На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Шпаргалка Основные технологические понятия: производительность, интенсивность, расходные коэффициенты, конверсия, селективность, выход. Химический процесс. Технологический режим.

Информация:

Тип работы: Шпаргалка. Предмет: Химия. Добавлен: 28.05.2014. Страниц: 21. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Вопрос №1
Основные технологические понятия: производительность, интенсивность, расходные коэффициенты, конверсия, селективность, выход. Химический процесс. Технологический режим.
Производительность агрегата (n) – это количество выработанного продукта или переработанного сырья (G) за единицу времени (T): n=G/T, кг/ч (т/ч). Для производства, где количество выработанного продукта измеряется объёмом (Vn): n=Vn/T, м3/ч
Интенсивность работы аппарата (Y) – это производительность отнесенная к объёму аппарата V (м3) или площади его сечения S (м2): Y=n/v=G/T*v, кг/ч.м3; Y=Vn/T*v, м3 продукта/ч.м3; Y=n/S=G/T*S, кг/ч.м2; Y=Vn/T*S, м3 продукта/ч.м2.
Расходный коэффициент (B) – это расход Q (сырья, воды, электроэнергии, реагентов), отнесенные к единице целевого продукта: B=Q/G, т/т, м3/т
Конверсия – это величина, характеризующая превращение сырья в результате реакции. Она представляет собой отношение количества сырья, вступившего в реакцию, к количеству сырья, взятому для проведения реакции: К= кол-во прореагировавшего сырья/ кол-во сырья взятого в реакцию.
Выходом целевого продукта от стехиометрического выхода в расчете на взятое в реакцию сырьё является отношение количества фактически полученного целевого продукта к количеству целевого продукта, которое можно получить в соответствии со стехиометрическими коэффициентами при 100% конверсии сырья.
Селективностью процесса по данному целевому продукту называется отношение количества фактически полученного продукта к тому количеству целевого продукта, которое можно получить из прореагировавшего реакции сырья, исходя из стехиометрических соотношений.


Вопрос №2
Энергопотребление в химической технологии. Энергосберегающие технологии в химическом производстве. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Коэффициент использования энергии. Тепловой КПД процесса. Энерготехнологические схемы.
Химическая промышленность – крупный потребитель различных видов энергии. Основные принципы энергосберегающей технологии в химических производствах можно сгруппировать в три позиции: 1.Совершенствование технологий: а) выбор оптимального сырья становится существенным элементом энергосберегающей технологии. б) использование энергосберегающих катализаторов. 2.Улучшение использования энергии. Сюда относится как повышение КПД технологических печей, пароперегревателей, парогенераторов, так и использование на химических и нефтехимических предприятиях других теплоносителей. 3.Организация энергосберегающей политики.
ВЭР – это энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологической установке, который может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других потребителей. ВЭР подразделяют на три вида: горючие, тепловые и механические. Коэффициент использования энергии nэ - это отношение количества энергии, которое теоретически требуется затратить на получение массовой единицы продукта Wt, к количеству практически затраченной энергии Wпр.: nэ=(Wt/Wпр.)*100%. Тепловой КПД процесса nT – это отношение количества тепла, использованного непосредственно на осуществление основных химических реакций Qт, к общему количеству затраченного тепла Qпр.: nT= (Qт/Qпр.)*100%


Вопрос №3
Производство водорода. Сырьевые источники. Способы получения водорода. Краткая характеристика и сравнение методов производства водорода.
Способы получения водорода:
1) Паровая каталитическая конверсия легких углеводородов с подводом тепла. Этим способом конвертируются природный газ, сжиженные газы и бензиновые фракции с температурой кипения до 200оС. Смесь углеводородов и паров воды подаётся в реакционные трубы, находящиеся в топке печи и воспринимающие от неё тепло. Процесс ведется под давлением до 2-4 МПа и при температуре газа на выходе 760-900оС на никелевом кат. Преимущества – низкие энергетические затраты. Недостатки – большие капитальные вложения.
2) Автотермическая каталитическая конверсия легких углеводородов. Этим способом перерабатываются природный, коксовый и некоторые другие газы. Процесс осуществляется в шахтном реакторе с неподвижным слоем никелевого катализатора, куда подается предварительно перемешанная смесь газа, пара и кислорода. Температура на выходе из реактора 800-860оС. Преимущества – низкие удельные капитальные вложения. Недостатки – энергетические затраты.
3) Высокотемпературная кислородная конверсия углеводородов. Процесс представляет собой неполное окисление углеводородов с образованием водорода и оксида углерода. Реакция происходит в свободном объёме при 1300-1500оС под давлением 8-9МПа.Преимущества – низкие кап. затраты. Недостатки – использование высоких температур и давлений и образование сажи.
4) Газификация твердых топлив (угля, сланцев, торфа). Процесс проводится с подачей в реактор с неподвижным слоем мелкозернистого топлива воздушного, кислородного, паровоздушного и парокислородного дутья под давлением до 0,4МПа при 1300-1500оСПроцессы значительно уступают первым трем названным выше способам, однако используют в качестве сырья неограниченные на сегодня источники.
5) Конверсия биомассы растительного сырья с водой. Конверсия в присутствии кат. протекает по реакции: CxHyOz + xH2O = xH2 + yCO2 . Температура процесса 500-700оС, давление 0,1МПа. Преимущества – низкие энергозатраты. Недостатки – уступает по энергетическим показателям.
6) Электролиз воды и растворов солей. Преимущества – простота и надежность технологической схемы. Недостаток – большая энергоёмкость.
7) Извлечение водорода как побочного продукта.


