386 Раздел второй. Промышлепные химико-технологические процессы

		"'>-<	,..,
			:r:
		<=:	"-'
		-	>-<
		:s:	:s:
		u	u
		о	"':r:
		:r:
	.А о		"'
	u	а
2	~~		~

u~

Вода на питание котлов

Рис. 13.12. Схема установки каталитического гидрирования:

!, 2 - теплообменники; З- мстанатор; 4, 5 - подогреватели воды; 6- воздушный холодильник; 7 - влагаотделитель

Гидрирование осуществляют на никельалюминиевом катали­

заторс при 250-350 ОС. В этих условиях реакции необратимы и идут до конца с выделением большого количества теплоты. Катализатор

выпускают в виде таблеток размером от 4-5 до 8-10 мм.

В установке каталитического гидрирования (метанирования) (рис. 13.12) газ под давлением 2, 7-2,8 М Па нагревается в теплооб­ менниках 1 и 2 до 300 ОС парагазовой смесью и подается сверху в реактор метанирования 3. Это вертикальный цилиндрический

сосуд диаметром 3,8 м и высотой 7,6 м, в котором размещают до

40 м3 катализатора. Очищенная азотоводародная смесь нагревает­ ся теnлотой реакции гидрирования до 350 ОС, отдает свою теплоту,

проходя последовательно подогреватель воды высокого 4 и низ­

кого 5 давления и воздушный холодильник 6. Затем газовую смесь

направляют во влагаотделитель 7 для удаления воды, сконденси­ ровавшейся при охлаждении. При температуре 35 ОС азотоводо­

родная смесь поступает на сжатие в компрессор высокого давле­

ния и далее на синтез аммиака.

Процесс метанирования отличается простотой, легкостью уп­

равления, хорошо сочетается со схемой синтеза аммиака.

§ 13.5. Синтез аммиака

Аммиак - ключсвой продукт различных азотсодержащих ве­ ществ, применяемых в промышленности и сельском хозяйстве; на

нем полностью базируется азотно-туковая отрасль (рис. 13.13).

Глава 13. Техпологuя связанного азота

387

Состав аммиака был установлен К. Берталле в 1784 г. Аммиак N Н 3 - основание, умеренно сильный восстановительный агент

и эффективный комплексообразователь по отношению к катио­ нам , обладаюшим вакантными связываюшими орбиталями .

Физико-химические основы процесса. Синтез аммиака из эле­

ментов осушествляется по уравнению реакции

1/2 N2 + 3/2 Н2 р NH 3 t-.H< О.

Реакция обратимая, экзотермическая, характеризуется большим отрицательным энтальпийным эффектом (t-.Hm = -91,96 кДж/моль)

и при высоких температурах становится еще более экзотерми­

ческой (t-.H725 = - 112,86 кДж/моль). Согласно принципу Ле Шате­

лье при нагревании равновесие смещается влево, в сторону умень­

шения выхода аммиака. Изменение энтропии в данном случае тоже отрицательно [t-.Sm = - 198, 13 кДж/(моль · K)j и не благо­

приятствует протеканию реакции . При отрицательном значе­

нии t-.S повышение температуры уменьшает вероятность протека­ ния реакции, так как t-.S определяет характер зависимости t-.G от

температуры

(	дt-.G)	= -t-.S = t-.G- t-.H	.
	дТ р	Т

Полимерные материалы

Минеральные удобрения

Рис. 13.13. Продукты , получаемые из аммиака, и области его применения

388 Раздел второй. Промышлепные XUJ'v/UKO-mexнoлoгuчecкue процессы

Таблица 13.1. Константа равновесия реакции синтеза аммиака

Темпера-			Давление,	мпа
тура, ос	0,98	4,9	9,8	29,4	58,8	98.1
200	0,64880	0,69780	О,73680	0,91200	2,49300	10,35000
300	0,06238	0,06654	0,06966	0,08667	О, 17330	0,51340
400	0,01282	0,01310	0,01379	0,01717	0,02761	0,06035
500	0,00378	0,00384	0,00409	0,00501	0,00646	0,00978
600	0,00152	0,00146	0,00153	0,00190	0,00200	0,00206
700	0,00071	0,00066	0,00070	0,00087	0,00085	0,00052

Реакция синтеза аммиака протекает с уменьшением объема.

