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濾餅層燭式過濾機(jī)在氨生產(chǎn)過程中脫碳過濾應(yīng)用

日期:2020/6/27瀏覽:534次

氨( Ammonia ,即阿摩尼亞),或稱“氨氣”,氮和氫的化合物,分子式為 NH ?,是一種無色氣體,有強(qiáng)烈的刺激氣味。極易溶于水,常溫常壓下 1 體積水可溶解 700 倍體積氨,水溶液又稱氨水。降溫加壓可變成液體,液氨是一種制冷劑。氨也是制造硝酸、化肥、炸藥的重要原料。氨對(duì)地球上的生物相當(dāng)重要,它是許多食物和肥料的重要成分。氨也是所有藥物直接或間接的組成。氨有很廣泛的用途,同時(shí)它還具有腐蝕性等危險(xiǎn)性質(zhì)。由于氨有廣泛的用途,氨是世界上產(chǎn)量最多的無機(jī)化合物之一,多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤對(duì)電子,所以它也是一種路易斯堿。

哈柏法 --- 是透過氮?dú)饧皻錃猱a(chǎn)生氨氣 (NH3) 的過程。

氮?dú)饧皻錃庠?/span> 200 個(gè)大氣氣壓及攝氏 400 度,通過一個(gè)鐵化合物的催化劑 (Fe3+) ,會(huì)發(fā)生化學(xué)作用,產(chǎn)生氨氣。在這個(gè)情況下,產(chǎn)量一般是 10-20% 。

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ( 該反應(yīng)是可逆反應(yīng) )

Δ Ho, 反應(yīng)熱為 -92.4 kJ/mol 。

選擇高溫的條件是為了提高反應(yīng)速率,但因?yàn)榇朔磻?yīng)是放熱反應(yīng),在此條件下平衡后的產(chǎn)率反而較低溫時(shí)為低。

( ) 原料的制備

 (1) 合成氨的原料氮?dú)鈦碜杂诳諝?/span> ( 以液態(tài)空氣的分餾取得 ) ,氫氣來自于水和燃料。原料氣包含雜質(zhì),因此在參與反應(yīng)前需要去除雜質(zhì),即原料氣的凈化。

 (2) 氫的制備

  天然氣 ( 取其甲烷成分 ) ,液化石油氣 ( 取其丙烷及丁烷成分 ) 及石油 ( 取其石腦油等碳?xì)浠衔?/span> ) 可以用來制造合成氨的原料氫氣。

 

第一步先把原料中的硫化物清除,是為硫化物會(huì)毒害哈伯 - 博施法所使用的催化劑。催化加氫可以把有機(jī)硫化物變成硫化氫 :

 H2 + RSH RH + H2S(g)

產(chǎn)生的硫化氫會(huì)被氧化鋅吸收,變成水和硫化鋅 :

 H2S + ZnO ZnS + H2O

在鎳的催化下與水反應(yīng),經(jīng)脫硫的碳?xì)浠衔?/span> ( 如甲烷 ) 轉(zhuǎn)變成氫氣和一氧化碳的混合物 :

 CH4 + H2O CO + 3 H2

一氧化碳與水反應(yīng),轉(zhuǎn)化成二氧化碳及制造更多的氫氣 :

 CO + H2O CO2 + H2 ( 可逆反應(yīng) )

  接下來二氧化碳可經(jīng) 2- 氨基乙醇溶液吸收或使用變壓吸附 (Pressure Swing Adsorption,PSA, 在此使用具有專利的固態(tài)吸附媒介 ) 清除。

  制備氫的最后步驟是以使用催化劑的甲烷化 (methanation) 移除在氫氣中殘留的少量一氧化碳及二氧化碳 :

 CO + 3 H2 CH4 + H2O

 CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O

  水蒸氣重組 , 一氧化碳變換,清除二氧化碳及甲烷化的步驟在 25 35 Pa 的壓強(qiáng)進(jìn)行。

在氨生產(chǎn)中需要監(jiān)測(cè)油的含量,而系統(tǒng)的動(dòng)力來源為潤滑油壓縮機(jī),壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,小部分潤滑油進(jìn)入合成氨和循環(huán)氣中,不去除的話,將造成氨質(zhì)量不合格。

另一個(gè)問題在于脫碳工藝中,通常用胺液或熱堿脫碳,而吸附后的脫碳液為酸性,極易腐蝕系統(tǒng)。腐蝕性物質(zhì)將造成脫碳系統(tǒng)結(jié)垢,降低二氧化碳移除效率,提高胺液或熱堿液的損耗。

燭式過濾機(jī)(濾餅層過濾器)

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