چکیده
آمونیاک دومین محصول سنتزی است که امروزه براساس روش هابر- بوش تولید می شود. میزان انرژی مصرفی برای تولید یک تن آمونیاک از زمان تولید صنعتی آن تا به امروز ازGJ 700 به GJ 28 کاهش یافت که حاصل تغییر در نوع فرایند، نوع خوراک و بهینه سازی بخش های مختلف واحد امونیاک می باشد. اقتصادی بودن فرایند کلی تولید امونیاک بوسیله کاتالیست سنتز امونیاک تعیین می شود.
اگر چه کاتالیست آهن که درحال حاضر در واحدهای امونیاک کشور استفاده می شوند طول عمر بالایی دارند (حدود10تا 15سال ) ولی درصد تبدیل آن پایین می باشد (حدود 12درصد) در اکثر واحدهای آمونیاک کشور با تغییر راکتور سنتز آمونیاک (تغییر شیوه جریان گاز از محوری به شعاعی یا تقاطعی) درصد تبدیل به 15درصد افزایش یافته است . راه دیگر جهت افزایش بازده بخش سنتز امونیاک استفاده از نسل جدید کاتالیست های غیر آهنی نظیر روتنیم و نیترید کبالت مولیبدن می باشد. اولین بارگروه هابر دریافتند که فلزات گروه پلاتین نظیر روتنیم می توانند برای سنتز امونیاک بکار روند .
آهن به عنوان بهترین و ارزان ترین فلز کاتالیست سنتز آمونیاک می تواند مورد استفاده قرار گیرد به شرط این که بتوان سطح فعال آن را با افزودن یک سری مواد بنام promotor افزایش داد و یا مقاومت آن را در برابر موسوم کاتالیستی که بعدا به آنها اشاره خواهد شدافزایش داد.
در فرایند سنتز آمونیاک پارامترهای زیادی مورد توجه قرار می گیرد که در این پروژه مورد بررسی قرارگرفته از جمله ی این پارامترها نسبت مخلوط اولیه، اثر فشار، اثر دما، کاتالیست ها، اثر دبی گاز، ترمودینامیک و سینتیک واکنش، تقویت کننده های کاتالیست، بسترهای کاتالیستی، راکتورها و....
می باشد و از طرفی هدف از ارائه این پروژه معرفی صنعت آمونیاک به عنوان یک محصول استراتژیک و آخرین پیشرفت های حاصله، بررسی بازار جهانی آن و همچنین تشریح روش های صنعتی تولید آمونیاک می باشد. باتوجه به اینکه در حال حاضر از سنتز آمونیاک به روش هابر- بوش استفاده می شود در این پروژه بیشتر به این روش پرداخته می شود .
فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
فصل اول : آمونیاک
آمونیاک
تاریخچه آمونیاک
مشخصات فیزیکی و شیمیایی
ماهیت آمونیاک
هشدارهای حفاظتی
کاربرد آمونیاک
محصولات واحد های آمونیاک
محصولات اصلی
محصولات فرعی
محاسبه میزان بازدهی آمونیاک
بازار آمونیاک
پیش بینی قیمت آمونیاک
بالانس عرضه و تقاضای آمونیاک
میزان تولید و مصرف جهانی آمونیاک
انتقال و صادرات آمونیاک
فصل دوم: روش های تولید آمونیاک
تاریخچه تولید آمونیاک
نیازهای واحد تولید آمونیاک
روش های تولید آمونیاک
روش های تولید آمونیاک بر حسب خوراک ورودی
-تولید هیدروژن از الکترولیز آب
-اکسید کردن جزئی هیدروکربن ها
-ریفرمینگ آدیاباتیک
-گاز سازی از زغال سنگ
-ریفرمینگ متان
مقایسه مصرف انرژی در خوراک های واحد آمونیاک
روش های صنعتی تولید آمونیاک
- روش اول: تولید آمونیاک در فرآیند ICI AMV از خوراک هیدروکربنی