Основываясь на принципе Ле Шателье, можно сделать вывод, что

в условиях равновесия содержание аммиака в смеси будет больше

при высоком давлении, чем при низком.

Использование константы равновесия позволяет количествен­

но оценить степень предсказываемых изменений. Для реакции

синтеза константа равновесия

(13.1)

рассчитана по равновесным данным, определенным эксперимен­

тально. Зависимость константы равновесия от температуры и дав­ ления показана в табл. 13.1.

Зная числовые значения константы равновесия, можно вычис­ лить равновесную концентрацию аммиака при любых температурах и давлениях. В равновесной смеси, согласно уравнению реакции,

будет находиться 1l2 (1 - хе) моль N 2 , 3l2 (1 - хе)	моль Н2 и хе
моль NH 3• Всего в равновесной смеси будет находиться моль
Парциальные давления отдельных компонентов смеси:
РNн3	-	Хе
	- -	-- р,
	2	- хе

где р - общее давление равновесной смеси.

После подстановки значений парциальных давлений в уравне­ ние (13.1) получим

Глава 13. Техиологuя связштого азота

389

( 13.2)

Решив уравнение (13.2) относительно Х0, получим расчетное

уравнение для определения равновесной концентрации аммиака

при различных температурах и давлениях:

( 13.3)

Итак, качественная и количественная оценки условий термо­

динамического равновесия позволяют сделать вывод,что макси­

мального выхода аммиака можно достичь, проводя процесс nри

высоком давлении и низких темnературах. Однако даже при очень высоких темnературах (выше 1000 ОС) nроцесс синтеза в гомоген­ ной газовой фазе nрактически неосуществим.

Синтез аммиака протекает с заметной скоростью только в nри­ сутствии катализатора, причем катализаторами данной реакции служат твердые вешества. Гетерагенно-каталитический nроцесс синтеза аммиака имеет сложный механизм , который может быть

оnисан следующими стадиями:

1) диффузия молекул азота и водорода к nоверхности катали­

затора;

2) хемосорбция молекул реагентов (адсорбатов) на nоверхнос­

ти катализатора;

3)nоверхностная химическая реакция с образованием неустой­

чивых nромежуточных комплексов и взаимодействие между ними;

4)десорбция продукта;

5)диффузия продукта реакции (аммиака) от nоверхности ка­

тализатора в газовую фазу.

Исследование кинетики и механизма реакции синтеза nозво­

лило сделать вывод, что лимитирующей стадией nроцесса являет­

ся хемосорбция азота. Этот вывод дает возможность описать меха­

низм синтеза аммиака сокращенной схемой:

N2 + ZP ZN 2

ZN 2 +3H 2 р 2NH3 +Z

N 2 +3H 2p 2NH 3 ,

390 Раздел второй. Про.мышленные хи.мико-технологические процессы

где Z - свободный центр поверхности катализатора; ZN 2 - хемо­ сорбированная частица (адсорбат).

Скорость обратимой реакции получения аммиака из элемен­ тов на большинстве известных катализаторов описывается уравне­

нием Темкина-Пыжева

_ dРNн	3		k	32	]а	k	[Р2 3 ]l-a
		_		[ Рн			Nн			(13.4)
WrNH3 - ~ -			tPN2	- 2 -	-	2	- 3 -		'
				РNн3			Рн2
где k 1 и k 2 - константы скоростей соответственно								образования

и разложения аммиака; pN 2 , Рн2, РNнз - парциальные давления

соответственно азота, водорода, аммиака; а- постоянная, удов­

летворяющая неравенству О < а < l и характеризующая степень

покрытия поверхности катализатора азотом.