Вопрос №4
Блок-схема производства водорода и азотоводородной смеси парокислородовоздушной конверсией метана.




Вопрос №5
Подготовка сырья для производства водорода парокислородовоздушной конверсией легких углеводородов: «сухие» методы очистки от сернистых соединений.
Стадией подготовки сырья для производства водорода и азотоводородной смеси является обессеривание сырья – удаление газообразных сернистых соединений, поскольку они являются сильными каталитическими ядами. Большинство современных установок паровой конверсии природного газа снабжены системой очистки поглотителями на основе оксида цинка, способного реагировать помимо сероводорода со многими сернистыми соединениями: H2S + ZnO = ZnS + H2O;
CS2 + 2ZnO = 2ZnS + CO2;
COS + ZnO = ZnS +CO2;
RSH + ZnO = ZnS + ROH.
Температура очистки 350-400оС. Адсорбент не регенерируется. Остаточное содержание серы в газе не превышает 1 мг/м3. В мировой практике для этой цели используют поглотители на основе оксида цинка, нанесенного на носитель (цемент и др.).

Вопрос №6
Термодинамические основы производства водорода каталитической конверсией углеводородных газов. Выбор условий проведения процесса. Общие требования к катализаторам химико-технологических процессов.
Конверсию углеводородных газов для получения водорода ведут, применяя в качестве окислителя водяной пар или кислород.
CH4 + H2O = CO +3H2 -206кДж;
CH4 + 0,5O2 = CO + 2H2 + 35кДж;
CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 – 248кДж;
конверсия оксида углерода с водяным паром по реакции:
CO + H2O = CO2 +H2 +41 кДж;
Суммарно процесс конверсии метана с вод паром протекает в поглощением тепла: CH4 +2H2O = CO2 + 4H2 -165кДж;
Увеличение соотношения CH4: H2O c 1:1 до 1:2 увеличивает конверсию метана. Процесс конверсии выгодно проводить при повышенном давлении для увеличения скорости реакции, так как при этом растет концентрация вещества в единице объёма. При повышенном давлении уменьшаются так же объёмы теплообменных и контактных аппаратов и трубопроводов, что очень важно. Активность никелевого катализатора уменьшается при наличии в газе сернистых соединений. Итак, конверсия легких углеводородов протекает при 760-900оС(на выходе из реактора), при повышенном (до 4МПа) давлении в присутствии избытка водяного пара.

Вопрос №7
Конверсия оксида углерода в пр-ве водорода. Выбор усл проведения процесса. ВысокоТ и низкоТ кат-ры.
Сопутствующая процессам конверсии метана реакция конверсия СО водяным паром – в конверторе метана протекает частично. Эта реакция является желательной.
увеличение его выхода, могут быть достигнуты повышением концентрации исходных реагентов и снижением температур. В промышленных условиях конверсию проводят при атмосферном и повышенном давлении. Увеличение содержания водяного пара в газовой смеси способствует более полному протеканию конверсии СО. Повышение Т смещает влево равновесие реакции конверсии СО, однако при низких температурах реакция протекает очень медленно даже в присутствии катализаторов и выбор температуры зависит от типа применяемого катализатора. В РФ сегодня используются катализаторы двух типов: 1) Катализатор на основе оксида железа с добавлением оксидов хрома. Они работают при 320-470оС. Это высокоТ катализаторы. 2) низкоТ цинк-хромовомедные и цинк-хроммедноаллюминевые кат позволяют проводить процесс при 190-250оС и получать остаточное содержание СО в газах 0,2-0,4%

