синтез аммиака реферат. Надымовой Марины Сергеевны Тема курсовой работы Синтез аммиака в производстве аммиака Содержание пояснительной записки Введение. Сжатое изложение

• Название: Надымовой Марины Сергеевны Тема курсовой работы Синтез аммиака в производстве аммиака Содержание пояснительной записки Введение. Сжатое изложение
• Анкор: синтез аммиака реферат
• Дата: 06.01.2022
• Размер: 1.76 Mb.
• Имя файла: Sintez_ammiaka.doc
• Тип: Изложение; #324962
• страница: 1 из 5

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра Химические технологии

Курсовая работа по курсу ОХТ

Синтез аммиака в производстве аммиака

Выполнила студентка

Группы ТТУМ13-2

Надымова М.С.
Проверил преподаватель:

Саулин Д.В.

Пермь 2015
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра Химические технологии

ЗАДАНИЕ

к курсовой работе по ОХТ студента(ки) Надымовой Марины Сергеевны

Тема курсовой работы Синтез аммиака в производстве аммиака _________________


Содержание пояснительной записки
Введение. Сжатое изложение существа работы.

1. Выбор и обоснование источников сырья, энергоресурсов, географической точки
строительства

2. Выбор и обоснование способа производства.

3. Обоснование оптимальных параметров технологического процесса.

4. Синтез и анализ ХТС (химическая, структурная, операторная и технологическая схемы)

5. Выбор и обоснование конструкции основного аппарата.

6. Расчет материального и энергетического балансов. Определение расходных норм
по сырью и энергии. Пути использования вторичных энергоресурсов.

7. Экологическая оценка производства, отходы производства, их утилизация, ПДК.

Заключение и выводы.

Графическая часть должна содержать:
1. Технологическую схему производства

2. Эскиз основного аппарата

Дополнительное задание_____________________________________________________________
Руководитель курсовой работы Саулин Дмитрий Владимирович____________________

Срок защиты курсовой работы___________________________________________________

Заведующий кафедрой ХТ,

д.т.н., профессор В.З. Пойлов

Оглавление

Введение 3

2. Выбор и обоснование способа производства 7

3.Теоретический анализ 11

4. Синтез и анализ ХТС (химическая, структурная, операторная, технологическая схемы) 19

5.Выбор и обоснование конструкции основного аппарата 24

6. Расчет материального и энергетического балансов. Пути использования вторичных энергоресурсов 26

7. Экологическая оценка производства, отходы производства, их утилизация, ПДК 29

Заключение 31

Список литературы 32

Введение

Азотное производство играет важнейшую роль в современной химической промышленности. Соединения азота применяются как при получении органических, так и неорганических веществ. Особую статью в азотной промышленности составляет производство аммиака. Именно с помощью его производятся удобрения, азотная кислота, взрывчатые вещества, хладоагенты и многое другое.

Производству азотных удобрений и их основы, аммиака, в нашей стране всегда уделялось первостепенное внимание. Среднегодовой прирост темпа аммиака за последние 20 лет составляет 10-19%. Производство аммиака отличается большой энергоемкостью. Историю развития производства аммиака можно рассматривать как борьбу за повышение полезного использования электрической, тепловой, и механической энергии.

Использование природного газа в производстве аммиака увеличило общий энергетический к. п. д. до 40%. Современные энерготехнологические агрегаты аммиака практически автономны и имеют производительность 450-500 тыс. т. в год и общий энергетический к. п. д.50-52%. Это обеспечено достижениями химической технологии, химического и энергетического машиностроения, металлургической и приборостроительной промышленности, а также высокой квалификацией строителей, монтажников.

Мировая выработка аммиака в настоящее время превысила 200 млн. т в год. Многотонажные производства поддерживает стремление инженеров-технологов улучшать технологию синтеза аммиака, делать её более экономичной, менее энергоёмкой и экологически безопасной на всех стадиях процесса. [2]

П
роизводство аммиака является важной отраслью промышленности, потому что оказывает огромное влияние на функционирование различных сфер, как хозяйственной деятельности, так и просто жизни людей.

Рисунок 1. Использование аммиака


1. Выбор и обоснование сырья, энергоресурсов, географической точки строительства
Сырьем в производстве аммиака является азотоводородная смесь (АВС) состава N₂:H₂ = 1:3. Ресурсы атмосферного азота практически неисчерпаемы, поэтому производство аммиака определяется в основном способом производства водорода.


Рисунок 2 – Сырьевые ресурсы производства аммиака.

Азот получают ректификацией (перегонкой) сжиженного атмосферного воздуха.