При проведении процесса в интервале температур 400-500 ос

на промышленных катализаторах на основе железа величину а

принимаютравной 0,5.

Скорость реакции синтеза аммиака зависит от температуры,

давления и состава реакционной смеси. Оптимальными считают

такие значения указанных параметров, при которых скорость про­

цесса максимальна. Чтобы определить оптимальную температуру

синтеза Тт, надо продифференцировать по температуре кинети­

ческое уравнение (13.4), приравнять полученное выражение нулю

и найти Т"'. Выполнив эти действия, получим формулу

(13.5)

Из формулы (13.4) следует, что с увеличением содержания

в циркуляционном газе аммиака и уменьшением содержания азо­

товодародной смеси оптимальная температура падает.

Из уравнения Темкина-Пыжева видно, что скорость прямой

реакции синтеза пропорциональна pl·5 , а скорость обратной реак­

ции- р0•5• Отсюда очевидно, что с ростом давления наблюдаемая

скорость процесса увеличивается.

И термодинамические, и кинетические факторы свидетельству­

ют в пользу проведения процесса при высоких давлениях (увели­

чивается равновесный выход, повышается скорость синтеза). Кон­

денсация аммиака также улучшается при высоком давлении.

Вместе с тем рост давления увеличивает расход электроэнергии

на компрессию, повышает требования к машинам и аппаратам. При поиижении давления упрощается аппаратурное оформление

Глава 13. Технология связаююго азота

391

процесса, снижается расход энергии, но nри этом увеличиваются

размеры аппаратов, возрастают энергозатраты на циркуляцию газа

и выделение аммиака, повышаются требования к чистоте син­

тез-газа.

Для оnределения оптимального давления синтеза была исполь­

зована комплексная математическая модель агрегата синтеза ам­

миака. В качестве критерия оптимизации в ней приняты приве­ деиные затраты, руб./т

3= С+ ЕК/П,

где С- себестоимость аммиака, руб./т; Е- нормативный коэф­ фициент эффективности, год-1 ; К- капитальные затраты, руб.; П- производительность агрегата по аммиаку, т/год.

Расчеты показали, что nриведеиные удельные энергоматери­

альные и капитальные затраты с повышением давления уменьша­

ются. На основании проведеиного анализа определено, что для

современных схем наиболее эффективным является давление при­

близительно 30 М Па.

Поскольку присутствие инертных примесей в реакционной

смеси равносильно снижению общего давления, то с увеличением

содержания метана, аргона и гелия в смеси скорость реакции син­

теза уменьшается.

Анализируя кинетическое уравнение (13.3), видим, что ско­ рость прямой реакции обратно пропорциональна парциальному

давлению аммиака, а для обратной реакции характерна прямая

проnорциональность. Таким образом, с nовышением содержания аммиака общая скорость реакции падает. Увеличение объемной

скорости смеси приводит к уменьшению прироста содержания

аммиака и, тем самым к росту средней скорости и повышению

производительности процесса.

На рис. 13.14 приведсны зависимости содержания аммиака в

азотоводародной смеси стехиометрического состава от темпера­

туры, давления и объемной скорости для промышленного катали­ затора марки СА-1.

Реакция синтеза аммиака обратима, поэтому полного превра­

щения азота и водорода в аммиак за время их однократного nро­

хождения через аппарат не происходит. Условия равновесия про­

цесса и кинетические закономерности его протекания на железных

катализаторах обусловливают возможность превращения в аммиак только 20-40% исходной реакционной смеси. Для более nолного использования реагентов необходима их многократная циркуля­ ция через колонну синтеза. Все современные схемы синтеза амми­

ака являются циркуляционными, предусматривающими выделение

392	Раздел второй. Промышленные химико-технологические процессы
		б сNН3, % (по объему)		СNНз• % (по объему)
				в
				t=450"C
		35	р=бОМПа
25				15
20		25		10
15		15		5
10	450 500 t,·c	5	soo t,·c	о
400		400 450		10 20р,МПа

