Способ использования теплоты реакции образования аммиака или метанола

 

{ { - т /{

Класс 12k, gg { {, /{

12о, $

E.

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа использования теплоты реакции образования аммиака или метанола.

К авторскому свидетельству 8. С. Гаврилова, заявленному 5 сентября

1934 года (спр. о перв. ¹ 153531).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 30 сентября 1935 года.

Образование аммиака из элементов под высоким давлением в присутствии катализатора является сильно экзотермической реакцией. Количество выделяющегося тепла достигает 750 — 800 калорий на 1 кг образовавшегося аммиака.

При образовании 1 кг метанола количество реакционного тепла превышает

850 — 900 калорий.

В современных колоннах для синтеза, за одно прохождение газа через катализатор превращается в среднем около

20% от веса всего газа в аммиак или метанол, что создает возможность повысить температуру 1 ка газовой смеси за счет теплоты образования на 120—

160 . Если в колонне для синтеза создать ростаточных размеров теплообменник для рекуперзции тепла, обеспечив перепад тепла в 10 — 20 и положив на потери 1 — 2", что вполне достаточно, то очевидно, что можно использовать около

90 /О тепла реакции для посторонних для процесса целей.

Примером может служить колонна фирмы „Nitrogen" с размером теплообменника в 120 м-, всегда работающая с бай пасом в 20 — 30% . Температура входа газа в катализаторную коробку около 400 . Производительность колонны

1,4 т аммиака в 1 час. Теплота реакции

780 калорий на 1 ка образовавшегося аммиака. Количество проходящего через колонну газа 8000 кг/sac. Байпасный газ внутри колонны нагревается с 15 до 400, следовательно, теплообмен излишне ре куперирует тепла:

8000 ° 0,9 - 0,2 (400 — 15) =554400 кал, чпс.

Здесь 0,9 — теплоемкость 1 кг газовой смеси.

При этом нужно иметь в виду, что температура выходящего из колонны газа еще весьма велика — 160 — 170 .

Таким образом даже при размере теплообменника в 120 м, как в колонне фирмы „Nitrogen" можно без ущерба для процесса вывести из колонны 554400 калорий тепла в час. Создание же более интенсивного теллообменника, работающего на меньшей разности температур при выходе газа из него, например:

40 — 15=25", где 15 — температура входа газа в теплообменник, даст возможность использовать до 90а/р теплоты реакции, что в нашем примере составило бы

1400 780 ° 0,9 = 980000 каа час или

1140 киловатт мощности.

Если принять коэфициент полезного действия машин для трансформации энергии в 30%, то полезная мощность составит 342 киловатт.

Теплота реакции может быть использована для нагрева свежих газов, Та поступающих на предварительный катализ таким образом, что предварительно нагретая путем теплообмена в теплообменнике Т, рекуператоре форконтакта

А (см. чертеж), свежая газовая смесь поступает в катализаторную коробку синтетической колонны В, где подогревается до необходимой температуры

400 — 450 и затем возвращается в колонну А для форкатализа, где и проходит через катализаторную массу, затем в теплообменник Т> где охлаждается. Через теилообменник Т, проходят циркуляционные газы.

Предмет изобретения.

Способ использования теплоты реакции образования аммиака или метанола с применением двух отдельных стадий катализа: форкатализа и окончательного катализа, отличиощийся тем, что подлежащий контактированию свежий газ перед форкатализом нагревают сперва за счет тепла газов, идущих с форкатализа, а затем тепла реакции окончательного катал иза.

Тип. „Печатньй Труд". Зак. 5833 — 409