Водород для синтеза аммиака может быть получен:

1. разделением обратного коксового газа,

2. газификацией твердого топлива,

3. конверсией природного газа (метана или его газообразных гомологов),

4. конверсией оксида углерода с водяным паром,

5. крекингом метана

6. электролизом либо термическим разложением воды

Первым из основных источников сырья для получения синтез - газа явилось твердое топливо, которое перерабатывалось в газогенераторах водяного газа по следующим реакциям:

C+H2O ↔ CO + H2

C+O2 ↔ CO2

Такой способ получения заключается в попеременной подаче через слой крупнокускового твердого топлива (антрацита, кокса, полукокса) воздушного и парового дутья.

Для дальнейшего использования в производстве водяной газ необходимо очистить от сернистых соединений и провести конверсию оксида углерода по реакции:

CO+H2O↔CO2+H2

Затем удаляем диоксид углерода полностью для использования в синтезе аммиака.

Недостатками процесса являются его периодичность, низкая единичная производительность газогенератора, а также высокие требования к сырью по количеству и температуре плавления золы, его гранулометрическому составу и другим характеристикам.

Синтез - газ из углеводородных газов (природного, попутного, газов переработки других топлив) в настоящее время является основным источником получения аммиака. По использованию окислителя и технологическому оформлению можно выделить следующие варианты процесса получения водородосодержащих газов: высокотемпературная кислородная конверсия, каталитическая парокислородная конверсия в шахтных реакторах, каталитическая паро-углекислотная конверсия в трубчатых печах. [2]

Окисление метана (основного компонента углеводородных газов) при получении синтез - газа протекает по следующим основным суммарным реакциям:

CH4 + 0,5O2 = CO + 2H2

CH4 + H2O = CO + 3H2

CH4 + CO2 = 2CO + 2H2

Аналогичным образом осуществляются реакции окисления гомологов метана.

В процессах получения аммиака используют вторичные энергетические ресурсы. В промышленности синтез аммиака осуществляют по энерготехнологической схеме. Это означает, что в схеме производства аммиака используется энергия потоков после реакторов, которые дополнительно сжимаются в мощных турбокомпрессорах и возвращаются обратно в схему для более полного взаимодействия. Наибольшее количество энергии (более 50 %) потребляет компрессор для сжатия синтез-газа.

В производстве аммиака образуются технологические потоки газа, нагретые до высокой температуры. Это дымовые и конвертированные газы после конверсии метана, синтез-газ после метанирования и др. Однако их энергии для подогрева реакционных смесей недостаточно. Поэтому в технологическую схему дополнительно вводят парокотельную установку, в которой сжигают природный газ. Таким образом, при производстве аммиака используют производственные вторичные энергетические ресурсы, а также потребляют дополнительное тепло, получаемое от сжигания природного газа в котле, который входит составной частью в технологическую схему. Процесс получения аммиака становится автономным и обеспечивает себя необходимой энергией.[3]

Разделение косового газа. Предварительно очищенный от бензола, нафталина, окислов азота, аммиака, цианистых и сернистых соединений, двуокиси углерода и водяных паров коксовый газ направляется на разделительную установку. Разделение коксового газа методом глубокого (низкотемпературного) охлаждения основано на большой разнице температур кипения компонентов газа.

Глубоким охлаждением коксового газа (примерно до —196°С) с последующей промывкой его жидким азотом выделяют газообразную азотоводородную смесь (при абсолютном давлении 1 атм температура кипения водорода —252,8 °С, азота—195,8 °С), используемую для синтеза аммиака.

Первостепенным энергоресурсом будет являться электроэнергия, расходуемая на работу оборудования: насосы, компрессоры, установок, предназначенных для нагрева (котлы, печи) посредством электрической энергии. Помимо технологического применения электричество используется для освещения производственных помещений. Основным теплоносителем и хладагентом будет являться водяной пар и вода. Сама технологическая схема производства аммиака зависит, прежде всего, от сырья, из которого получается конечный продукт. Дело в том, что, в отличие от азота, который содержится в воздухе в больших количествах, водород в чистом виде в природе практически не присутствует, а выделять его из воды - довольно трудоемкий и энергозатратный процесс

Географическое расположение подразумевает размещение завода вблизи основного сырья - месторождений газа или заводов нефтепереработки, которые могут предоставить попутный нефтяной газ или природный газ на продажу.

Производство аммиака в основном определяется способом производство водородом, его получают различными методами (азот получают из воздуха). При синтезе аммиака используют вторичные энергетические ресурсы - энергия потоков после реакторов. Строят завод вблизи месторождений газов или заводов нефтепереработки, которые могут предоставить попутный нефтяной газ или природный газ.