Промышленные способы получения азотной кислоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Все промышленные способы получения азотной кислоты основаны на контактном окислении аммиака кислородом воздуха с последующей переработкой оксидов азота в кислоту путем поглощения их водой.

Основными стадиями производства являются очистка сырья, каталитическое окисление аммиака, утилизация тепла, вывод из нитрозного газа реакционной воды, абсорбция оксидов азота, очистка газовых выбросов.

Сырьем для производства азотной кислоты являются аммиак, воздух и вода. Вспомогательными материалами и энергоресурсами являются катализаторы окисления аммиака и очистки выхлопных газов, природный газ, пар и электроэнергия.

Области применения азотной кислоты весьма разнообразны. Большая часть ее (до 75--80%) расходуется на производство азотных и комплексных минеральных удобрений и разнообразных нитратов, 10--15% идет на получение взрывчатых веществ и ракетного топлива, остальное количество потребляется производством красителей, органическим синтезом и в цветной металлургии (травление )

Как отмечает в своем исследовании британское консалтинговое агентство Merchant Research & Consulting Ltd., в целом мировой рынок азотной кислоты в настоящее время является достаточно насыщенным, однако спрос на промышленные химикаты неуклонно повышается.Среднегодовой темп мирового спроса на промышленные химикаты на основе азотной кислоты составлет 7%.Производство промышленных химикатов (главным образом, адипиновой кислоты, толуилендиизоцианатов (ТДИ) и нитробензола на базе азотной кислоты) сконцентрировано, в основном, в Западной Европе и США, хотя в последние годы быстрое расширение их выпуска отмечалось в странах Восточной Азии. А вот в Индии быстрыми темпами (7% в год) прирастает рынок концентрированной азотной кислоты. Помимо потребления концентрированной азотной кислоты предприятиями оборонного комплекса, продукт используется в производстве нитроароматических соединений, акрилонитрильных волокон, пестицидов, лекарств и красителей. Особенно отмечается рост потребления азотной кислоты для лекарственных средств и пестицидов.Мировое производство азотной кислоты оценивается в 750-800 млн. тонн. При этом только около 15-20% азотной кислоты поступает на рынок вообще. Остальная азотная кислота используется предприятиями - продуцентами азотных удобрений, адипиновой кислоты и других химикатов. Во внешнеторговый оборот вовлекается не более 8-10 % производимой в мире азотной кислоты.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Общая характеристика производства

1. Наименование производства

Производство неконцентрированной азотной кислоты по схеме УКЛ-7.

2. Год ввода в эксплуатацию:

агрегат № 1 - 1978 год;

агрегаты № 2 и № 3 - 1979 год;

агрегаты № 4 и № 5 - 1988 год.

3. Мощность производства

проектная - 600000 тонн в год в пересчёте на 100% азотную кислоту;

достигнутая на 2001 год - 479238 тонн в пересчёте на 100% азотную кислоту.

4. В состав производства входят пять агрегатов - унифицированных комплектных линий, три из которых УКЛ-7-71 и два УКЛ-7-71/76.

5. Метод производства

5.1. Производство неконцентрированной азотной кислоты запроектировано по схеме унифицированной комплектной линии УКЛ-7-71,УКЛ-7-71/76, осуществляется методом каталитического окисления аммиака на платиноидном катализаторе под давлением не более 8,0 кгс/см² ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь и далее по тексту указано избыточное давление.

В данном случае синтез азотной кислоты осуществляется в аппарате при постоянном давлении 0,716 МПа методом прямого синтеза. Для процесса необходимо соблюдать следующие требования: температура процесса - 880-920С, температура подогрева АВС - 200-250С, напряженность катализатора - 0,1-0,15 кг/(м²с), линейная скорость АВС в рабочих условиях, 0,6-1,0 м/с, содержание аммиака в АВС - 11,0-11,5 %(об.)