Рис. 13.14. Зависимости содержания аммиака от температуры при разных объемных скоростях и давлении р = 30 М Па (а), разныхдамениях и объем­ ной скорости 30 000 ч-1 (б), от давления при разных темnературах и объ­ емной скорости 30 000 ч-1 (в):

штриховая линия -линия оптимального содержания аммиака; штрихпунктирная

линия - линия равновесной конuентраuии аммиака

возвращение непрореагировавшей азотаводородной смеси в цикл

синтеза.

Чтобы выделить аммиак, азотаводородную смесь вместе с амми­ аком охлаждают до температуры сжижения аммиака. Достичь пол­ ной конденсации аммиака не удается; наибольшая часть его остает­ ся в азотоводародной смеси. Концентрация аммиака (объемные

доли, %) в азотоводародной смеси, содержащей инертные газы, в

состоянии насыщения при давлении 30 М Па и различных темпера-

турах приведена ниже:

t, ос····················· -20		-10	о	5	10	15	20	25
СNНз•%	1,5	2,15	3,2	4,0	4,75	5,5	6,2	7,3
	···············

Приведеиные данные показывают, что при давлении 30 М Па газ необходимо охлаждать до -5-О ОС. Для этого помимо водяного или

воздушного охлаждения азотоводародную смесь охлаждают кипя­

щим жидким аммиаком. В системах, работающих при более высо­

ком давлении (например, 60-\00 МПа), для выделения аммиака из

азотаводородной смеси можно ограничиться воздушным или водя­

ным охлаждением. Непрореагировавшая азотаводородная смесь с

остаточным аммиаком вновь возвращается на синтез аммиака.

Катализаторы синтеза аммиака. Высокую каталитическую ак­ тивность в процессе синтеза аммиака проявляют металлы Vl, Vll

и Vlll групп периодической системы. Наибольшей активностью обладают Fe, Ru, Re, Os. В промышленности нашли применение

Глава 13. Технология связанного азота

393

железные катализаторы, получаемые сплавлением оксидовжелеза с

активаторами (промоторами) и последующим восстановлением ок­ сидов железа. В качестве активаторов применяют оксиды кислотно­

го и амфотерного характера- Al 20 3, Si02, Ti02 и др., а также оксиды

щелочных и щелочно-земельных металлов- К20, Na20, СаО, MgO

и др.

Процесс восстановления катализатора можно описать суммар­

ным уравнением

Fep4 + 4Н2 ~ 3Fe + 4Н20, t-.H >О.

Катализаторы синтеза аммиака необратимо отравляются сер­

нистыми соединениями и хлором. Их концентрация в газе в сумме не должна превышать 5 · 1О-5 %.

Кислородсодержащие соединения (Н20, СО, С02) и кислород,

присутствующие в азотаводородной смеси, являются сильными

каталитическими ядами, снижающими активность катализатора

обратимо. Их отравляющее действие пропорционально содержа­ нию в них кислорода. Если в составе свежего газа имеются кисло­

родсодержащие примеси или масло, газ следует вводить в цикл

перед вторичной конденсацией для удаления вредных соединений

конденсирующимся NH 3•

Технологическое оформление процесса синтеза аммиака. Агрега­

ты синтеза аммиака в зависимости от применяемого давления мож­

но разделить на три группы: низкого ( 10,0-16,0 М Па), высокого

(80,0-100,0 МПа), среднего (20,0-50,0 МПа) давлений.