Энерготехнол схема паровой кат двухступ конверсии метана и СО.
Природный газ под давлением поступает в систему теплообмена с отходящими дымовыми газами (2), где он подогревается и направляется для очистки от сернистых соединений в аппарат (1). Очищенный газ далее смешивается с водяным паром, нагревается в системе теплообмена (3) и направляется в реактор трубчатого типа (4), в котором осуществляется первая ступень конверсии метана. Дальнейшая конверсия метана проходит в шахтном реакторе второй ступени (5). В этот реактор вместе с реакционной смесью компрессором (16) подается нагретый в системе теплообмена (6) воздух, обогащенный кислородом. В реакторе (5) остаточный метан практически полностью взаимодействует с водяным паром и кислородом. Полученный конвертированный газ проходит котел-утилизатор (7), где его температура снижается. Затем газ поступает на конверсию СО вначале в высокотемпературный конвектор (8), затем проходит теплообменник (9) для охлаждения и поступает в низкотемпературный конвектор (10). После этого газ охлаждается в теплообменнике (11) и холодильнике (12), проходит колонну отделения воды (13) и напр на очистку

Вопрос №9
Очистка технологических газов от диоксида углерода. Методы очистки: водными растворами алканоламинов, горячими растворами поташа, холодным метанолом.
Очистка водными р-рами алканоламинов. Химизм поглощ кислых газов: CO2 + 2RNH2 + H2O = (RNH3)2CO3;
CO2 + (RNH3)2CO3 + H2O = 2RNH3HCO3; где R – группа HOCH2CH2.
Среди всех этаноламинов МЭА обладает макс адсорбц способностью по отношению к CO2 и H2S. Адсорбция протекает при 40-45оС и1,5-3,0 МПа. Обр-ся в результате абсорбции карбонаты и бикарбонаты разлагаются в десорбере с выделением СО2 при нагрев потока до 120-130оС.
Очистка горячими растворами поташа. Процесс основан на абсорбции кислых газов водными растворами карбонатов натрия и калия с активирующими добавками оксидов поливалентных металлов в результате реакции: MeCO3 + CO2 + H2O = 2MeHCO3. Для повышения растворимости карбонатов в воде и скорости хемосорбционного процесса очистка проводится горячими растворами карбонатов. Обычно применяют 25% водный раствор K2CO3, активированный мышьяком. Скорость абсорбции практически полностью лимитируется скоростью рии в жид фазе: CO2 + OH- = HCO3-. Давление при абсорбции 2-3 МПа. Очистка позволяет снизить сод СО2 в газе до 0,05-0,1% масс..
Очистка холодным метанолом. Этот метод получил наибольшее распространение. В усл процесса (-60оС, 0,4 МПа)в 1 г метанола растворяется 600 см3 СО2. Десорбция СО2 осуществляется повышение температуры и снижением давления. Процесс характеризуется высокой селективностью. Недостаток процесса – использование низких Т.


Вопрос №10
Очистка технологических газов от монооксида и диоксида углерода, азота, метана. Каталитическое гидрирование (метанирование). Короткоцикловая адсорбция (PSA).
Каталитическое гидрирование применяется для удаления небольших колв СО, СО2, О2, CH4 и N2 порядка долей процента, например 0,2-0.4 % для СО или СО2. В основе метода лежат следующие реакции:
CO +3H2 = H2O + CH4; CO2 + 4H2 = 2H2O + CH4; O2 + 2H2 = 2H2O;
Первые две рии называются реакциями метанирования. Усл процесса: 32МПа, 300-350оС (с кат типа Fe) и 200оС (с кат типа Ni-Cr или Ni-Al). Часто кат гидрирование используется только как дополн или тонкая очистка, проводимая в агрегате предкатализа от CO и следов СО2.
PSA – это короткоцик адсорбция получения водорода с чистотой товарного продукта 99, 5 – 99,999% об. Очистка осущ-ся на молекул ситах при переменном давлении. Циклы адс примесей и десор чередуются через корот промежутки времени. Стадия адсорбции проходит при повышенном р. На стадии десорбции происходит выдел примесей. PSA позволяет изменить пар-ры работы печи паровой конверсии: снижен расход пара и улучшена энергетика установки. Отсутствует стадия поташной очистки, дающая вредные стоки и требующая периодического добавления поташа.

Вопрос № 11
Энерготехнологическая схема синтеза аммиака при среднем давлении.
Азотоводородная смесь, прошедшая систему очистки, подается сверху в колонну синтеза (1), где происходит образование аммиака. Прореагировав на 14-20% , Азотоводородная смесь выводится из колонны синтеза при 400оС, проходит котел-утилизатор (2), и при 90-100оС направляется через водяной холодильник (3) в сепаратор (4). В водяном холодильнике конденсируется лишь часть аммиака, происходит это при давлении 32 МПа. Далее газ турбоциркуляционным компрессором (5) подается в конденсационносепарационную колонну (6) , где за счет циркуляции части смеси через аммиачный испаритель (7) получают холод, необходимый для более полного выделения аммиака из смеси. В конденсационной колонне происходит смешение циркулирующего газа со свежей азотоводородной смесью. Свежая Азотоводородная смесь подается турбокомпрессором (10), приводимой в движение паровой турбиной (9), вращаемой паром, поступающим из котла-утилизатора (2).