- روش دوم: تولید آمونیاک از گاز طبیعی، LNG،LPG یا نفتا
- روش سوم: تولید آمونیاک از گاز طبیعی تا نفتای سنگین به روش کم انرژی Topsoe
- روش چهارم : تولید آمونیاک از خوراک های هیدروکربنی به روشKAAP
- روش پنجم : تولید آمونیاک به روش KBR
- روش ششم: فرآیند تولید آمونیاک به روش لینده، LAC
روش های تولید آمونیاک از گاز طبیعی
- سولفور زدایی از گاز خوراک
- پرایمری و سکندری ریفرمر
- تبدیل Co به Co2 در راکتور های HTS و LTS با کاتالیست آهن
- بخش جداسازی co2 از گاز پروسس
- تبدیل Co به Co2 در متانیتور
- سنتز گاز و تولید آمونیاک در کانورتور
- بخش آمونیاک و هیدروژن ریکاوری از گاز پرج بخش سنتز
- بخش تبرید و جداسازی محصول آمونیاک
- بخارسازی در پروسس تولید آمونیاک
- یوتیلیتی در واحد آمونیاک
فرایند نوین تولید آمونیاک
بررسی سنتز هابر – بوش
نسبت مخلوط اولیه
اثر فشار
تاثیر دما
لزوم استفاده از کاتالیزگر
تاثیر دبی گاز
دشواری های عملی سنتز آمونیاک
ترمودینامیک و سنتیک واکنش سنتز آمونیاک
سرد کردن مستقیم QUENCH
سرد کردن غیر مستقیم
ایجاد ارتباط بین سرعت و مزاحمت ها
معادله سرعت سنتز آمونیاک
مخازن ذخیره آمونیاک
ظرفیت تولید در واحد های آمونیاک
فصل سوم: کاتالیست های مورد استفاده برای تولید آمونیاک
کاتالیست ها
کاتالیزور و سرعت
مقاومت فیلم گاز
مقاومت در برابر نفوذ به داخل حفره های کاتالیزور
مقاومت پدیده های سطحی
مقاومت فیلم در برابر محصولات
مقاومت در برابر جریان حرارت
نتایج کیفی حاصل از تئوری نقاط فعال
اثر تغییر در فشار سیستم
اثر حرارتی حین واکنش
ترکیب مقاومت ها در مورد قطعات کاتالیزور با دمای ثابت
سطوح داخلی و خارجی
کاربرد در طراحی
فصل چهارم: روش بهتر با کاتالیست متناظرآن
کاتالیست سنتزآمونیاک
تقویت کنندهای کاتالیست (promotors)
مسمومیت و غیر فعال شدن کاتالیست
مسمومیت موقت
مسمومیت دائمی
شیمی و سنتیک واکنش سنتز آمونیاک
انواع کلی بسترهای کاتالیستی
FIXED BED
MIVING BED
FULLING BED
راکتورهای بستر پر شده چند واحدی آدیاباتیک
بستر های پر شده چند واحدی با خنک کن بین واحدها
بستر های پر شده چند واحدی با جریان بر گشتی
راکتور و مخلوط کننده چند واحدی
خنک کردن با تزریق سرما
انتخاب سیستم برای مجاورت فازها
مدل سازی و شبیه سازی را کتور جریان مخلوط کننده جهت سنتز آمونیاک
مدل هیدرو دینامیکی و حوزه جریان
مدل راکتور
نتایج شبیه سازی راکتور
شرح راکتور شعاعی-محوری سنتز آمونیاک
مدل ریاضی
تبدیل کننده آمونیاک
بررسی جریان مخالف شعاعی در راکتورهای سنتز آمونیاک
فصل پنجم: نتایج
نتایج
نتایج استفاده از این نوع راکتورها
مدرن شدن راکتورهای محوری بزرگ
توسعه سنتز آمونیاک حلقه ای تحت فشار پایین
دیگر کاربردها
نتیجه گیری
منابع
تعداد صفحات 158
این فایل شامل صفحه نخست، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که به صورت Word در اختیار شما عزیزان قرار خواهد گرفت.
پروژه روش های تولید آمونیاک
در این تحقیق پرتو ایکس از جنبه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است