Раньше на установках низкого давления процесс проводили под давлением 10,0 МПа и при низкой температуре (400 ОС). Бла­

годаря применению активного катализатора, состоящего из комп­

лексной соли, содержащей цианид железа, получали 8-13% амми­

ака. В настоящее время схемы синтеза под низким давлением

связывают с перспективой снижения энергозатрат, так как одной из главных статей расхода в производстве аммиака является комп­

рессия технологического газа и его рециркуляuия. В ряде новых

схем синтез аммиака предусматривается вести при том же давле­

нии, что и получение технологического газа (ниже 10 МПа). Установки высокогодавления имели широкое распространение

в 30-40-е годы ХХ в. Процесс вели под давлением 90-100 М Па,

что позволяло получить высокую степень превращения азотоводо­

родной смеси в аммиак (40%). Системы высокого давления сейчас

не строятся.

В мировой азотной промышленности наибольшее распростра­ нение получили установки среднего давления. В России эксплуати­ руются системы, работающие под давлением 30-36 М Па, а также

394 Раздел второй. Промышленные химико-технологические процессы

несколько агрегатов под давлением 45 М Па. Строящиеся системы

рассчитаны преимущественно на давление 32 МПа.

В современных агрегатах синтеза аммиака большой единичной

мощности процесс ведут на плавленных железных катализаторах

при температурах 420-500 ос, давлении 25-32 М Па, объемной

скорости 15-25 тыс. ч-1 • Съем аммиака с 1 м3 катализатора состав­

ляет 20-40 тjсут.

При синтезе аммиака в агрегате мощностью 1360 т/сут на оте­

чественном оборудовании (рис. 13.15) свежая азотоводародная

смесь после очистки метанированием сжимается в центробежном

компрессоре до давления 32 М Па и после охлаждения в воздуш­

ном холодильнике (на схеме не nоказан) поступает в нижнюю часть конденсационной колонны 8 для очистки от остаточных примесей С02, Н20 и следов масла. Свежий газ барбатируст через слой сконденсировавшегося жидкого аммиака, освобождается от водяных паров и следов СО2 и масла, насыщается аммиаком до

3-5% и смешивается с циркуляционным газом ЦГ Полученная

смесь проходит по трубкам теплообменника конденсационной колонны и наnравляется в межтрубное пространство выносного

теплообменника 4, где нагревается до 185-195 ОС теплотой газа, выходящего из колонны синтеза 2. Для дополнительного нагрева газа, поступающего в колонну синтеза 2, может использоваться подогреватель газа /.

В колонне синтеза газ проходит снизу вверх по кольцевой щели

между корпусом колонны и кожухом насадки и поступает в меж­

трубное пространство внутреннего теплообменника, размещенно­ го в горловине корпуса колонны синтеза. В теплообменнике цир­

куляционный газ нагревается до температуры начала реакции

400-440 ОС теплотой конвертированного газа и затем последо­

вательно проходит четыре слоя катализатора, в результате чего

концентрация аммиака в газе повышается до 15%. Пройдя через центральную трубу, при температуре 500-515 ос азотаводородно­ аммиачная смесь направляется во внутренний теплообменник, где

охлаждается до 300 ос. Дальнейшее охлаждение газовой смеси до

215 ос происходит в трубном пространстве подогревателя пита­ тельной воды 3, в трубном пространстве выносного теплообмен­ ника 4 до 65 ОС холодным циркулирующим газом, идущим по межтрубному пространству, и затем в аnпаратах воздушного ох­

лаждения 7 до 40 ОС, при этом часть аммиака конденсируется.

Жидкий аммиак, сконденсировавшийся при охлаждении, отделя­ ется в сепараторе 6, а затем смесь, содержащая 10-12% NH 3, идет

на циркуляционное колесо компрессора 5 азотоводародной смеси,

где сжимается до 32 М Па.

