Способ получения аммиака

) И Ш С 01 С 1/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСНО е аз ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Московский ордена Ленина иордена Трудового Красного Знамени,химико-технологический институтим, Д.И. Менделеева(56) 1. Артюх Ю.М., Головатый В.Г.,Король Э.Д, Исследование реакциисинтеза аммиака в полевом масс-спектрометре.Теоретическая и экспериментальная химия, т. 16, 1980, В 5, с. 714716.2. Темкин М.И., Морозов Н.М.,Шапатин Е.Н. Кинетика синтеза аммиака при удалении от равновесия.(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММИАКА, включающий приготовление исходной газовой смеси, содержащей азоти водород, и пропускание ее при атмосферном давлении через слой предварительно восстановленного катализатора, о т ли ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения степени превращения азота в аммиак и возможности ведения процесса при, более низкойтемпературе за счет повышения активности катализатора, приготовле;:ие газовой смеси ведут путем ввода импульсов азота в поток водорода или импульсов водорода в поток азота, илиимпульсов смеси азота и водородав поток гелия. 2. Способ по п. 1, о т л и ч ю щ и й с я тем, что приготовле газовой смеси ведут при отношени объема импульсивного газа к объе катализатора равном О, 125-4 и вр ни между импульсами, превышающем время прохождения импульсивного за через слой катализатора в 50- 400 р1082761 Изобретение относится к синтезуаммиака и может быть использованов производстве аммиачной воды в мягких условиях при средних и низкихтемпературах и невысоких давленияхнепосредственно для удобрения почвы.Известен способ получения аммиакаиз азота и водорода при комнатнойтемпературе и воздействии на катализатор сильного электростатического 10поля (в полевом масс-спектрометре)11,Недостатком данного способа является малая степень превращенияазота в аммиак (подтверждается только сам Факт образования аммиака).Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способсинтеза аммиака из газовой смеси,содержащей азот и водород при атмосФерном давлении и температурах 320500 С, путем пропускания газа черезслой предварительно восстановленногопромышленного катализатора 2 .Недостатками известного способаявляются низкая степень превращенияазота в аммиак л 0,0127. и ведениепроцесса при повышенных температурах,так как при температуре процесса20-100 С степень превращения равнаОнулю за счет резкого падения активности катализатора.Цель изобретения - повышение степени превращения азота в аммиак ивозможность ведения процесса при бо-35 лее низкой температуре эа счет повышения активности катализатора.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения аммиака, включающему приготовление40 исходной газовой смеси, содержащей азот и водород, и пропускание ее при атмосФерном давлении через слой предварительно восстановленного катализатора, приготовление газовой смеси45 ведут путем ввода импульсов азота в поток водорода или импульсов водо. рода в поток азота, или импульсов смеси азота и водорода в поток гелия.Кроме того, приготовление газовой5 ч смеси ведут при отношении объема ймпульсивного газа к объему катализатора равном 0,125-4 и времени между импульсами, превышающем время прохождения импульсивного газа через слой катализатора в 50-400 раз.55 Степень превращения азота в аммиак при различных температурах приведена в табл. 1, (для сравнения в Предлагаемый способ позволяет повышать активность катализатора относительно активности последнего в стационарном режиме, поскольку потокгаза-носителя (водорода, азота илигелия) обеспечивает регенерацию активных центров катализатора в промежутках между импульсами вследствиедесорбции аммиака. Для высокой степени превращения в аммиак при работекатализатора в импульсивном режименеобходимо полное использование слоякатализатора, что обуславливает выбор интервала М, значений отношенияобъема импульсивного газа к объемукатализатора, и минимальное времяпродувки катализатора газом-носителем для удаления аммиака, что определяет выбор значенийПри малых объемах импульсивногогаза (Оменее 0,125) реакция будетиметь место только на входе слоякатализатора. Остальная часть слоякатализатора не будет использоваться. При значенияхбольше 4 степеньпревращения азота в аммиак уменьшается эа счет приближения условий протекания реакции от нестационарногорежима к проточному. Выбранный интервал значений времени между импульсамиобусловлен тем, что применьше50 десорбции аммиака не происходит,а прибольше 400 снижается производительность процесса.П р и м е р. В реактор загружают1 см промышленного пассивированногокатализатора САВ зернением 1-2 мм,Катализатор восстанавливают в потоке водорода при 525 С в течение 4 ч,затем поток водорода заменяют гелиеми ох;аждают до 400, 250, 100и 20 С, В поток гелия импульсами поОдается азото-водородная смесь, величина импульсивного газа составляетО, 125 см . Отношение объема импульсивного газа к объему катализатораравно 0,125. Интервал времени междуимпульсами составляет 180 с. Отношение времени между импульсами к времени прохождения газа через слойкатализатора равно 13 б, гелий пропускается со скоростью 0,75 см/с. Среднее значение отношения водорода казоту в исходной смеси за .время прохождения импульса через слой катализатора составляет 3:1,1082761 Таблица Режим 4,6 4,1 3,4 3,4 400 250 100 20 Импульсный 400 250 100 20 1,2 10- 2,4 10-0 0 Проточный (прототип) Т а б л и ц а 2 Степень емпературароцесса превращения, Х 3 4 2 4,6 400 О, 125 136 Гелий САВ 4,1 250 3,4 100 3,4 20 400 50 О, 25 Водород САВ 0,6 250 0,5 100 0,5 20 2,0 400 400 Азот САВ 250 1,0 100 0,8 20 4,8 500 50 0,25 Водород 400 3,9 250 табл. 1 представлены данные в соответствии с прототипом),В табл, 2 представлены данные,характеризующие зависимость степенипревращения азота в аммиак от значений О ии температуры процесса.Подготовку катализ ора к синтезу осуществляют в соответствии с примером.Преимущество предлагаемого способа перед известным состоит в том, 1 ичто степень превращения азота в аммиак возрастает до 0,3-4,67. вместо0,012% по прототипу. Активностькатализатора в импульсном режиме в1десятки раз выше, чем в проточном 1режиме, что позволяет вести процесспри более низких температурах 10020 С. Дешевую аммиачную воду, полуюченную улавливанием аммиака водой Катализатор Газ-носитель на выходе из реактора, можно непосредственно использовать для удобрения почвы. Температура СтепеньоС превращения,71 О 82761 Продолжение табл. 2 4 150 3,2 100 3,2 20 3,0 ГИАПГелий Оь 125 135 400 4,1 330 3,1 250 2,7 САВ Водород 500 0,5 115 1,5 400 300 0,8 150 0,3 7(внеинтервала) 418 (вне . 500интервала)400 САВ Азот 325 31 (внеинтервала) 0,095 (вне интервала) САВ Водород 500 400 5 (вне интервала) САВ 500 0,4 Водород 0,19 400 300 0,03 Водород3,5 46 (внеинтервала) САВ 500 400 300 Составитель Е. Наумова Редактор Ю. Ковач, Техред МГергель Корректор А ТЯскоЗаказ 1664/21 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5