Ўрта босимда ишлайдиган бундай қурилмалар Ўзбекистон Республикасида бир қатор корхоналарда кенг тарқалгандир. (29.1-расм).
Янги азот-водородни аралашма компрессор (10) дан 70-320 атм. босимда ёғ ажратги (5) га келиб, ундан дастлабки катализ минораси (9) га боради. Дастлабки катализ минораси (9) да азот-водород аралашмаси таркибидаги қолдиқ кислород углерод монооксиди, углерод диоксиди каталитик усул билан хром-никел катализаторида 200-250 0С ёки аммиак синтезида ишлатилган темир катализаторида 400 0С ҳароратда юқоридаги 28,20; 28,21 ва 28,22 даги гидридлаш реакциялари орқали метан гази ва сув буғлари ҳосил қилиб тозаланади.
Дастлабки катализ (9) минорасидан чиққан азот-водород аралашмаси кейинчалик сувли совитгич (2) га юборилади. У ерда сув буғлари суюқликка ўтказилади ва у сув ажратгич (8) да газ аралашмасидан ажратилади. Кислородли бирикмалардан тозаланган азот-водород аралашмаси қурилмада айланиб юрган азот-водород аралашмаси билан аммиакли буғлатгич (7) га кириш олдидан аралаштирилади.
Буғлатгич (7) да газ аралашмаси - 5 0С гача бғлатгич (7) нинг қувирлараро оралиғида суюқдан буғ ҳолига ўтаётган аммиак билан совутилади.
Бу ерда газ аралашмасидаги аммиак конденсатциаланади.Сўнгра газ аралашмаси конденсатцион минора (6) нинг пастки қисмига берилади; у ерда газ аралашмасидан суюқ аммиак ажратилади. Газ аралашмаси конденсатцион минора (6) нинг сепаратор қисмидан ўтгач, бу миноранинг иссиклик алмашгичли қисми қувирли қисмига киради, бунга қарама - қарши бўлиб, тепадан қувирлараро оралиқдан ўтиб, буғлатгич (7) га келаётган газ аралашмсини совутади.
Конденсатция минораси (6) нинг тепа қисмида чиқиб кетаётган таркибида 2: 3 % аммиак бўлган бу циркляцион газ аралашмаси Қ 7 0С гача исиб, аммиак синтези минораси (1) га юборилади.
Бу циркляцион газ аралашмасининг асосий қисми аммиак синтези минораси (1) нинг катализатор қутиси ва минора корпусининг ички девори орасидаги айланма бўшлиқ орқали, кейинчалик эса, миноранинг пастги қисмида жойлашган иссиқлик алмашгичининг ташқи девори ва минора корпуси ички девори оралиғидаги айланма бўшлиқ орқали ўтади. Сўнгра циркляцион газ аралашмаси иссиқлик алмашгични қувурлараро оралиғига киради ва синтез минораси (1) нинг пастки қисмидан берилаётган Қ7% даги циркуляцион газ аралашмаси (байпас гази) билан аралашиб, катализатор қисмининг марказий қувури орқали тепага кўтарилиб, Фильде қувурлари ичида қисмига киради. Шундан сўнг газ аралашмаси ички ва ташқи Фильде қувурлари оралиғида пастдан юқорига кўтарилиб сўнг катализатор қисмига юборилади. У ерда азот ва водород 450 0С дан 70-320 атм. босимда реакцияга киришиб, аммиак ҳосил қилади. Катализатор қисмидан чиқаётган азот - водород - аммиакли газ аралашмаси таркибида 14-16 % аммиак бор бўлим синтез минорасининг иссиқлик - алмашгичлик қисмининг қувурли қисмига кириб, ўз иссиқлигини пастдан қувурлараро оралиқдан келаётган азот водород аралашмасига бериб, совуб, 1800С-2000С атрофида синтез минорасининг пастки қисмидан чиқиб кетади. Сўнгра бу газ аралашмаси конденсатор (12) га юборилиб у ерда сув билан +35 0С гача совутилади ва бунинг натижасида газ қолдиғи аммиакнинг бир қисми конденсатланиб, суюқликка ўтади. Бу газ - суюқлик аралашмаси сепаратор (3) га юборилиб, аммиак синтези минорасида ҳосил бўлган аммиакнинг 60 % часи газдан ажратиб олиниб, омборхонага - танк (қалин деворли пўлатдан ясалган катта ҳажмдаги суюқ аммиак сақлагич) ларга юборилади. Натижада (яъни ҳажм торайиши билан кетадиган синтетик амиак ҳосил бўлиш реакцияси содир бўлиши ва бир қисм аммиакли суюқ ҳолда циркляцион системадан омборхонага чиқазиб юборилиши) умумий газ аралашмасининг босими 280-275 атм. босимгача пасаяди. Шунинг учун, бу газ аралашмасини босимини яна 70-320 атм. га еткзиш мақсадида сепаратор (3) чиқараётган циркуляцион газ аралашмаси мойланиб турадиган поршенли циркуляция компрессори (4) га юборилади. У ердан газ аралашмаси мат ажратгич (5) га, кейинчалик эса конденсация минораси (6) нинг қувурли оралиғига юборилади. Бу миқдордан чиққач циркуляция гази аралашмаси газига яъни азот - водород аралашмаси қўшилади ва цикл бошқатдан қайтарилади.