дг

~	..	NНз(Ж)
	сг----'

Рис. 13.15. Принципиальная схема блока синтеза аммиака агрегата мошностью 1360 тjсут:

1- подогреватель газа; 2- колонна синтеза аммиака; J- подогреватель воды; 4- вынос1юй теплообменник; 5- uиркуляци­

оннос колесо компрессора; 6- сепаратор жидкого аммиака; 7- блок аппаратов воздушного охлаждения; 8- кондснсаuионная

колонна; 9- конденсаiJионная колонна продувочных тазов; 10 - испаритель жидкого аммиака на линии продувочных газов:

11- сборник жидкого аммиака: 12- испаритель жидкого аммиака на линии танковых газов; 1З- сепаратор; 14- промежуточ­ ная :~ренажная емкость; 15- испарители жидкого аммиака; 16- магнитный фильтр; ПрГ- природвый газ: ДГ- дымовой газ; ПГ- продувочный газ: СГ- свежий газ: llf- циркуляпионный газ; ТПГ- смесь танковых н продувочных газов

~

::::,

"'::::,

._

;......

~

~

а

~

о

§"'

"~

w

е

;t

о

о"'

::::,

w

о

:::!

::::,

V-1

'С

(JJ

396 Раздел второй. Промыщленные химико-технологические процессы

Циркуляционный газ при температурс 50 ос поступаст в систе­

му вторичной конденсации, включаюшую в себя конденсацион­

ную колонну 8 и испарители жидкого аммиака /5. В конденсаци­ онной колонне газ охлаждается до 18 ОС и в испарителях вследствие

кипения аммиака в межтрубном пространстве до -5 ос. Из труб­

ного пространства испарителей смесь охлажденного циркуляцион­

ного газа и скондснсировавшегося аммиака поступает в сепараци­

онную часть конденсационной колонны, где происходят отделение жидкого аммиака от газа и смешение свежей азотоводародной смеси с циркуляционным газом. Далее газовая смесь проходит корзину с фарфоровыми кольцами Рашига, где отделяется от ка­ пель жидкого аммиака, поднимается по трубкам теплообменника

и направляется в выносной теплообменник 4, а затем в колонну синтеза 2.

Жидкий аммиак из первичного сепаратора 6 проходит магнит­

ный фильтр 16, где из него выделяется катализаторная пыль, и сме­ шивается с жидким аммиаком из конденсационной колонны 8.

Затем его дросселируют до давления 4 МПа и отводят в сборник

жидкого аммиака 11. Жидкий аммиак как продукт выводится час­ тично непосредственно из сборника 11, частично через промежу­

точную дренажную емкость 14. В результате дросселирования жид­

кого аммиака до 4 М Па происходит выделение растворенных в нем газов Н2, N 2 , 0 2 , СН4• Эти газы, называемые танковыми, содержат 16-18% NH 3 . Поэтомутанковые газы направляют в испаритель 12

для утилизации аммиака конденсацией его при -25 °С. Из испа­

рителя танковые газы и сконденсировавшийся аммиак поступают

в сепаратор 13 для отделения жидкого аммиака, направляемого в сборник жидкого аммиака 11.

Для поддержания в циркуляционном газе постоянного содер­ жания инертных газов, не превышаюшего 10%, проводят продувку газа после первичной конденсации аммиака (после сепаратора 6). Продувочные газы содержат 8-9% NH 3, который выделяется при температуре -25-30 ос в конденсационной колонне 9 и испари­ теле 10 продувочных газов. Смесь танковых и продувочных газов

после выделения аммиака используют как топливный газ.

Оборудование агрегата. В агрегатах мошностью 1360 тjсут по­

лучили распространение колонны синтеза с аксиальными четырех­

полочными насадками с предварительным теплообменником и трехполочные с выносным теплообменником.

