Trucizny katalizatora syntezy amoniaku
Słownik kwalifikacji CHM.02 - Eksploatacja maszyn i urządzeń przemysłu chemicznego
W syntezie amoniaku azot i wodór reagują na katalizatorze żelazowym. Gaz kierowany do reaktora musi być bardzo dobrze oczyszczony, ponieważ nawet niewielkie ilości niektórych zanieczyszczeń mogą obniżyć aktywność katalizatora lub trwale go zatruć.
Najważniejsze zanieczyszczenia do kontroli
Do substancji szczególnie niepożądanych należą:
- związki siarki, np. siarkowodór H₂S i siarczki organiczne – silnie zatruwają katalizatory,
- tlenek węgla(II), CO – blokuje powierzchnię katalizatora i zakłóca syntezę,
- tlenek węgla(IV), CO₂ – również musi być usunięty przed syntezą,
- metan, CH₄ – nie jest typową trucizną katalizatora, ale jest gazem obojętnym w warunkach syntezy amoniaku; jego nadmiar rozcieńcza mieszaninę reakcyjną i pogarsza wydajność procesu.
Dlaczego wykonuje się analizy?
Analizy składu gazu pozwalają ocenić, czy etap oczyszczania przebiega prawidłowo i czy gaz może zostać skierowany do syntezy amoniaku. W dokumentacji procesu należy uwzględnić przede wszystkim oznaczanie stężeń związków siarki, metanu, CO oraz CO₂.
Znaczenie technologiczne
Brak kontroli tych składników może prowadzić do:
- spadku wydajności syntezy amoniaku,
- dezaktywacji katalizatora,
- konieczności kosztownej regeneracji lub wymiany katalizatora,
- zakłóceń w pracy instalacji.
Dlatego w pytaniach egzaminacyjnych poprawna odpowiedź zwykle wskazuje właśnie analizę związków siarki, metanu, tlenku węgla(II) i tlenku węgla(IV).