Синтез аммиака идет без образования побочных продуктов по уравнению: N2 +3H2 = 2NH3 + Q.
Синтез аммиака – процесс обратимый и протекает со значительным уменьшением объёма и выделением тепла. С повышением давления и снижением температуры происходит смещение равновесия вправо. В произ-ве для получения требуемой скорости, синтез аммиака ведут при Т не ниже 400-500оС и в присутствии тв катализаторов.



Вопрос №12
Физико-хим основы производства разбавленной азотной кислоты. Стадия окисления оксида азота до диоксида. Нитрозные газы.
Разбавленная азотная кислота получается окислением газообразного синтетического аммиака. В основе получения разб азотной кислоты рии:
1. Контактное окис-е HN3 до оксида азота: 4NH3 +5O2= 4NO +6H2O + Q.
2. Окисление оксида азота до диоксида: 2NO + O2 = 2NO2 + Q
3. Адсорбция диоксида водой: 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO + Q.
Для рии(1): процесс экзотерм. В завис от усл между аммиаком и кислородом могут протекать рии: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O +Q;
4NH3 + 4O2 = 2N2O + 6H2O +Q;
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + Q; Все рии практ необратимы, поэтому направление процесса опр-ся соотнош скоростей реакции. В отсутствии кат окисление аммиака идет в основном по третьей реакции. Для производства азотной кислоты необходимо более полное окисление аммиака по первой реакции, поэтому применяют кат, избирательно ускоряющие её. Процесс окисления происходит только при высокихТ, но менее 900оС. В качестве кат с избирательными свойствами, резко ускоряющими процесс окисления аммиака до NO2 являются платина и её сплавы. Неплатиновые катализаторы хотя и менее активны, но более дешёвые так же находят некоторое применение.
Для рии(2): Т<150оС полностью протекает в сторону обр диоксида азота. При более высокой T равновесие сдвигается влево и при 800оС окисление оксида азота в диоксид практически не происходит. Реакция идет с уменьшением объёма и с выделением значительного ква тепла. Понижение температуры и повышение давления увеличивают равновесный выход NO2. При охлаждении диоксид азота может ассоциировать с образованием димера по реакции: 2NO2 = N2O4. Скорость этой реакции очень велика. Диоксид азота взаимодействует оксидом с образованием полуторного оксида: NO + NO2 = N2O3. Итак смесь нитрозных газов, которая кроме N2 и O2, поступающих с воздухом, содержит NO2, N2O4, N2O3, NO, N2O, и H2O. Основным компонентом в процессе абсорбции водой является NO2.
Для рии(3): Абсорбция диоксида азота водой протекает по ур:
2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 + Q;
N2O4 + H2O = HNO3 + HNO2 + Q.
Азотистая кислота неустойчивая и распадается:
3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O – Q.
Суммарное ур абсорбции: 3NO2 +H2O =2HNO3 +NO+ Q.
Положительное влияние на абсорбцию оказывает понижение температуры и повышение давления. В итоге в системах, работающих под атмосферным давлением, наиболее медленной стадией всего процесса является окисление оксида азота до диоксида. Поэтому требуются большие объёмы окислительно-абсорбционных башен. Применение в процессе воздуха, обогащенного кислородом, или чистого O2 позволяет увеличить концентрацию NO в нитрозных газах и увеличить скорость окисления NO и NO2.
Стадия очистки отходящ газов от «хвостовых» оксидовN.
Важной экологической проблемой является очистка отходящих газов от оксидов азота. В настоящее время наиболее прогрессивным является метод каталитического расщепления оксидов. При каталитическом восстановлении оксидов азота метаном протекают следующие реакции: CH4 + 2O2 = CO2 + H2O + Q; 4NO2 + CH4 = 4NO + CO2 + 2H2O; 4NO + CH4 = 2N2 + CO2 + H2O. Отходящие газы смешиваются с природным газом и сжигаются. При сжигании часть метана окисляется кислородом, связанным с азотом в форме NO и NO2. В результате оксиды расщепляются с выделением свободного азота. В качестве катализатора используется палладий, нанесенный на оксид алюминия. Температура очистки 400-800оС. Восстановление происходит до содер оксидов азота в отходящих газах до 0,002% об. Этот процесс носит название каталитической дефикасации оксидов азота.
Энерготехнол схема пр-ва разб аз к-ты при «дробном» р.
Сжатый центробежным компрессором (5) , поступивший из заборной трубы (1) и очищенный на фильтре (2), воздух поступает в смеситель контактного аппарата (7). Жидкий аммиак насосом (3) прокачивается через испаритель аммиака (4) и попадает в перегреватель газообразного аммиака (6), после чего подается в смеситель контактного аппарата, где смешивается с воздухом. Нагретый в результате экзотермической реакции окисления аммиака горячий нитрозный газ при 850-880оС отдает тепло на получение водяного пара в котле-утилизаторе (8).