В четырехполочной колонне синтеза с аксиальными насадками (рис. 13.16) основной поток газа подается в колонну снизу, прохо­

дит по кольцевой шсли между корпусом колонны /5 и кожухом

катализаторной коробки 3 и поступает в межтрубное пространство

Глава 13. Технология связанного азота

397

теплообменника 6. Здесь синтез-газ нагревастен конвертирован­

ным газом до 420-440 ос и проходит последовательно четыре

слон 8, 10, 12 , 14 катализатора, между которыми подастен холод­

ный байпасный газ через вводы 7, 9, 11, 13. После четвертого слоя

катализатора газован смесь при 500-515 ос поднимастсн по цент­

ральной трубе 2, проходит по трубкам теплообменника 6, охлаж­

дансь до 320-350 ос, и выходит из колонны. Свежий катализатор загружают

в люк 5, отработанный выгружают че­ рез люк 1. Длн контролн температур­

ного режима служат термопары, опу­

щенные в термопарный чехол 4.
Корпус	катализаторной	коробки	6
изготовлен из хромоникелевомолибде­
новой стали IOX18H 12М2Т, теплооб­
менникиз стали 12XI8H !ОТ. Ниже
приведсна	технологическан	характе­	5
ристика колонны:
Давление, МПа ....................................		31,5
Рабочая температура, ОС ..............		300-520
Диаметр (внутренний), мм .................		2400
Высота, м ................................................		32
Толщина стенки, мм ............................		250	4

7

8

9

Объем катализатора
по полкам 1-lV, м3		.•.•...•• 7; 8,4;	12,8; 14,7
Конденсационная колоннаверти-				3
кальный цилиндрический			аппарат
внутренним диаметром 2 м и высотой
18,89 м (рис. 13.17) состоит			из теп­
лообменника 2 и сепаратора, раз-
мещенного	под	теплообменником.		2
Число теплообменных трубок 7808,
Рис. 13.16. Четырехполочная колонна син­
теза аммиака агрегата мощностью 1360 т/сут:
1 - люк для выгрузки катализатора; 2 - цент­
ральная труба;	3 - корпус катализаторной ко­
робки; 4 - термопарный чехол; 5 -			загрузоч­
ный люк; 6 -	теnлообменник; 7, 9. 11, 13 -
вводы байnаснаго газа; 8, !0, 12, 14- катализа-				]---.....:~
торные слон;	/5- корпус колонны

398 Раздел второй. Промышлеlmые химико-технологические процессы

в выносной теплообменник

t

1

2

4

-Газ

t

Из испарителя

Рис. 13.17. Конденсационная колонна:

1 - корпус; 2 - теплообменник; З- отбой­ ник; 4 - сепарационное устройство

диаметр 14х2 мм, высота 7,21 м, по­

верхность теплообмена 2120 м2 (по

среднему диаметру). В межтрубном

пространстве размещены перегород­

ки. Охлаждаемый газ идет по меж­

трубному пространству, а газ после

сепарации аммиака - по трубкам.

Газ, охлажденный в испарителе,

через нижний штуцер поступает в

сепарационное устройство 4, в кото­

ром создастся вращательное движе­

ние; частицы жидкости отделяются

от газового потока, собираются в ниж­

ней части аппарата и непрерывно выводятся. Газ поднимается вверх,

проходит отбойник 3, состоящий из

слоя колец Рашига, и, проходя труб­ ное пространство, отдает свой холод.

Свежий газ, входящий через боковой

штуцер в нижней части аппарата,

барбатируст через слой жидкого ам­ миака, освобождаясь от паров воды

и СО2•

Охрана окружающей среды в про­ изводстве аммиака. Крупнотоннаж­

ное производство аммиака характе­

ризуют следующие выбросы в окружа­ ющую среду: 1) газовые, содержащие

в своем составе аммиак, оксиды азо­

та и углерода и другие примеси; 2) сточные воды, состоящие из

конденсата, продуктов промывки реакторов и систем охлаждения;

3) низкопотенциальная теплота.

Относительная концентрация токсичных примесей производ­

ства аммиака в виде оксида углерода и оксидов азота в отходящих

газах невысока, но для устранения даже незначитсльных выбросов

разрабатываются специальные мероприятия. Полное исключение токсичных выбросов возможно при использовании каталитической

очистки в присуrствии газа-восстановителя, когда происходит вос­

становление оксидов азота до элементарного азота.