Укладачі: ТЕРТИШНИЙ Олег Олександрович

                        ОПАРІН Сергій Олександрович

                        РЯБІК Павло Васильович

 

 

                                                                                 Редактор Л.М. Тонкошкур

                                                                                 Коректор Л.Я. Гоцуцова

 

 

Підписано до друку 21.06.10. Формат 60×84 ¹/₁₆. Папір ксерокс. Друк різограф. Ум.–друк. арк. 2,04. Обл.-вид. арк. 2,11. Тираж 70 прим. Зам. № 164. Свідоцтво ДК № 303 від 27.12.2000.

ДВНЗ УДХТУ,49005, Дніпропетровськ-5, пр. Гагаріна, 8.

Видавничо-поліграфічний комплекс ІнКомЦентру

ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ

 

Розрахувати абсорбційну установку для одержання аміачної води із вмістом аміаку 25 мас.% шляхом вилучення аміаку водою із реакційної суміші, яка надходить з установки синтезу.

Вихідні дані для проектування:

– витрата реакційної суміші, V₀ = 12000 нм³/год;

– склад реакційної суміші, у_і, об. %;

– у_{Н 2}=47,1; у_Аr= 4,5; у_N2 =21,5; у _СН4=10,9; у_NН3 =16,0;

– абсорбент – хімічно очищена вода з початковою температурою t_п= 10⁰С;

– ступінь вилучення аміаку, С_в=0,90;

– робочий тиск в абсорбері, Π = 0,5 МПа;

– основний апарат, який проектується  – насадковий абсорбер.

 

 

ВСТУП

 

Відповідно до завдання, необхідно виконати розрахунки абсорбційної установки для вилучення аміаку із азото-водневої суміші з одержанням в якості кінцевого продукту аміачної води. Таким чином, у процесі розглядаються чотири середовища: аміак, азото-воднева суміш, вода та аміачна вода.

Аміак одержують із азоту і водню в результаті каталітичної реакції при підвищеному тиску і температурі.

 

.

 

Реакція зворотна. При одноразовому проходженні реакційної суміші через каталізатор ступінь перетворення складає 15 ÷ 25% від рівноважної концентрації [1, 2]. Тому в промислових умовах утворений аміак вилучають, а газ, що не прореагував, повертають знов у колону синтезу разом із свіжою порцією азото-водневої реакційної суміші. В залежності від робочого тиску процесу аміак вилучають або в процесі зрідження з наступною сепарацією, або вимиванням водою в абсорберах. Близько 10% аміаку одержують із коксового газу.

Аміак, як товарний продукт випускається в зрідженому стані під тиском, або у вигляді аміачної води.

Аміак безбарвний газ з різким запахом, температура кипіння при атмосферному тиску, t_кип = - 33,35⁰С; середня теплоємність у газовому стані,    с_р = 35,63 Дж/моль·К; добре розчиняється у воді; диференційна теплота розчинення q_д = 2070 кДж/кг [2, 3].

Аміак сильно подразнює слизисті оболонки. При гострому отруєнні пошкоджуються очі, дихальні шляхи, слух, органи травлення. Рідкий аміак викликає сильні опіки. Гранично допустима концентрація – ГДК = 20 мг/м³. Аміак застосовують у виробництві НNО₃; NН₄NО₃; (NН₄)₂СО₃; (NН₄)SО₄; амофосу, уротропіну; в якості рідкого добрива.

Вода, яка використовується в даному процесі має природне походження, але попередньо хімічно очищається та охолоджується. При цьому її температура знижується до 5 ÷ 10⁰С. Середня теплоємність води в інтервалі температур 0 ÷ 100⁰С, с_р = 4,19 кДж/кг·К. Густина води змінюється, відповідно, від 1000 кг/м³ до 958 кг/м³. В’язкість зменшується від 1,79 мПа·с до 0,284 мПа·с.

Вода присутня в складі багатьох товарних продуктів, є одним із реагентів, являється ефективним теплоносієм і добрим абсорбентом.

 Азото-водневу суміш для синтезу аміаку одержують у результаті змішування водню з повітрям у необхідному співвідношенні. Водень надходить з установок конверсії метану після його очищення від вуглекислого газу.

Азото-воднева суміш в абсорбційному процесі одержання аміачної води розглядається, як інертний газ-носій. Необхідні для розрахунків фізико-хімічні властивості інертного газу визначаються відповідно до встановленого складу і властивостей індивідуальних компонентів.

 

Аміачну воду одержують абсорбцією аміаку водою в барботажних або насадкових абсорберах з концентрацією 25 мас. %. Крім цього аміачну воду одержують із сирого коксового газу. Спочатку утворюється слабка або скруберна аміачна вода, яка після дистиляції з водяною парою і дефлегмації укріплюється до 18÷18,5 мас. %. Зберігають та транспортують аміачну воду в сталевих цистернах, баках або скляних бутилях.

Аміачна вода прозора, інколи з жовтуватим відтінком та різким запахом. Густина 18÷25% розчину коливається в межах  930 ÷ 910 кг/м³ при 15⁰С.

Аміачну воду застосовують у виробництві барвників, соди, у електролітичному виробництві марганцю, як добриво, для амонізації кормів у тваринництві.

 

 

ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

 

Абсорбція – процес поглинання газу або пари (абсорбтиву) рідкими поглиначами (абсорбентами). Зворотній процес виділення газу із одержаного розчину називається десорбцією.

При фізичній абсорбції абсорбтив хімічно не взаємодіє з абсорбентом. Якщо в процесі абсорбції утворюються хімічні сполуки, то маємо хемосорбцію.

Об'єднання в одній технологічній схемі процесів абсорбції і десорбції дозволяє виділяти газові або парові компоненти у чистому вигляді.

У даному випадку десорбція не потрібна тому, що цільовим продуктом є аміачна вода.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: