Исследование катализаторов, рассматриваемое ниже, связано с «процессом Габера», который используется для промышленного производства аммиака, применяемого в удобрениях. «Процесс Габера» преобразует азот и водород в аммиак с использованием металлического катализатора при высоких температурах и давлениях. Исследования катализаторов постоянно развиваются по мере нахождения более эффективных материалов. Первоначально в «процессе Габера» катализатором служил осмий. В настоящее время катализатор основан на железе.
Исследование катализаторов проводится на опытной установке. Опытная установка снижает технические и коммерческие риски, связанные с крупными производственными установками, предоставляя ценные предварительные научные данные о реакциях, свойствах материалов, выходе процессов и других параметрах. Она позволяет проводить эксперименты с контролем всех условий — давления, температуры, расхода и времени реакции. Целью является постоянное повышение выхода продуктов процесса или разработка новых процессов с более высоким выходом.
Типичный «процесс Габера» начинается с использования двух термомассовых расходомера (MFC) . Один массовый расходомер подаёт азот в поток, другой — водород. Соотношение N₂ к H₂ составляет 1:3. Далее этот технологический поток подаётся в компрессор,а затем в нагреватель. Типичные условия давления и температуры для реакции составляют: давление - 1450 psi и температура от 750 до 930 °F.
Основные характеристики прибора
Два термомассовых расходомера серии SLA точно измеряют критическую подачу газа для обеспечения реакции. По мере прохождения процесса через каталитические слои он выходит из реактора в виде газа. Затем газ проходит через теплообменник и далее в конденсатор. Попав в охлаждающий блок, аммиак переходит в жидкое состояние. На выходе из охлаждающего блока аммиак может измеряться и контролироваться с помощью кориолисового расходомера.
В зависимости от условий эксплуатации приборов доступны сертификаты соответствия: UL, ATEX, IECEx, KOSHA, FM и CSA. Дополнительно доступны цифровые протоколы связи EtherNet/IP или PROFINET для более интеллектуального управления процессом.
Благодаря использованию контроллеров массового расхода SLA и кориолисовых расходомеров с цифровыми протоколами связи, компании смогут добиться ускорения химических реакций и повышения их энергоэффективности. Это также обеспечит улучшенный контроль над процессом, что позволит увеличить выход целевого продукта и минимизировать образование нежелательных побочных веществ.