Sintez kolonnası hám onıń dúzilisi

|
Sintez kolonnası hám onıń dúzilisi
|
bet | 7/11 | Sana | 07.12.2023 | Hajmi | 0,63 Mb. | | #113184 |
Bog'liq Azot kislotası óndirisiniń rawajlanıw tariyxıSintez kolonnası hám onıń dúzilisi. Ammiak óndirisi sistemasın islep shıǵıwda ushırasqan eń úlken qıyınshılıq, joqarı basım hám temperatura tásirinde jumıs islewshi sintez kolonnasın jaratıw boldı. Kolonnanıń diyўalları ishki hám sırtqı tárepindegi temperaturalar ayırmashılıǵı sebepli payda bolatuǵın jıllılıq kúshiniń tásirine ushıraydı. Bunnan tısqarı, joqarı temperaturalarda vodorod polattıń quramındaǵı uglerod penen baylanısıp ketedi, al ammiak polattı nitrolaydı.
Kolonnanıń eń áhmiyetli detalları kontaktlestiriwshi úskene hám jıllılıq almastırǵıshlar bolıp tabıladı.
Ammiakti sintezlew ushın kontaktlestiriw úskenesiniń túrin tańlaw, ammiaktiń payda bolıw reakciyasınıń ózgesheliklerine tiykarlanǵan. Teńsalmaqlıqtı ammiaktiń payda bolıw tárepine jıljıtıw maqsetinde, processti temperaturanı izbe-iz páseytiw menen alıp barıw maqsetke muwapıq boladı. Bunıń ushın hár qıylı jıllılıq almastırıw qurılmalarına iye bolǵan, máselen, katalizator qabatınıń ishine jaylasqan kontaktlestiriw úskeneleri qollanıladı (3-Súwret).
Temperaturanı qáliplestirip turıw ushın katalizator massasınıń arasına suwıtıw trubkaları jaylastırıladı, onıń ishinen tómennen joqarıǵa qaray aldın-ala qızdırılǵan azotlı vodorodlı aralaspa ótedi, al trubadan shıqqannan keyin joqarıdan tómenge qaray katalizator qabatı arqalı háreket etedi. Usılayınsha reakciya ónimleri hám jańa azotlı vodorodlı aralaspa arasında jıllılıq almasıw ámelge asadı, ol ammiaktiń sintezi ushın qolaylı sharayat jaratıp beredi. Kontaktlestiriw úskenelerindegi bunnan basqada jıllılıq almasıw sistemaları belgili.
3-Súwret. Ammiakti sintezlew kolonnası
Qalıń diyўallı korpus túrindegi sintez kolonnası 1, legirlengen xromvanadiyli polattan tayarlanadı. Onıń biyikligi 13 m ge shamalas, diametri 1000 mm den zıyat hám diyўalınıń qalıńlıǵı 160-170 mm den ibarat boladı. Kolonnanıń eki qaqpaǵı 2 bar. Onıń joqarǵı bóliminde katalizator korobkası 3, al tómengi tárepinde – jıllılıq almastırǵısh 4 jaylasadı. Kolonna sırtqı tárepinen jıllılıq izolyaciyalawshı material 5 menen qaplanadı.
Katalizator menen tásirlesiwden aldın azotlı vodorodlı aralaspa 400 – 450 0С qa shekem qızdırılǵan bolıwı tiyis. Kolanna iske qosılǵan waqıtta qızdırıw sırtqı derek arqalı ámelge asırıladı. Háreketke túskennen keyin avtotermiyalı túrde isleydi.
Gazli aralaspa tómendegi jollar menen sintezge ketedi. Onıń birinshi baǵıtınıń tiykarǵı aǵımı kolonnaǵa joqarısınan túsedi hám kolonna korpusı diyўalı hám katalizator korbkası arasındaǵı sańlaq arqalı tómenge ótedi. Bul aǵım kolonnanıń diyўalların zárúrli úzliksiz suwıtıp turıwdı ámelge asıradı. Sebebi kolonna diyўalları, onıń ishindegi katalizatordıń temperaturasına shekem, yaǵnıy 500 – 550 0С qa shekem qızadı. Bul aralaspa qosımsha túrde jıllılıq almastırǵıshtıń trubalar aralıq keńisliginde qızdırıladı. Jıllılıq almastırǵıshtan gazli aralaspa katalizator korobkasına túsedi, onıń ishinde qosaqlanǵan trubakalar 7 jaylasqan bolıp, olardan tek joqarısında jaylasqanı keń etip ashılǵan. Trubkalar (súwrette tek birewi ǵana kórsetilgen) katalizator temperaturasın qáliplestirip turıw ushın xızmet etedi. Dáslep gaz ishki trubka boylap túsedi, al keyin trubalar arasındaǵı sańlaqlar boylap kóteriledi hám sońında, katalizator qatlamı arqalı ótedi.
Jańa gazli aralaspanıń ekinshi baǵıtınıń aǵımı jıllılıq almastırǵıshtıń oraylıq trubası 8 arqalı háreket etedi. Bul aǵımdaǵı gaz muǵdarınıń ózgeriwi arqalı, katalizator korbkasına kiriwshi gazdiń temperaturası qáliplestiriledi.
