Курсовая работа: Безотходные технологические процессы в химической промышленности на примере синтезе аммиака
Рис. 11. Совместная схема производства аммиака и метанола. Вариант С, фирма “UHDE”
В США разработан способ совместного получения аммиака и метанола, исключающий образование метиламинов. Способ предусматривает:
1. Очистку углеводородного (до СН4 ) сырья, например природного газа, от сернистых соединений при температуре 400°С в присутствии Со-Мо катализатора и оксидцинкового поглотителя.
2. Паровую конверсию очищенного от сернистых соединений углеводородного сырья при соотношении пар : газ 2¸4 моля на 1 моль сырья на никелевом катализаторе до Н2 и СО при температуре 800¸900°С и Р = 1,5¸4,0 МПа.
3. Синтез метанола при температуре 240¸270°С, давлении 4¸10 МПа в присутствии цинкмедных (Cu - Zn) или цинкхроммедных (Cu - Zn - Cr) катализаторов.
4. Отделение метанола от газовой смеси состава, % моль.: H2 – 70¸80; CH4 – 10¸20; CO – 1¸2; CO2 – 1¸2; N2 – 0¸5; CH3 OH – 0¸1.
Газовая смесь подается на паровую конверсию и используется для синтеза аммиака. При этом метанол и метан разлагают до Н2 , CO и СО2 при взаимодействии с водяным паром на Ni-катализаторе при температуре 830¸900°С и давлении 4¸5 МПа с последующим частичным сжиганием H2 , CO и CH4 при добавлении воздуха. Газовую смесь с температурой 1000¸1050°С и давлением 3,9¸4,9 МПа охлаждают до температуры 350¸370°С и превращают COcH2 O в СО2 и Н2 на Fe-Cr-катализаторе до остаточного содержания СО 2,0¸2,5% моль.; поглощают СО2 , пропуская смесь через амин или водный раствор К2 СО3 (до остаточного содержания СО2 1,0¸2,0% моль.).
СО и СО2 , присутствующие в газовой смеси, используются для дополнительного синтеза метанола при температуре 210¸270°С, давлении 10¸30 МПа; остаточное содержание СО и СО2 составляет, соответственно, менее 0,3 и 0,5% моль. Отходящие газы нагревают до 300°С в присутствии Ni-катализатора гидрирования СО и СО2 в СН4 и направляют на синтез аммиака, который ведут на железном катализаторе при температуре 380¸500°C, давлении 10¸30 МПа.
Отечественными исследователями усовершенствован способ совместного производства NH3 и CH3 OH, он включает: очист