåüc chuyãøn hoaï bàòng håi næåïc hoàûc oxy theo phaín æïng: CH4 + H2O ↔ CO + 3H2 - Q (1) 2CH4 + O2 ↔ 2 CO + 4H2 + Q (2) CO + H2O ↔ CO2 + H2 - Q (3) Phaín æïng (1)(3) laì caïc phaín æïng thu nhiãût, phaín æïng chè coï hiãûu quaí khi nhiãût âäü låïn hån 1350oC. ÅÍ nhiãût âäü naìy ráút khoï duy trç, do âoï, phaíi duìng xuïc taïc vaì dæ håi næåïc. Báy giåì xeït læu trçnh chuyãøn hoaï khê thiãn nhiãn bàòng håi næåïc våïi xuïc taïc Ni. (Hçnh 3.1. Så âäö cäng nghãû chuyãøn hoaï metan bàòng håi næåïc coï xuïc taïc) - Khê thiãn nhiãn âæa vaìo thiãút bë trao âäøi nhiãût (1), náng nhiãût âäü lãn 380-400oC. sau âoï sang thiãút bë laìm saûch khê så bäü (2), duìng ZnO âãø háúp phuû håüp cháút læu huyình (H2S, caïc håüp cháút hæîu cå chæïa S) âãø chuïng khoíi laìm nhiãùm âäüc xuïc taïc (ra khoíi thaïp caïc håüp cháút naìy phaíi < 2÷3mg/m3). - Håi næåïc duìng âãø chuyãøn hoaï cuîng âæåüc gia nhiãût åí thaïp (3) våïi nhiãût âäü 380- o 400 C. Sau âoï âæåüc hoaì vaìo khê våïi häùn håüp khê-håi åí tyí lãû 1/2.5 (thãø têch). Häùn håüp khê håi vaìo loì äúng (4), taûi âáy khê âi trong äúng coï âæûng xuïc taïc Ni, sæû chuyãøn hoaï xaíy ra theo 27 phaín æïng (1). Âáy laì phaín æïng thu nhiãût nãn âãø cung chap nhiãût cho phaín æïng, ngæåìi ta âäút khê åí ngoaìi äúng. Taûi âáy, häùn håüp khê-håi âæåüc chuyãøn hoaï âãún 75% mãtan vaì nhiãût âäü âaût âãún 700-750oC. ÅÍ laì ra, häùn håüp khê âi vaìo thaïp chuyãøn hoaï mãtan thæï 2 (5) âãø tiãúp tuûc chuyãøn hoaï mãtan coìn laûi. ÅÍ taïp naìy, ngæåìi ta cho thãm khäng khê vaìo âãø nhàòm muûc âêch âæa N2 vaìo häùn håüp. Læåüng khäng khê cho vaìo âaím baío tyí lãû: H2/N2 = 3/1 (tè lãû cáön thiãút âãø täøng håüp NH3). Oxy trong khäng khê oxy hoaï mãtan theo phaín æïng (2) åí trãn thaïp, phaín æïng naìy toaí nhiãût laìm tàng nhiãût âäü cuía häùn håüp khê lãn 950-1000oC. Do âoï, åí cuäúi thaïp tiãúp tuûc phaín æïng thu nhiãût (1) vaì mäüt pháön phaín æïng (3). - ÅÍ thiãút bë (5) ra häùn håüp âi vaìo näöi håi thu häöi (6), âæåüc laìm laûnh xuäúng nhiãût âäü khoaíng 400oC. Âãø âiãöu chènh quaï trçnh âæåüc chênh xaïc mäüt pháön khê âæåüc âæa vaìo thaïp tàng áøm (7) maì khäng qua näöi håi. Thaïp naìy âæåüc phun næåïc âãø haû nhiãût âäü häùn håüp khê, âäöng thåìi laìm häùn håüp baîo hoaì håi næåïc. Læåüng næåïc phun phaíi laìm sao cho khê âaût nhiãût âäü 380-400oC laì nhiãût âäü cáön thiãút âãø chuyãøn hoaï CO theo phaín æïng (3). - Træåïc khi vaìo thiãút bë chuyãøn hoaï CO häùn håüp khê qua thiãút bë träün (8). Taûi âáy, ngæåìi ta bäø sung håi næåïc våïi tè lãû håi/khê = 0.35/1. - Thiãút bë (9) gäöm 2 táöng xuïc taïc FE-Cr thæûc hiãûn chuyãøn hoaï hai cáúp. Láön âáöu thæûc hiãûn åí nhiãût âäü 400oC, phaín æïng toaí nhiãût tàng nhiãût âäü häùn håüp khê lãn 500oC. Træåïc khi vaìo låïp xuïc taïc tiãúp theo häùn håüp khê qua låïp âãûm âæåüc tæåïi næåïc træûc tiãúp âãø haû n ...