Янги газ аралашмасининг циркуляция газ аралашмасига қўшиш жойи қуйидаги мулоҳазаларни эътиборга олган ҳолда амалга оширилади. Агарда азот - водород аралашмаси юқори тозаликка эга бўлиб, яъни унинг таркибида намлик, инерт газлар ва заҳарли газлар аралашмалари йўқ бўлса, яъни циркуляцион газ аралашмаси суюқ азотда ювулиб, тозаланган бўлса янги газ аралашмасини синтез минорасининг бевосита пастки қисмига берилади. Агарда циркуляция газ аралашмаси таркибида юқоридаги аралашмалар бор бўлса, яъни газ аралашмаси мисаммиакли усул билан тозаланган бўлса, янги азот-водород гази аралашмаси азотда бирламчи ва иккиламчи аммиакли конденсациялаш аппаратлари оралиғига юбориш мумкиндир. Суюқ аммиак биринчи сеператор (3) ва конденсация минорасидан (6) кейин суюқ аммиак омборхонага юборилади. Буғлатгич (7) ҳосил бўлаётган аммиак буғлари сепараторга юборилиб у ердан суюқланган ҳолга ўтказадиган совутиш қурилмасига ёки аммиакни хом ашё сифатида ишлатадиган цеҳларга аммониий селитраси, аммоний Сульфати, ...) юборилади.
Циркуляция гази таркибидан аммиак ажратиб олинаверган сарф, уни таркибида аксинча, инерт газ (аргон, крептон, гелий ва ҳакозолар) миқдори олиб келади. Бу эса умумий фойдали босими улушини камайтиради, бу эса аксинча энергия сарфини ва аммиак таннархини оширади. Шунинг учун, бир қисм циркуляция гази доимий равишда баланд мўри орқали атмосфера ҳавосига ташлаб юборилади - масалан мой алмаштиргич (11) дан сўнг юборилади.
Ammiak sintezi jarayonining fizik – kimyoviy asoslari.
Tayanch so‘zlar: Xossasi, katalizator, promotor, aktivator, komponent, zaxarlanish, sintez, separator, kolonna, xarorat.
Аммиак - NH3, молекуляр оғирлиги - 17,у.б. тенг, нормал шароитда рангсиз, ўткир буғувчан ҳидли ва аччиқ таъмли, кўз қорачиғига яллиғланувчан таъсир этувчи газдир. Унинг физик хоссалари: суюқ аммиакни Тқайнаш=237,6 К., Тэриш =195,2 К; Ткритик = 405,4 К; Ркритик = 10,7878 МПа; Vмол.ҳажм=22,081 л (273 К ва 0,1013 МПа босимда); зичлик = 0,77 г/см3 (273 К ва 0,1013 МПа). Суюқ аммиакни буғланиш иссиқлиги (ҳарорат ошиши билан камаяди). 223=415 кж/кг; 273=1260 кж/кг; 323 =1056 кж/кг.
1 л сувда 750 л аммиак эрийди. Оддий шароитда аммиак жуда турғун бўлиб 1400 К ва ундан юқорида сезиларли даражада аммиак парчаланади:
2NH3 = N2 + 3H2 - Q (7.1.)
Бу парчаланиш катализатор иштирокида 570 К ҳам бориши мумкин. аммиакни реакцияга киришиш қобилияти анча катта бўлиб, у бирикиши, алмашиниши ва оксидланиши мумкиндир:
4NH3 +5О2 = 4NО + 6H2О + Q (7.2.)
NH3 + HNО3 = NH4NO3 +Q (7.3.)
|
