Способ получения восстановительного газа Советский патент 1988 года по МПК C01B3/06 

САЭ СО

СП

Изобретение относится к способам получения восстановительных атмосфер используемых в области химического и нефтехимического машиностроения для диссоциации аммиака.

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Жидкий аммиак из баллона подают в испаритель к инжектору. В испарителе за счет инжекции создают рециркуляцию смеси жидкого и газообразного аммиака. Рециркулируемые газ и жидкий аммиак омывают стенку испарителя обогреваемую снаружи выходящим из диссоциатора горячим диссоциированным аммиаком, В потоке газа происходит испарение жидкого аммиака и нагревание газообразного до 200-300 С. Затем газообразный аммиак подают в каталитический объем диссоциатора. Часть газообразного аммиака возвра- щают к инжектору, где его смешивают аммиаком.

В каталитическом объеме при

по реакции-2NH, +

N, идет разло

жение аммиака на азот и водород. Го- рячий диссоциированный аммиак направляют вдоль наружной стенки, испарителя, где он отдает тепло на испарение жидкому аммиаку и на нагрев газообразного аммиака, и затем пропускают через холодильник и охлаждают до 20- 30°С. Полученная контролируемая атмосфера содержит 75% Н, 25% N, и 0,05-0,1% NHj.

В качестве катализаторов диссоциации аммиака используют катализаторы на основе металлов восьмой группы таблицы Менделеева. В примерах использован катализатор на основе железа типа КДА-1А. Физико-химические свойства этого катализатора следующие: давление - ниже 1 атм; температура применения 800-1000 С; гранули- ровка - таблетки размером 5x5 мм.

Высокая активность обеспечивается при скоростях 500 - 30000 ч.

Носитель - активная окись алюминия А1-Oj марки А-1.

Удельная поверхность (м /г) при температуре прокаливания следующая: 240

400 °С 1200 °С

130 20

5 0 5

0

з

5

0

0

5

Механическая прочность составляет 600-800 кг/см,

Пример 1. В инжектор испарителя подают 7,8 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя из сопла, смешивается с горячим газообразным аммиаком с кратностью, равной 2, нагретым до 200-300 С, и испаряется. Затем аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоциированным аммиаком. Образовавшийся Юм в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до 900 С. На катализаторе идет разложение аммиака на азот и водород.

Образующийся 20 м в час диссоциированный аммиак пропускают через холодильник и охлаждают до 20-30 С. .Полученная восстановительная атмосфера содержит 75% Нг, 25% N. и 0,1%КНз.

I

Пример2. В инжектор испарителя подают 15,6 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя из сопла, смешивается с горячим газообразным аммиаком с кратностью, равной 8, нагретым до 200-300°С, и испаряется. Затем аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоциированным аммиаком. Образовавшийся 20 м в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до , где идет разложение аммиака на азот и водород. Образовавшийся 40 м в час диссоциированный аммиак пропускают через холодильник и охлаждают до 20-30 С, Полученная восстановительная атмосфера содержит 75% Е. , 25% N и 0,05% ШзПримерЗ. В инжектор испарителя подают 12,7 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя из сопла, смешивается с горячим газообразным аммиаком с кратностью, равной 5, нагретым до 200-300 С, и испарителя. Затем аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоциированным аммиаком. Образовавшийся 15 м в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до , где идет разложение аммиака на азот и водород. Образовавшийся 30 м в час диссоциированный аммиак пропускают через холодильник и охлаждают до 20-30 С.

Полученная восстановительная атмосфера содержит 75% Н , 25% N, и 0,06% NHj.

Пример4. В инжектор испари- теля подают 7,8 кг в час жидкого аммиака, где он, выходя из сопла, смешивается с горячим газообразным аммиаком с кратностью, равной 1, нагретым до , и испаряется. Затем аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоцииро- ванньм аммиаком. Образовавшийся 10 м в час газообраз Пз1й аммиак направляют в каталитический объем диссоциатора, нагретый до 900°С. На катализаторе вдет разложение аммиака на азот и водород. Образующийся 20 м в час диссоциированный аммиак пропускают через холодильник и охлаждают до 20- 30 С. Полученная восстановительная атмосфера содержит 75% Н, 25% N2 и 0,2% NHj.

Пример 5. В инжектор испарителя подают 15,6кг в час жидкого аммиака, где он, выходя из сопла, смешивается с горячим газообразным- аммиаком с кратностью, равной 10, нагретым до 200-300 С, и испарителя. Затем аммиак направляют вдоль стенки, обогреваемой снаружи горячим диссоци ированным аммиаком. Образовавшиеся 20 м в час газообразный аммиак направляют в каталитический объем диссо

рого аммиака менее составляет 0,2%, а при температурах более 300 С- 0,05%. Значительного уменьшения содержания аммиака в дисссоциированном аммиаке при температурах более 300 С не наблюдается, так как содержание 0,05% находится близко к равновесному ,

Данный способ позволяет использовать тепло отходящего диссоциированного аммиака на испарение жидкого аммиака и нагрев газообразного аммиака, йри этом используется 70-80% тепла. Благодаря рециркуляции, осуществляемой инжекцией жидким аммиаком, газообразный аммиак подогревается до 200-300 С. Это приводит к лучшему

распределению.температур в объеме

катализатора и повьппению степени диссоциации аммиака. В результате этого содержание остаточного аммиака в восстановительной атмосфере составляет

0,05-0,1%. Содержание его по известному способу равно 0,2-0,5%, что по- вьш1ает выход восстановительного газа.

Формула изобретения

Способ получения восстановительного газа, включающий испарение жидкого аммиака и его последующую диссоциацию на азот и водород при

Изобретение относится к способам получения восстановительных атмосфер, используемых в области химического и нефтехимического машиностроения для диссоциации аммиака. Способ включает испарение жидкого аммиака и его последующую диссоциацию на азот и водород при температуре 800-900 С в присутствии катализатора на основе металлов восьмой группы таблицы Менделеева. При этом для повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса испарение жидкого аммиака осуществляют путем его ин- жекции в поток газ.ообразного аммиака, подаваемого в зону реакции с кратностью циркуляции, равной 2-8, а газообразный аммиак подают на диссоциацию при температуре 200-300 С. Реализация технического решения позволяет повыси7 ь качество диссоциированного аммиака за счет снижения в нем остаточного аммиака в 4-5 раз по сравнению с известным решением. S (Л

циатора, нагретый до 900 С, где идет gg в присутствии катализатора, о т л иразложение аммиака на азот и водород Образовавшиеся 40 м в час диссоцичающийся тем, что, с целью

повьш1ения выхода целевого продукта и упрощения процесса, испарение жидкого аммиака осуществляют путем его Полученная восстановительная атмосфе- 40 инжекции в поток газообразного аммиа ра содержит 75% Н, 25% Nj, и 0,05% ка, подаваемого в зону с кратностью

ированный аммиак пропускают через холодильник и охлаждают до 20-30 С.

NH:,

Содержание остаточного аммиака при температуре подогрева газообраз-

циркуляции 2-8, а газообразный аммиак подают на диссоциацию при 200- 300°С.

чающийся тем, что, с целью

повьш1ения выхода целевого продукта и упрощения процесса, испарение жидкого аммиака осуществляют путем его инжекции в поток газообразного аммиака, подаваемого в зону с кратностью

циркуляции 2-8, а газообразный аммиак подают на диссоциацию при 200- 300°С.