Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Июня 2014 в 11:29, реферат
При использовании 95-97% H2SO4и 96% NaNO3получали 96-98% HNO3. Позднее процесс стали вести под вакуумом, что снижало температуру процесса и его продолжительность.
В начале 20-го века был предложен метод фиксации атмосферного азота в пламени электрической дуги (1906г.). Для производства азотной кислоты этим методом не требуется искусственное сырье и сложное оформление процесса, но этот метод не выгоден в связи с большим расходом электроэнергии.
Расчеты приведены для колонны синтеза с условиями 75°С (348К).
NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O
Расчет теплоемкости для веществ в реакторе:
СР (NH3) = 29,8 +25,48•10-3•348 – (1,67•105/3482) = 37,29 кДж/моль
СР (О2) = 31,46 + 3,39•10-3•348 – (3,77•105/3482) = 29,53 кДж/моль
ΔСР = (29,8 + 2•31,46) + (28,87•10-3•348) + (5,44•105/3482) = 107,26 кДж/моль
Расчет энтальпий веществ в реакторе:
ΔH298 = - 458,83 – 45,94 = -504,77 кДж/моль
ΔH348(NH3) = 61,32 кДж/моль;
ΔH348(O2) = 0 кДж/моль;
ΔH348(H2О) = -178,57 кДж/моль;
ΔH348(HNО3) = -65,74
ΔH348(реакции) = -178,57 – 65,74 – 61,32 = -305,63 кДж/моль;
Расчет энтропии веществ:
ΔS298 = (156,16 + 69,95) – (192,66 + 2•205,04) = -376,63 Дж/моль;
ΔS348(NH3) = 192,97 Дж/моль;
ΔS348(O2) = 205,35 Дж/моль;
ΔS348(H2О) = 70,26 Дж/моль;
ΔS348(HNO3) = 156,47 Дж/моль
ΔS348(реакции) = (156,26+70,47) – (205,35+192,97) = -171,59 Дж/моль;
Расчет энергии Гиббса:
ΔG298 = -504,77 –298•(-376,63) = 111,73 кДж/моль•К;
ΔG348 (NH3) = -504,77 – 348•192,97 = 67,32 кДж/ моль•К;
ΔG348 (O2) = -504,77 – 348•205,35 = 71,97 кДж/моль;
ΔG348 (HNО3) = -504,77 – 348•156,47 = 54,96 кДж/ моль•К;
Константа равновесия: К = 0,98
В производстве азотной кислоты комбинированным методом в качестве отходов производства образуются "хвостовые" газы, очищенные в реакторах каталитической очистки, вентиляционные выбросы вредных веществ, сточные воды.
После абсорбционных колонн образуются "хвостовые" газы с содержанием NO + NO2 не более 0,5 % об. (при получении неконцентрированной азотной кислоты) и не более 0,2 % об. (при получении нитроолеума), которые направляются на установку каталитического разложения оксидов азота до элементарного азота газообразным аммиаком на алюмованадиевом катализаторе АВК-10 (АОК-78-55) и железохромовом катализаторе СТК-1 при температуре 320°С и давлении не более 0,35 МПа.
Очищенные "хвостовые" газы после реакторов каталитической очистки с температурой не более 320°С, направляются в турбодетандеры для рекуперации энергии и далее в выхлопную трубу.
Отдувочные газы из хранилищ, продувочных колонок и отделения 2 поступают на всос турбокомпрессора.
Кроме того, в цехе имеются вентиляционные выбросы оксидов азота и аммиака из контактного отделения, машинного отделения, насосной продукционной кислоты.
Сточные воды из отделения неконцентрированной азотной кислоты выводятся по:
- хозфекальной канализации;
- промливневой канализации;
- канализации химзагрязненных стоков.
Для обеспечения безопасного режима работы в производстве неконцентрированной азотной кислоты по комбинированной схеме необходимо строгое выполнение технологического регламента, инструкций по охране труда по рабочим местам, инструкции по охране труда и промышленной безопасности отделения, инструкций по отдельным видам работ.