Нитрозные газы далее проходят подогреватель питательной воды (9)и воздушный холодильник (10), где охлаждаются, после чего поступают в газовый промыватель (11), в верхнюю часть которого подается конденсат азотной кислоты. Из нижней части промыватель азотная кислота направляется в адсорбер(13). Охлажденный нитрозный газ поступает в нитрозный компрессор (12), где сжимается. Далее нитрозный газ охлаждается в подогревателе питательной воды и в воздушном холодильнике, а затем поступает в абсорбционную колонну (13), который охлаждается оборотной отходящей водой. Полученная 60% азотная кислота поступает в продувочную колонну (14) и отводится с установки. Продувочные газы из аппарата (14) возвращаются в цикл, смешиваясь с нитрозными газами перед промывателем. Выхлопные газы из абсорбционной колонны поступают в подогреватель (15), где они подогреваются смесью выхлопных газов, покидающих установку, и дымовых газов, проходят смеситель (16), куда подается дозированное количество природного газа, и поступает в аппарат каталитической очистки (17), заполненный палладиевым катализатором. В аппарате проходит процесс «дификсации» оксидов азота, содержание которых на выходе составляет до 0,004% об. Очищенный таким образом газ при 750-770оС подается на рекуперативную газовую турбину (19), энергия, которая используется для привода нитрозного и воздушного компрессора. Далее очищенный газ подается в топку (18), где сжигается природный газ для получения тепла, необходимый для проведения реакции каталитической очистки, проходит подогреватель выхлопных газов (15) и выбрасывается в атмосферу.





Вопрос №14
Физико-хим основы пр-ва серной кислоты контактным способом. Основные стадии процесса.
Контактным способом производится большое количество сортов H2SO4, в том числе олеум, содержащий 20% свободного SO3, купоросное масло (92,5% H2SO4 и 7,5% H2O), аккумуляторная к-та, примерно такой же концентрации как купоросное масло, но более чистая.
Конт способ включает четыре стадии:
1)производство сернистого газа
2) очистку сернистого газа от примесей
3) контактное окисление SO2 в SO3
4) абсорбция серного ангидрида серной к-той.
Главной стадией всего процесса явл контактное окисление SO2 в SO3. При изменении внешних условий химическое равновесие смешается в сторону той реакции, которая ослабляет внешнее воздействие, то равновесие обратимой реакции: 2SO2 + O2 = 2SO3 + Q. Равновесие сдвигается в сторону образования SO3 при понижении температуры и повышении давления. Повышение давления естественно увеличивает и скорость реакции. Однако повышенное давление в этом процессе применять нерационально, т.к. кроме реагирующих газов пришлось бы сжимать балластный азот, составляющий обычно 80% всей смеси. Без катализатора реакция проходит очень медленно вследствие малой вероятности столкновения трёх молекул. В производстве применены три катализатора: металлическая платина, оксиды железа, пятиоксид ванадия. Процесс катализа слагается из следующих стадий: 1) Диффузия реагирующих компонентов из ядра газового потока к гранулам, а затем в порах контактной массы. 2) Сорбция кислорода катализатором. 3) Сорбция молекул SO2 с образованием комплекса SO2*O*катализатор. 4)Перегруппировка электронов с образованием комплекса SO3*катализатор. 5) Десорбция SO3. 6) Диффузия SO3 из пор контактной массы и от поверхности зерен. РостТ увеличивает равновесную концентрацию, поэтому в начале процесса увеличивается, а при приближении фактического выхода к равновесному сильнее сказывается влияние падения равновесной концентрации SO3 и скорость с дальнейшем ростом температуры начинает снижаться. Таким образом, в контактных аппаратах для достижения макс скорости процесс следует начинать при возможно более высокихТ(около 600оС), и заканчивать при 400оС


