Способ получения синтетического аммиака Советский патент 1936 года по МПК C01C1/04 

Опытами Бассэ и данными, полученными сектором Технического катализа ГИВД, доказана возможность проведения реакции синтеза аммиака

Н24-ЗН- 2ННз

при высоких температурах (800-1000°) и давлениях (3000-5000 атм.) без применения катализаторов. данным Бассэ превращение азотоводородной смеси в аммиак при 4500 атм. и 850 достигает 90-ЮО /о при скорости 10 г в 1 час газовой смеси на 1 см реакционного объема; другими словами на 1 см реакционного объема получается 10 г аммиака в I час. В виду того, что установка Бассэ работала сравнительно продолжительное время и установка ГИВДа находится в периоде освоения, в настоящее время целесообразно сопоставить объемную производительность аппаратуры при различных методах синтеза аммиака.

По литературным данным объемную производительность аппаратуры при существующих методах каталитического синтеза аммиака в промышленности можно довести до 7-8 г аммиака на 1 см реакционного объема в 1 час.

Учитывая исключительную трудность разрешения аппаратурных вопросов при переходе к сверхдавлениям в заводских

масштабах представляется сомнительной рентабельность внедрения этого метода в промышленность при столь незначительном выигрыше в объемной производительности несравненно более сложной аппаратуры.

Увеличением объемных скоростей газовой смеси при каталитическом синтезе можно после реконструкции колонны (теплообмен) довести производительность аппаратуры до уровня, достигнутого Бассэ при сверхвысоких давлениях.

Отсюда можно сделать вывод, что метод сверхвысоких давлений будет вне конкуренции лишь в случае значительного упрощения «ппаратуры и еще большего повышения объемной производительности.

Путем к решению поставленной задачи, по нашему мнению, будет служить использование эффекта местного увеличения давления и температуры, возникающих при воздействии акустических колебаний.

Вкратце суть предлагаемого метода заключается в следующем. В реакционную газовую смесь, находящуюся под давлением РО и при температуре TQ, помещена пластинка пьезокварца, которая посредством тока высокой частоты приводится в колебательное движение (ультразвуковые колебания). При соответствующем подборе условий газовая среда также придет в резонансное колебательное движение.

Вычисленные данные, показывающие эффект увеличения давления и температуры, который достигается через известный промежуток Z секунд, приведены в таблицах, 1 и 2: Р -начальное давление и Т -начальная температура, Р, Т и t -соответственно конечные условия,

Таблица 1.

Таблица 2.

ТаблицаЗ

показывает равновесие КНз с азотоводородной смесью.

В силу обратимости процесса синтеза выхрд NHg будет лимитироваться состоянием равновесия, соответствующим заданному начальному условию. Анализ приведенных таблиц позволяет выбрать за начальное условие давление в 1000 атм. и температуру в 400°.

Таким образом в аппаратуре, рассчитанной на давление, не превыщающее 1000 атм. при температуре до 500° можно получить примерно те же выхода, которые получил Бассэ на своей установке при сверхвысоких давлениях.

Предмет изоб{эетения.

1.Способ получения синтетического аммиака без применения катализаторов, отличающийся тем, что, с целью местных повышений температуры и давления, реагирующие газы подвергают воздействию ультразвуковых колебаний.

2.Применение способа, означенного в п. 1, при проведении других реакций, протекающих с уменьшением объема, как синтез метанола, гидрирование и т. д.