Обслуживающий персонал допускается к работе в положенной по нормам спецодежде и спецобуви, обязан иметь при себе исправные средства индивидуальной защиты. Средства защиты (индивидуальный противогаз) обязательно проверяется ежесменно перед началом работы.
Лица, обслуживающие механизмы, должны знать правила Госгортехнадзора, относящиеся к обслуживаемому оборудованию. Лица, обслуживающие котлонадзорное оборудование, - правила котлонадзора.
Не допускать нарушения нормального технологического режима на всех стадиях процесса.
Работы вести только на исправном оборудовании, оснащенном всеми необходимыми и исправно действующими предохранительными устройствами, контрольно-измерительными и регулирующими приборами, сигнализациями и блокировками.
При сдаче в ремонт оборудования и коммуникаций, в которых возможно скопление аммиака, производить продувку оборудования и коммуникаций азотом до отсутствия в продувочном азоте горючих.
Перед заполнением аппаратов и коммуникаций аммиаком после их ремонта производить продувку азотом до содержания кислорода в продувочном азоте не более 3,0% об.
Не допускать ремонт коммуникаций, арматуры, оборудования, находящихся под давлением. Ремонт должен производиться после сброса давления и отключения ремонтируемого участка заглушками. Оборудование, коммуникации, подлежащие ремонту, должны быть продуты или промыты.
Во избежание гидравлических ударов подачу пара в холодные паропроводы производить медленно, обеспечив достаточный их подогрев со сбросом конденсата по всей длине трубопровода. Выход сухого пара из дренажа свидетельствует о достаточном прогреве трубопровода.
Не допускать включение эл.оборудования при неисправном заземлении.
Не допускать ремонт оборудования с электроприводом, без снятия напряжения с электродвигателей.
Ремонт и наладку КИПиА и электрооборудования производить только силами служб КИП и электриков.
Пользоваться открытым огнем в производственных и складских помещениях запрещается:
- огневые работы производятся
только при наличии наряда-
- курение разрешается в отведенных для этих целей местах.
Все вращающиеся части оборудования (полумуфты), крыльчатки вращающихся вентиляторов, на валах электродвигателей должны иметь надежное крепление и ограждены, и окрашены в красный цвет.
Фланцевые соединения кислотных линий должны быть защищены защитными кожухами.
Подтягивание болтов фланцевых соединений трубопроводов, а также производство работ на оборудовании, находящемся под давлением, не допускается.
Аппараты, работающие под давлением, должны удовлетворять требованиям, изложенным в технических условиях и правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов и коммуникаций, работающих под давлением.
Работы в закрытых сосудах производить при наличии наряда-допуска на проведение газоопасных работ.
Вентиляция должна быть в исправном состоянии и находиться постоянно в работе.
Обслуживание грузоподъемных механизмов, сосудов, работающих под давлением, производится только лицами, специально обученными и имеющими специальное удостоверение.
Подходы к аварийным шкафам, пожарным извещателям, телефонам, пожарному инвентарю не допускается загромождать посторонними предметами, содержать их необходимо в чистоте и в исправном состоянии.
Открытые проемы в перекрытиях, площадках, переходные мостики должны иметь ограждения высотой 1 м. В нижней части ограждения должен располагаться бортик или защитная полоса высотой 15 см.
Все контрольно-измерительные приборы и системы автоматики и блокировки должны находится в исправном состоянии.
Для предотвращения отложения нитрит-нитратных солей на внутренних поверхностях аппаратов и трубопроводов, лопастях роторов, стенах компрессоров нитрозного газа и других деталях и аппаратах не допускать длительного розжига контактных аппаратов (более 20 минут), снижения температуры катализаторных сеток, разрыва их, приводящих к проскокам аммиака, прекращения орошения поверхностей, что приводит к отложению нитрит-нитратных солей.
Своевременно производить обтирку, очистку оборудования от проливов технологических продуктов, доливку масла в картеры насосов.
Рабочие места для проведения ремонтных и других работ и проходы к ним на высоте 1,3 м и более должны быть ограждены.
