在工業(yè)催化中典型的催化過程氨的合成(編輯修改稿)
2025-09-01 04:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 時對氧化爐材料要求也更高。因此一般常壓氧化溫度取750～850℃，加壓氧化取870～900℃為宜。（2） 壓力 由于氨催化氧化生成的一氧化氮的反應是不可逆的。因此改變壓力不會改變一氧化氮的平衡產(chǎn)率。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，加壓事氧化率比常壓時氧化率低1%～2%如果要提高加壓下的氨催化氧化率，必須同時提高溫度。鉑網(wǎng)層數(shù)由常壓氧化用3～4層提高到加壓氧化用16～20層，氨催化氧化率可達96%～98%，與常壓氧化接近。同時氨催化氧化壓力的提高，還會使混合氣體體積減小，處理氣體量增加，故提高了催化劑生產(chǎn)強度。此外加壓氧化比常壓氧化設備緊湊，投資費用少。但加壓氧化氣流速度較大，氣流對鉑網(wǎng)的沖擊加劇，加之鉑網(wǎng)溫度較高，會使鉑網(wǎng)機械損失增大。一般加壓氧化比常壓氧化鉑的機械損失大4～5倍。實際生產(chǎn)中，常壓和加壓氧化均有采用，～，但也有采用更高壓力的，國外氧化壓力有的高達1Mpa（3） 接觸時間 接觸時間應適當。時間太短，氨氣體來不及氧化，致使氧化率降低；但若接觸時間太長，氨在鉑網(wǎng)前高溫區(qū)停留過久，容易被分解為氨氣，同樣也會降低氨氧化率。為了避免氨過早氧化。加壓操作時，由于反應溫度較高，宜采用大于常壓時的氣速。但最佳接觸時間一般不因壓力而改變。故在加壓時增加網(wǎng)數(shù)的原因就在于此。一般接觸時間在104s左右。另外，催化劑的生產(chǎn)強度與接觸時間有關。在其他條件一定時，鉑催化劑的生產(chǎn)強度與接觸時間成反比，即與氣流速度成正比。從提高設備的生產(chǎn)能力考慮，采用較大的氣速是適宜的。盡管此時氧化率比最佳氣速（一定溫度、壓力催化劑及起始組成條件下，氧化率最大時所對應的氣速）時稍有減小，但從總的經(jīng)濟效果衡量時有利的。工業(yè)上選取的生產(chǎn)強度多控制在600～800kgNH3/(m2d)。（4） 混合氣體的組成 選擇混合氣體的組成時，最主要的時氨的初始組成c0。同時還應考慮初始氨含量和水蒸氣存在的影響。氨氧化成一氧化氮，理論上的氨氧化比可由反應式4NH3+5O2=4NO+6H2O來確定，若采用氨空氣混合物，最大氨含量為：NH3%=（）100%=%實踐證明，%（即O2/NH3=）,氨的氧化率只有80%左右,而且有發(fā)生爆炸的危險。氧含量增加，有利于一氧化氮的生成，但也不能無限制地增加。要增加混合氣體中氧含量，加入空氣量就多，帶入氨氣也多，使混合氣體中氨濃度下降，爐溫下降，生產(chǎn)能力降低，動力消耗增加。當O2/～，氨氧化率最高。%～%?！嫠贸龅臄?shù)據(jù)繪制而成。當曲線1表示完全按式（1）反應進行的理想狀態(tài)，曲線2表示實際情況。由圖2可知，隨著氧氨比增大，氧化率急劇上升。氧氨比大于2時，氧化率隨氧氨比增大而增大極小。考慮到一氧化氮還要進一步氧化生成二氧化氮，并用水吸收制成硝酸。故在氮氧化合物混合氣體中必須要有足夠的氧，一般在透平壓縮機或吸收塔入口補充二次空氣。若吸收后為其中含氧保持在3%～5%，則氧化氮（NO2）吸收率最高。這說明控制氨空氣混合氣體中的組成，不僅考慮到氨氧化，而且還應考慮到硝酸生產(chǎn)的其他過程。理論上需氧量由下式可知NH3+2O2=HNO3+H2O此時O2/NH3=2。則混合氣體中氨濃度為:100%=%%時，透平壓縮機入口或吸收塔入口必須補充二次空氣。若不降低氧氨比，又要提高混合氣體中氨含量，以滿足高氧化率和高生產(chǎn)能力，可采用氨富氧空氣混合物。%～%，否則，就會形成爆炸氣體。（5）爆炸及其防止 氨空氣混合氣體和其他可燃氣體一樣，當氨濃度在一定范圍內(nèi)，能著火爆炸、這一范圍的上下限成為爆炸極限。當氨空氣混合氣體中氨濃度大于14%，溫度在800℃以上具有爆炸危險。3 一氧化氮的氧化氨氧化后的NO繼續(xù)氧
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1