Технолог схема производства серной кислоты контактным способом.
Обжиговый газ из печи после грубой очистки от пыли в электрофильтре (1) поступает в полую промывную башню (2), где орошается холодной серной кислотой.
При охлаждении газа до 80-90оС имеющийся в нем триоксид серы и пары воды конденсируются в виде тумана. В капельках тумана растворяются оксид мышьяка, оксид селена и улавливаются частички пыли. Небольшая часть тумана абсорбируется серной кислотой. Образуется грязная серная кислота, которая после охлаждения в холодильнике (3) поступает в емкость (4) и отводится с установки. Далее газ поступает во вторую промывную башню (5), орошаемую серной кислотой. Здесь газ охлаждается, при этом так же проходит частичная абсорбция тумана, улавливание оксида мышьяка и др. примесей. Грязная кислота охлаждается в холодильнике и сбрасывается в сборник кислоты. Из сборников кислоты часть грязной серной кислоты подается насосами (7) на орошение башен (2) и (5). Окончательная очистка газа производится в мокрых электрофильтрах (6). Газ поступает затем на осушку от паров воды в сушильную башню с насадкой (8). Центробежным насосом часть купоросного масла подается на орошение башни (8). С помощью турбокомпрессора (9) газ проходит далее трубчатый теплообменник (10) и поступает в контактный аппарат полочного типа (11), где происходит окисление SO2 вSO3. Контактный газ отдает тепло свежему газу в теплообменнике (10), охлаждается в трубчатом холодильнике (12) и поступает в абсорбционное отделение. Абсорбцию триоксида серы проводят в башнях с насадкой (13) и (14). Для улучшения абсорбции подаваемые на орошение абсорберов (13) и (14) продукты, охлаждаются перед поступлением в соответствующие сборники в холодильниках. В башнях (13) и(14) количество орошаемой кислоты во много раз больше, чем нужно для поглощения компонентов газа. Подпитка воды производится в сборник кислоты моногидратного абсорбера (14). Часть моногидрата непрерывно подается насосом для орошения сушильной башни (8), а часть подается в олеумный абсорбер для разбавления.




Вопрос №15
Производство хлористого водорода различными способами (сульфатный синтез, из элементов, из абгазов хлорорганического синтеза и пиролиза хлорсодержащих соединений).
Производство соляной кислоты включает 2 стадии – получение хлористого водорода и абсорбция его водой. В промышленности хлористый водород получают тремя методами: сульфатным синтетическим и из абгазов. Сульфатный метод основан на взаимодействии NaCl с концентрированной серной кислотой по реакции: 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl + Q.
Реакцию проводят при 500-550оС. При этом получают твердый Na2SO4 и газообразный HCl. Реакционные газы содержат 35-65% HCl. При сульфатном методе трудно обеспечит получение чистой кислоты. При этом расходуется значительное количество серной кислоты. К недостаткам этого способа относится так же и расход энергоносителей на нагрев реагентов. В основе прямого синтеза HCl из хлора и водорода лежит цепная реакция горения: Cl2 + H2 = 2HCL + Q.
Реакция идет при обычных температурах и в темноте, она инициируется светом, влагой, твердыми пористыми веществами, некоторыми минералами. При нагревании и на свету реакция протекает с очень большой скоростью, вплоть до взрыва. Преимущества метода – отпадает необходимость расходования серной кислоты и топлива. Более 90% соляной кислоты в развитых странах получают из абгазного хлористого водорода, образующегося при хлорировании дегидрохлорировании органических соединений, пиролизе хлорорганических отходов и др.:C6H6 + Cl2 = C6H5Cl + HCL. Абгазы содержат различные количества HCl, инертные примеси, малорастворимые в воде органические вещества, водорастворимые вещества, кислые примеси и воду.


Вопрос № 16
Получение соляной кислоты на основе абгазов хлорорганических производств. Технологическая схема адиабатической абсорбции хлористого водорода водой.
Более 90% соляной кислоты в развитых странах получают из абгазного хлористого водорода, образующегося при хлорировании дегидрохлорировании органических соединений, пиролизе хлорорганических отходов и др.:C6H6 + Cl2 = C6H5Cl + HCL. Абгазы содержат различные количества HCl, инертные примеси, малорастворимые в воде органические вещества, водорастворимые вещества, кислые примеси и воду.
Технологическая схема адиабатической абсорбции хлористого водорода водой. Хлористый водород подается в нижнюю часть адиабатического абсорбера (1), где он поглощается водой, подаваемой насосом (8) в его верхнюю часть. Снизу абсорбера выходит 31-32% соляная кислота, которая поступает в отдувочную колонну (9), в низ которой подается воздух. Соляная кислота (28-30%) из куба колонны (9) поступает в теплообменник (10), откуда в сборник товарной кислоты (11). Сверху абсорбера (1) кислые примеси и остатки малорастворимых в воде органических веществ поступают в конденсатор (2) и затем в сепаратор (3). Газовая фаза из сепаратора (3), соединяется с газами отдувочной колонны (9) и подается в нижнюю часть хвостовой колонны (4), где проводится промывка этих газов водой. Сверху колонны (4) газы перед сбросом в атмосферу поступают на дополнительную очистку. Водноорганическая смесь из колонны (4) поступает в сепаратор (5), куда подаются так же жидкие продукты из сепаратора (3). Там она делится на 2 фазы – водную, поступающую в сборник (7) , и органическую, поступающую в сборник (6). Из сборника (7) водная фаза насосом (8) подается на орошение абсорбера (1).