Ammiaktiń sintezleniw reakciyası katalizatordıń joqarǵı qatlamında birqansha intensiv túrde ótedi, ol jerde dáslepki gazlerdiń koncentraciyası maksimal' dárejede joqarı boladı. Bunda ádewir muǵdardaǵı jıllılıq bólinip shıǵıp, joqarǵı qatlamnıń temperaturasın 550 – 575 0С qa shekem kóteredi. Ornatılǵan sharayatlarda reakciya tezligi, teńsalmaqlıq mánisine jetkennen keyin, páseyiwdi baslaydı. Biraq, katalizator qatlamı arqalı tómenge qaray ótiwshi gazli aralaspa, suwıtıwshı trubkalar arqalı sintezge kelip túsetuǵın, gazdiń jańa porciyası menen suwıtılatuǵın bolǵanlıqtan, reakciya teńsalmaqlıǵı qaytadan ammiaktiń payda bolıwı tárepine awısadı. Katalizator korobkasınan gazli aralaspa jıllılıq almastırǵıshtıń trubkasına kelip túsedi hám 200 0С temperatura menen tómengi truba boylap kolonnadan shıǵıp ketedi.
Katalizatordıń joqarǵı qatlamında temperaturanıń birden kóterilip ketiwi, onıń aktivliginiń páseyiwine alıp keledi. Sonlıqtan joqarǵı qatlam ushın jıllılıqqa shıdamlı, waqıtsha qızıw jaǵdaylarında óziniń qásiyetlerin saqlaw qábilietine iye bolǵan katalizatorlardan paydalanǵan maqsetke muwapıq boladı. Katalizator sonıń menen birge, katalizator korobkasınıń tómengi qatlamındaǵı birqansha tómen temperaturalarda da aktivlikke iye bolıwı tiyis. Biraq qásiyetlerdiń bunday sáykes keliwin ámelge asırıw qıyın boladı, óytkeni katalizatordıń jıllılıqqa shıdamlılıǵın asırsaq, ádettegidey onıń aktivligi páseyedi. Solay etip, eki túrdegi katalizatordan paydalanǵan maqsetke muwapıq boladı. Joqarǵı qatlam ushın – jıllılıqqa shıdamlı, joqarı temperaturalarda aktivligin saqlawshı katalizatorlar, máselen K2O, CaO, Al2O3 qosılǵan temir katalizator paydalanıladı. Tómengi qatlamda jıllılıqqa shıdamlılıǵı tómen bolǵan katalizatorlardı (CaO joq) qollanıw múmkin. Katalizatorlardıń bunday úylesiwi olardıń xızmet etiw waqtın sozıwǵa hám ammiaktiń sintezin joqarı tezlikte ótkeriwge múmkinshilik tuwǵızadı.
Ádette katalizator korbkasınıń kolosnikli (hawa tartqıshlı kózgeneksheli) reshetkasına 6 bir neshshe tonna muǵdarında katalizator salınadı. Házirgi waqıtta sintez kolonnası normal' túrde irkinishsiz 10 jılǵa shamalas islewi múmkin. Onıń ónimdarlıǵı sutkasına 200 t ǵa jetedi.
Hawadan azottıń alınıwı. Kislorod sıyaqlı, azottı alıwdıń da tiykarǵı deregi hawa bolıp esaplanadı. Onı ajıratıp alıw hawanı suyıltırıwdan hám sońınan úlesli puwlandırıw – frakciyalarǵa ajıratıwdan turatuǵın processlerge tiykarlanǵan. Gazlerdiń tómen temperaturasın jaratıw olardı tez qısıw hám suwıtıw, sońınan keńeytiw - drossellew jolı menen ámelge asırıladı. Drossellewde temperaturanıń tómenlewi gaz molekulalarınıń óz-ara tartısıw kúshlerin jeńiwge sarplanatuǵın, gazdiń óziniń energiyasınıń esabınan ámelge asırıladı.
Gazdiń basımın ishki jumıs atqarılmastan bir atmosferaǵa tómenletiw temperaturanıń shama menen 0,25 atm ǵa tómenlewine alıp keledi.
Olay bolsa, eger temperaturası 0 0С, 200 atm ǵa shekem qısılǵan hawa, atmosferalıq basımǵa shekem drosselengende, ol – 40 0С qa shekem suwıydı.
Qısılǵan hawanı suwıtıw bir qansha tómen temperaturalı hawa menen qarama-qarsı aǵımdaǵı jıllılıq almasıw principi boyınsha ámelge asadı. Bunday processti kóp mártebe tákirarlap, drossellew jolı menen hawanıń temperaturasın sonshelli tómenletiw múmkin, hátte ol suyıqlıqqa aylanadı.
Porshen'li detanderdiń (qısılǵan hawada islewshi mashinalar) cilindrinde hawanı keńeytkende onıń qısılıwı júdá effektiv túrde ótedi, bul jerde keńeyiwshi gaz, porshen'ge basım kórsetip ishki jumıstı atqaradı. Bul jaǵdayda joqarı basımǵa zárúrlik tuwmaydı, óytkeni basımdı bir atmosferaǵa tómenletkende gazdiń temperatu-rası shama menen 2 0С qa páseyedi. Hawanı detander menen qısıwdıń sxeması 4-súwrette kórsetilgen.
|
| |