合成システム 水素窒素比
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先輩の皆様、私はちょうど合成塔の職場に配属されたばかりで、最も頭を悩ませている問題が水素と窒素の比率です。師匠に何度も説明してもらったんですけど、まだ理解できなくて、もう聞くのも気が引けます。 当社の合成プラントには2つのシステムがあり、それらはダブルタワー並列運転方式を採用しています。精製された新鮮なガスは既に3:1の比率で調合されています。当社の合成システムでは、水素と窒素の比率が不十分になるのを防ぐため、新鮮なガスに窒素を追加して比率を維持しています。 水素と窒素の比率が3:1になるようにするには、どうやって計算すればいいのでしょうか？時々、職人の方が2.8に抑えるようにと言いますが、その2.8という数値は一体何に基づいて決められているのでしょうか？本当に困っています。経験豊富な方々にご教示いただけますと幸いです！
3H2 + N2 = 2NH3 3モルの水素と1モルの窒素から2モルのアンモニアが生成され、気体中のモル比はおおよそ体積比に等しいため、3:1と言われる。しかし、合成アンモニアの圧力は20兆パスカル以上であり、水素と窒素の圧縮比が異なるため、同じ体積を同じように圧縮した場合、圧縮後の水素の体積は窒素よりも大きくなる。そのため、2.8で十分である
反応機構の説明をご覧いただけます。反応速度は窒素原子の吸着過程によって制御されるため、実際の生産では窒素の濃度をやや高く保つことになります。これらはすべて実験や実際の生産を通じて得られた結論です。
主にN-N三重結合の安定性、分解しにくいことを考慮し、N2含有量によって全体的な活性なN-N結合の量を増加させる
新鮮な補給ガスは一般的に3:1で制御され、循環ガスはある範囲内にあります。この範囲は通常、合成操作の圧力や循環ガス中の不活性ガスの含有量、そして放出ガスの量と関係があります