Вопрос № 17
Производство кальцинированной соды аммиачным способом. Химизм процесса. Основные и вспомогательные стадии процесса. Цикл использования аммиака в процессе.
Сырьем для производства кальцинированной соды аммиачным методом является поваренная соль в виде насыщенного водного раствора, с концентрацией около 300г/л, и известняк. В качестве вспомогательного применяют аммиак. Соду получают через промежуточное соединение (бикарбонат натрия). Хлорид натрия перерабатывается в соду путем реакции обмена, происходящей в водном растворе между двумя солями. Задача состоит в том, чтобы подобрать вторую соль, плохо растворимую в воде. Такой солью, может быть бикарбонат натрия – NaHCO3. Для получения NaHCO3 проводят обменную реакцию между NaCl, находящимся в растворе, и так же хорошо растворимой кислой углекислой солью аммония (бикарбонатом аммония): NaCl + NH4HCO3 = NaHCO3 + NH4Cl + Q; Углекислый аммоний не изготовляется отдельно, а получается во время самого процесса насыщенного соляного раствора сначала аммиаком, а потом углекислым газом: NH3 + H2O + CO2 = NH4HCO3 + Q. Полученный NaHCO3 превращают в карбонат натрия при высокой температуре: 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O. Это процесс называется кальцинацией. Наряду с этим проводят и ряд вспомогательных операций, к которым относятся получение углекислого газа и аммиака, необходимых для превращения раствора NaCl в соду. Углекислый газ получается обжигом известняка:
CaCO3 = CaO + CO2. Аммиак получают обработкой раствора NH4Cl , образующегося по реакции (самой первой) и находящегося в растворе после отделения кристаллического NaHCO3. Раствор нагревают с известняковым молоком: NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O. Необходимую для реакции гашеную известь получают при действии на обожженную известь водой: CaO + H2O = Ca(OH)2. Полученный аммиак направляется на насыщение соляного раствора. Т.о. аммиак совершает в производстве замкнутый цикл. Поэтому количество аммиака во время всего процесса должно оставаться постоянным.


Вопрос № 18
Блок-схема процесса производства кальцинированной соды аммиачным способом. Тенденции развития содового производства.

Развитие содовой промышленности связанно с использованием отходов производства – CaCl2 и мелких фракций мела или известняка. Промышленное применение получил процесс производства соды из мирабилита – Na2SO4 с одновременным получением сульфата аммония. Предлагается получать соду без регенерации аммиака из раствора NH4Cl, выделяя хлористый аммоний из раствора и используя его как удобрение. Предлагается применение в качестве сырья вместо NaCl сильвинита, что позволит получать соду и азотно-калийное удобрение.



Вопрос № 19
Производство едкого натра и хлора электрохимическим способом. Электролиз хлоридов натрия в ваннах с фильтрующей диафрагмой. Блок-схема промышленного производства едкого натра и хлора.
К электрохимическим производствам относят химические процессы, протекающие в водных процессах или расплавах под действием постоянного электрического тока. Путем электролиза возможно получение химических продуктов высоко чистоты. К недостаткам электролитических процессов следует отнести высоких расход энергии при электролизе, что увеличивает себестоимость получаемого продукта. При электролизе помимо основного процесса, протекает ряд побочных, также связанная с затратами энергии. Мерой эффективности использования энергии при электролизе служит коэффициент использования энергии (?), который равен отношению количества энергии, теоретически необходимой для выделения единицы продукта (Wт), к действительно затраченной (Wпр):
?= (Wт/ Wпр)*100%; ?=(Vr/Vпр)*? где: Vт- теоретическое напряжение на электролизе, В; Vпр- практическое напряжение в ванне В.
На практике всегда стремятся иметь максимальный коэффициент использования энергии. Для этого создают условия, при которых напряжение в ванне невелико, выход по току большой. Электролиз хлоридов натрия в ваннах с фильтрующей диафрагмой. Ванна с фильтрующей диафрагмой представляет собой цилиндрический сосуд внутри которого находится асбестовая диафрагма железный катод в виде сетки и графитовый анод.
При пропускании постоянного эл тока на аноде: 2Cl --2e = Cl2.
на катоде: 2H ++ 2e = H2.
Ионы гидроксила и натрия образуют едкий натрий: Na + + OH - = NaOH. Подготовленный раствор NaCl подается в анодное пространство ванны, где при прохождении электрического тока происходит выделение CL2 на аноде. Раствор хлорида натрия фильтруется через диафрагму, водород в катодном пространстве выделяется на катоде и выводится из катодного пространства. На переносе тока от катода к аноду наряду с ионами Cl- принимает участие и OH- ион. Материал анода (графит) взаимодействует с кислородом в момент его выделения по реакции: C + O2 = CO2.
Чтобы уменьшить участие OH- ионов в переносе тока и связанные с этим нежелательные процессы устанавливают обратный поток электролита из анодного в катодное пространство через диафрагмы.

