Розробка нових форм каталітичних елементів в реакторах окиснення амоніаку з нерухомим зернистим шаром

Abstract

Секціонування співвісними циліндрами з проникними стінками та радіальними перегородками дозволяє значно зменшити ступінь нерівномірності газорозподілу по перетину нерухомого зернистого шару в контактних апаратах двоступеневого окиснення аміаку у виробництві азотної кислоти. Дослідження впливу геометричних характеристик зерна каталізатора на технологічні параметри процесу окиснення амоніаку для різних форм зерна каталізатора показали, що завантаження другого ступеня реактора оксидним каталізатором з оптимальними розмірами зерна дозволить на 30 % зменшити необхідну кількість каталізатора при заданій продуктивності реактора. Розроблені рекомендації щодо вибору оптимальних розмірів зерен різної форми для розроблених мультиоксидних каталізаторів Co-Fe-Ce-O, Co-Zr-Cr-Li-O і Fe-Zr-Mn-Bi-O та застосування секціонування для покращення рівномірності газорозподілу по перетину нерухомого зернистого шару каталізатору можуть бути використані для розробки нових і оптимізації роботи існуючих реакторів для двоступеневого окислення аміаку і прогнозування їх роботи на основі встановлення взаємозв'язку фізико-хімічних характеристик, кінетичних параметрів і дифузійних ускладнень процесу в нерухомому шарі каталізатора.

Partitioning coaxial cylinders with permeable walls and with radial partitions can significantly reduce the degree of irregularity of the gas distribution over the cross section of the fixed granular layer in the contact apparatus of two-stage ammonia oxidation in the production of nitric acid. Studies of the influence of the geometric characteristics of the catalyst grain on the technological parameters of the ammonia oxidation process for different forms of catalyst grain showed that loading the second stage of the reactor with an oxide catalyst with optimal grain sizes would reduce the required amount of catalyst by 30 % for the estimated reactor capacity. Developed recommendations on the choice of optimal grain sizes of different shapes for the developed multioxide catalysts Co-Fe-Ce-O, Co-Zr-Cr-Li-O and Fe-Zr-Mn-Bi-O and the use of sectioning to improvement of gas distribution uniformity over the cross-section of a fixed catalyst bed can be used for developing new and optimizing the operation of existing reactors for two-stage ammonia oxidation and predicting their operation based on establishing the relationship of physicochemical characteristics, kinetic parameters and diffusion complications of the process in a fixed catalyst bed.