Основа — водород: разные анализы газов при производстве аммиака
Аммиак — это соединение, которое как ни одно другое вещество влияет на производство продуктов питания. Известный как основной компонент при производстве азотных удобрений, благодаря своим химическим и физическим свойствам аммиак используется в большом количестве промышленных процессов. Основой для производства аммиака в промышленных масштабах является значительное количество водорода. Поскольку водород, как правило, не встречается в чистом виде, он производится в больших масштабах с помощью разных химических методов.
Важнейшими процессами для производства водорода являются паровая конверсия, так называемый «паровой риформинг» лёгких углеводородов, неполное окисление углеводородов или угля и электролиз воды. Однако паровая конверсия природного газа является доминирующей технологией, на долю которой в мировом производстве водорода приходится около 90 %. Для промышленных процессов, связанных с производством аммиака, компания SICK предлагает индивидуальные газоанализаторы для контроля процесса и выбросов.
Контролируемый рост мира
Являясь исходным сырьём для многих продуктов, таких как удобрения и азотная кислота, аммиак является одним из наиболее широко производимых химических веществ в мире. Только в 2018 году было произведено более 150 миллионов тонн. Процесс Габера-Боша для синтеза аммиака считается одним из важнейших химических процессов 20-го века, который благодаря его широкому использованию в производстве удобрений оказывает большое влияние даже на население Земли.
Водород, необходимый для синтеза аммиака, производится и очищается в несколько этапов с использованием парового риформинга, как описано выше. Затем водород вступает в реакцию с атмосферным азотом при высоком давлении и высокой температуре с образованием аммиака. Высокая скорость реакции и большие объёмы перерабатываемого материала требуют эффективного контроля на каждом этапе технологического процесса. Экстрактивные газоанализаторы непрерывного действия способны контролировать содержание H2, CH4, CO, CO2, а также NH3 и благодаря короткому времени измерения имеют значительные преимущества по сравнению с газовыми хроматографами. Во время синтеза аммиака CO и CO2 будут действовать как каталитические яды и вызывать образование солей. Поэтому перед стадией синтеза их необходимо максимально удалить. Чтобы свести к минимуму влияние CO и CO2, они должны обнаруживаться уже в диапазоне очень низких значений ppm.
«Хлеб из воздуха» — удобрения из азота
Азот — один из основных элементов, необходимых для жизни и роста растений. Азот, содержащийся в воздухе, не может усваиваться растениями. Благодаря удобрениям, получаемым в результате синтеза аммиака, азот предлагается растениям в такой форме, в которой они могут потреблять его в качестве питательного вещества. Во время изобретения процесса Габера-Боша более 100 лет тому назад было метко подмечено, что это «хлеб из воздуха». И самое интересное, что и сегодня для успешного производства аммиака свойства «воздуха» — или точнее состав газов — по-прежнему играют решающую роль. Модульная система анализа газов позволяет контролировать и гарантировать это состояние.
Так, например, у компании SICK есть особое решение для контроля эффективности установки парового риформинга и управления последующим каталитическим преобразователем путём измерения содержания метана (CH4) и монооксид углерода (CO). Это решение может быть реализовано с помощью пробоотборный газоанализатор S700 или GMS800 компании SICK. Однако для промышленного производства аммиака по разным технологиям существуют разные лицензии. Выбор лицензии зависит в том числе от используемого сырья и условий окружающей среды. В принципе, описанное выше решение может быть применено в отношении других лицензий на синтез аммиака на основе паровой конверсии. Необходимые для этого изменения с учётом требований заказчика и особенностей системы могут быть реализованы компанией SICK.
Анализ газов на высочайшем уровне
Компания SICK предлагает аналитические решения для синтеза аммиака в целом и некоторых последующих процессов. Эксперты компании SICK помогут при выборе подходящих продуктов для того или иного применения. При этом основными продуктами для индивидуального анализа газов с целью мониторинга процессов и выбросов при производстве водорода и аммиака являются газоанализаторы S700 и GMS800. Все газовые соединения, имеющие значение для этого процесса, могут быть измерены как с помощью прибора S700, так и с помощью устройства GMS800. Для этого имеются до трёх или даже шести различных модулей анализа.
В зависимости от поставленных задач, места и условий эксплуатации доступны разные формы корпуса: К ним относится и настенный корпус с допуском ATEX для взрывоопасных зон, который может использоваться в суровых промышленных условиях. Оснащённый современным программным обеспечением, прибор GMS800 также имеет все необходимые интерфейсы для дистанционного управления по сети вплоть до подключения к системе управления технологическим процессом.
Другие статьи:
Измерение газа и пыли: ограничение взрывов
Безопасное измерение концентрации углеводородов