Недостатком диафрагменного метода является необходимость применения стадии выпарки щелока с отделением соли. Растворы щёлочи, полученные из как ванн с фильтрующей диафрагмой, так и из разлагателей ванн с ртутным катодом, подвергают упариванию вначале в вакуум-выпарных аппаратах, а затем в котлах до концентрации NаОН 92-94%. При этом в случае концентрирования щелоков из ванн с фильтрующей диафрагмой, которые содержат не только NаОН, но и NаС1, при их упаривании происходит кристаллизация ЫаС1. Однако, несмотря на использовние многоступенчатого процесса, полностью удалить ЫаС1не удается, поэтому едкий натр содержит в качестве примеси 2-3% NаС1. Хлорид натрия, выделяющийся при упаривании щелоков, возвращают в электроизёр. Процесс упаривания примерно на 30% удорожает себестоимость каустической соды диафрагменным методом. Блок-схема процессов производства NаОН, хлора и водорода представлена на рис. 10.3.


Крупнейшие уст в мире, работающие по диафрагменному методу, имеют мощность 1000-1300 т/сутки каустической соды.
Хлор, полученный при электролизе, насыщен водяными парами. Его в ряде случаев перерабатывают в жидкий хлор. При этом сначала путем охлаждения из газообразного хлора удаляется влага {конденсация). Затем для окончательной осушки его подают в башни орошаемые концентрированной серной кислотой. Хлор перевожидксостояние при сжатии до 0,3-0,6 МПа и охлаждением до - 25С.


Вопрос № 20
Пр-во едкого натра и хлора электрохим способом. Электролиз хлоридовNa в ваннах с ртутным катодом.
Основные показателили электролиза.
Ванна с ртутным катодом состоит и 2 частей – электролизёра и разлагателя, соединенных друг с другом. Раствор NaCl концентрацией 310-315 г/л непрерывно подается в электролизер. При прохождении постоянного тока на анодах выделяется хлор. На ртутном катоде перенапряжение выделения водорода очень велико и H+ ионы не разлагаются, а происходит разряд ионов натрия. В результате образуется натрий: Na+ + e = Na. который реагирует со ртутью, образуя амальгаму натрия: Na + nHg = NaHgn. Температура электролита 70-80оС. Из верхней части электролизера непрерывно выводится обедненный раствор NaCl, а снизу – амальгама натрия, которая поступает в разлагатель, где она обрабатывается водой. При этом происходит образование NaOH, водорода и ртути: NaHgn + H2O = NaOH + 0,5H2 + nHg.
Амальгама натрия разлагается на специальных насадках. Выделившуюся ртуть с помощью насоса возвращают в электролизер. Т.о. ртуть находится в замкнутом цикле. Обедненный раствор хлорида натрия донасыщают хлоридом натрия и вновь возвращают на электролиз. Из разлагателя выводится раствор очень чистой щелочи.


Преимущества ванны с ртутным катодом - высокая концентрация полученной щёлочи, что уменьшает расход топлива на ее упаривание, и высокая степень чистоты получаемой щелочи. Недостатками этик ванн по сравнению с ваннами с фильтрующей диафрагмой является повышенный расход энергии на единицу продукции (табл. ЮЛ); значительные капитальные затраты на строительство ванн; необходимость большого количества ртути, вредные условия труда, возможность попадания ртути в окружающую среду, образование вредных отходов. Расход ртути составляет 0,7 кг/г хлора, т.к. имеет место образование различных ртугьсодержащих отходов. Неконтролируемые выделения хлора составляют 1-5 т хлора на 100 т производимого хлора прb диафрагменном методе производства и 2-8 т хлора при ртутном методе.
Несмотря на перечисленные недостатки, применение ванн с ртутным катодом возрастает, т.к. многие производства требуют чистой щелочи, не содержащей хлоридов.


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.