При невозможности или нецелесообразности устройства ограждений работы на высоте 1,3 м и выше, а также при работе с приставной лестницы на высоте более 1,3 м необходимо применять предохранительные пояса, при этом у места производства работ должны находиться вспомогательные рабочие, готовые оказать помощь работающему на высоте. Место закрепления карабина определяет руководитель работ.
Предохранительные пояса проходят испытания перед выдачей в эксплуатацию, а также в процессе эксплуатации через каждые 6 месяцев. На предохранительном поясе должна быть бирка с указанием регистрационного номера и даты следующего испытания.
При работе с азотной кислотой (отбор проб, осмотр коммуникаций, пуск насосов продукционной кислоты и т.п.) необходимо применять индивидуальные средства защиты органов дыхания и зрения (фильтрующий противогаз с коробкой марки "М", защитные очки с резиновой полумаской или защитный щиток из оргстекла, или шлем от противогаза), резиновые кислотозащитные перчатки, специальную кислотозащитную одежду.
При выявлении каких-либо неисправностей в работе оборудования, дефектов опор, стенок и т.п. своевременно ставить в известность начальника отделения, механика цеха. При необходимости остановить оборудование и подготовить его к сдаче в ремонт.
При каждой остановке агрегата в ремонт производить вскрытие нижнего люка окислителя (поз.9) и при наличии солей аммония на распределительной решетке, по стенкам и днищу производить пропарку его острым паром, конденсат сдренировать.
Работы с паром, паровым конденсатом производить в спецодежде, спецобуви, рукавицах.
Для предупреждения проф.отравлений и проф.заболеваний в отделении должны соблюдаться следующие санитарно-гигиенические требования:
__ температура воздуха должна быть:
17-230С- переходной и зимний период;
18-270С- летний период;
__ относительная влажность воздуха:
летом- не более 75 %;
зимой - не более 65 %;
__ шум- не более 65 дБА в шумоизоляционных кабинах, ЦПУ, в остальных местах не более 80 дБА;
__ вибрация – не более 75 дБвшумоизоляционныхкабинах, ЦПУ, в машинном и контактном отделениях не более 92 дБ;
__ освещенность рабочих мест:
ЦПУ, шумоизоляционные кабины- не менее 200 лк;
на площадках абсорбционных колонн- не менее 50 лк;
в машинном и контактном отделениях- не менее 75 лк;
__ предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны помещений:
аммиак- не более 20 мг/м3;
оксидов азота - не более 5 мг/м3.
Кроме индивидуальных противогазов в отделении находится аварийный запас фильтрующих и изолирующих противогазов.
Аварийные противогазы хранятся в аварийных шкафах.
В ходе курсовой работы был рассчитан реактор каталитического окисления аммиака для получения оксидов азота в производстве неконцентрированной азотной кислоты.
Были рассмотрены физико-химические основы процесса. Приведена характеристика исходного сырья и готового продукта.
Рассчитали необходимый объем воздуха для окисления 887,35 м³ аммиака, он составил 5481,13 м³. Вычислили поступающие с воздухом объемы кислорода, азота и аргона исходя из процентного содержания их в воздухе. Вычислили находящиеся в газе после окисления аммиака объемы кислорода, азота, аргона, паров воды.
1 Дыбина, П.В. Расчеты по технологии неорганических веществ / П.В. Дыбина, Ю.Л. Вишняк, А.С. Соловьева - М. Химия, 1987. 238 с.
2 Мельников, Е.Я.Справочник азотчика - М.: Химия, 1987. 427 с.
3 Справочник. Расчеты химико-технологических процессов /Под редакцией И.П.Мухлёнова,1982. 232 с.
4 Позин М.Е. Расчёты по технологии неорганических веществ. – Л.,Химия,1977. 492 с.
5 Дыбина В.П. и др. Расчеты по технологии неорганических веществ. – М., Высш.шк., 1967. 523 с.
6 Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной кислоты: Учеб. Пособие для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1970. – 496 с.
7 Справочник азотчика./Под ред. Мельникова Е.Я. - Т.2: Производство азотной кислоты. Производство азотных удобрений. Материалы и основное специальное оборудование. Энергоснабжение. Техника безопасности. – М.: Химия – 1969. 448с.