PA280321

260    ZuHq;ki azotowe. Synteza amoniaku

strzeni pierścieniowej między tymi rurami wymiennik składający się z rur Fielda jest ciężki w stosunku do ilości wymienionego ciepła i zajmuje dość dużo miejsca kosztem przestrzeni katalitycznej.

Rozwój technologii syntezy amoniaku idzie obecnie w dość jasno określonych kierunkach. Wobec stale wzrastającego zapotrzebowania na nawozy azotowe jest tendencja do budowania fabryk większych o dobowej wydajności wynoszącej ponad 1000 t NH₃. Produkcję taką uzyskuje się w jednym ciągu produkcyjnym, odznaczającym się brakiem rezerw w zasadniczych urządzeniach. Jeśli chodzi o samą syntezę amoniaku, to jednostki o wydajności 300—500 t NH₃/dobę nie są teraz rzadkością. W tej sytuacji metody takie, jak Mont Cenis, czy Claude’a muszą wychodzić z użycia, gdyż w żadnej z nich z powodu zbyt niskiego względnie za wysokiego ciśnienia nie można skonstruować odpowiednich konwertorów.

Dla zapewnienia ciągłości ruchu, co przy braku rezerw ma podstawowe znaczenie, dąży się do przedłużenia żywotności katalizatora do syntezy amoniaku. Pierwszym warunkiem, oczywiście poza brakiem trucizn w gazie, co zresztą obecnie nie stanowi trudności, jest należyta regulacja temperatury w konwertorze amoniakalnym. Synteza nie powinna przebiegać za szybko, trzeba zatem zrezygnować z ciśnień bardzo wysokich. O to również chodzi w metodzie Casale'go. Większość nowych instalacji pracuje pod ciśnieniem 300—350 atn.

Na produkcję pary w syntezie amoniaku należy spojrzeć nie tyle z punktu widzenia jej wartości, choć nie jest ona mała, ile przede wszystkim jako na udoskonalenie samego procesu wytwarzania amoniaku. Korzyść polega na zmniejszeniu obciążenia kondensatora wodnego, na mniejszym zużyciu wody, a ponadto w przypadku stosowania wnętrza Fause-ra — na doskonałej regulacji temperatury w konwertorze.

Prekatalizy nie ma w żadnej z nowo budowanych instalacjach, bo wobec postępów w technologii oczyszczania gazu, w osiąganiu czystości azotu kierowanego do płuczek azotowych i przy racjonalnym schemacie w samej syntezie nie ma obawy, aby gaz idący do katalizatora zawierał trucizny w ilości szkodliwej.

Duże zmiany w konstrukcji aparatury do syntezy amoniaku przyniosło stosowanie spawania w jak najszerszym zakresie. Coraz silniejsza jest tendencja unikania połączeń kołnierzowych. Nawet górną pokrywę wnętrza konwertora amoniakalnego w wielu rozwiązaniach konstrukcyjnych po naładowaniu katalizatora spawa się z płaszczem wnętrza. Jest przy tym pewna niedogodność, gdyż do wymiany katalizatora trzeba tę pokrywę odcinać, ale w tym przypadku nie ma ważniejszych względów jak szczelność wnętrza. Rurociągi wysokociśnieniowe spawane są w odcinkach tak długich, jak to jest możliwe ze względu na montaż.

Ogromne korzyści przyniosło zastosowanie spawania przy budowie naczyń wysokociśnieniowych. Dawniej były one wykonywane wyłącznie jako kute. Zarówno ze względu na ciężar potrzebnego do tego wlewka, jak i na skomplikowaną technologię kucia liczba wytwórców tych urządzeń była bardzo nieliczna, przy czym koszt produkcji był podwyższony wskutek odrzucenia urządzeń z powodu wad materiału, które można było stwierdzić dopiero wówczas, gdy naczynie było prawie gotowe. Obecnie wykonuje się je coraz częściej jako wielowarstwowe lub nawijane (22). W pierwszym przypadku pożądaną grubość ściany wysokociśnieniowej, np. 120 mm, uzyskuje się przez nałożenie na siebie i zespawanie odpo-

wiedniej ilości blach o grubości, np. 6 mm, a w drugim — przez nawinięcie na wewnętrzną tuleję szeregu warstw profilowych taśm stalowych na końcach konwertora zespawanych 1 wzmocnionych nakręconymi pierścieniami. W obu konstrukcjach rdzeń konwertora stanowi rura ze stali odpornej na korozję wodorową w przewidzianej temperaturze pracy. Takie urządzenia o średnicy wewnętrznej dochodzącej do 1400 mm i długości — do 18 000 mm na ciśnienia 350 atn i wyższe wykonuje się obecnie w wielu większych warsztatach.

Jednym z najważniejszych urządzeń w syntezie amoniaku są sprężarki, które potrzebne są w różnych etapach procesu, a mianowicie sprężarka do przetłaczania surowego gazu do syntezy przez różne stadia oczyszczania go pod różnymi ciśnieniami, aż do ciśnienia wymaganego w obiegu syntezy, amoniakalna sprężarka chłodnicza na temperaturę odparowania —10 °C w celu chłodzenia ługu miedziowego i wykraplania amoniaku w syntezie, pompa obiegowa, sprężarka azotowa dla uzupełnienia azotu w razie stosowania mycia ciekłym azotem, sprężarka tlenowa i ewentualnie powietrzna w razie zgazowania paliwa pod ciśnieniem i wreszcie turbosprężarka powietrzna do instalacji tlenowej i azotowej, która przeważnie jest konieczna. Są to wszystko maszyny z dużymi silnikami napędowymi, których łączne zużycie energii wynosi 800—1200

Rys. Y-16. Sprężarka typu boxer

kWh/t NH₃ zależnie od metody produkcji gazu do syntezy i jego dalszego przerobu. Koszt tych maszyn wraz z rezerwami był dawniej bardzo i duży. Teraz też nie jest on mały, ale w każdym razie sytuacja uległa i poprawie dzięki zrezygnowaniu z maszyn rezerwowych lub zmniejszeniu I ich liczby oraz z powodu zmiany konstrukcji. Wobec zwiększonej pew-I ności ruchu maszyn rezerwy nie są potrzebne i nie rozdziela się produkcji na więcej niż dwie równolegle pracujące sprężarki. Zmiany I konstrukcyjne polegają na tym, że nie stosuje się sprężarek o długich