1.2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА

Получение азотной кислоты методом прямого синтеза основан на взаимодействии жидких оксидов азота с водой и кислородом под давлением и при повышенной температуре. Технологическая схема производства кислоты включает в себя следующие стадии:

Получение аммиачно-воздушной смеси.

Окисление аммиака

Охлаждение нитрозных газов и окисление NO до NO₂

Стадия окисления аммиака. В настоящее время единственным промышленным способом получения азотной кислоты является каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха с последующим поглощением полученных оксидов азота. Окисление аммиака кислородом в гомогенных условиях невозможно получить оксиды азота, т.к. в этих условиях образуется только молекулярный азот [15].

Каталитическое окисление аммиака с одинаковой степенью вероятности может протекать до целевого продукта - оксида азота (II), оксида азота (I) и молекулярного азота. В общем виде протекающие реакции описываются уравнениями:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O+ 904,0 кДж/моль (1)

4NH₃ + 4O₂ = 2N₂O + 6H₂O+ 1104,4 кДж/моль (2)

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O+ 1268,8 кДж/моль (3)

Кроме основных реакций могут протекать и побочные:

2NO = N₂ + O₂+ 180,6 кДж/моль (4.)

4NH₃ + 6NO = 5N₂ + 6H₂O+ 1810,5 кДж/моль (5)

2NH₃ = N₂ + 3H₂- 291,6 кДж/моль (6)

Таким образом, для получения оксида азота (II) нужен не только активный, но и селективный катализатор.

В качестве катализаторов окисления аммиака применяются сплавы платины с родием, палладием, рутением, а также двухступенчатые катализаторы, где в качестве первой ступени применяются платиновые сетки, а в качестве второго - слой неплатинового оксидного катализатора в виде блоков сотовой структуры.

В настоящее время в качестве катализаторов применяют сплав № 1 (Pt + 3.5 % Rh + 4 % Pd) и сплав № 5 (Pt + 16-20 % Rh + 2-3 % Pd и до 2 % Ru). Катализаторы применяют в виде сеток из проволоки диаметром 0,09 мм с размером стороны ячейки 0,22 мм, количеством ячеек 1024 шт. на 1 см².

На эффективность окисления аммиака до оксида азота (II) влияет ряд технологических факторов: температура, соотношение кислород: аммиак; давление, время контактирования; нагрузка на катализатор; потери катализатора; время пробега сеток и др.

Рассмотрим зависимость выхода оксида азота (II) от различных технологических факторов. Наибольшее влияние на выход оксида азота (II) оказывает температура. В большинстве случаев при повышении температуры степень конверсии увеличивается. Так же большое влияние наряду с температурой оказывают металлы, присутствующие в катализаторе. Наиболее близкие к платине - родий и палладий.

Соотношение [O₂]:[NH₃], при которой достигается максимальная степень конверсии аммиака несколько изменяется в зависимости от температуры, напряженности катализатора и состава сплава. В условиях избытка кислорода и при достаточном времени контактирования все оксиды азота после охлаждения могут быть превращены в N₂O₄. В реальных условиях равновесие вышеуказанных реакций не достигается, поэтому в газах присутствуют оксиды азота различной степени окисления: NO, NO₂, N₂O₃, N₂O₄. Соотношение между их количествами определяется в основном температурными условиями [16].

Как установил Боденштейн, окисление оксида азота (II) протекает по уравнению третьего порядка. Пренебрегая скоростью диссоциации NO₂, что правомерно до температур 300С, изменение скорости реакции (1) через парциальные давления можно выразить уравнением:

(7)

В интегральной форме, наиболее часто применяемой для расчетов, эта зависимость имеет вид:

(8)

где: k_p - константа скорости реакции, МПа^-2с^-1;

Р - общее давление, МПа;

а - начальная концентрация NO, д.е.;

b - начальная концентрация кислорода, д.е.;

= b / a;

- степень окисления, д.е.

Равновесие реакции между диоксидом азота и тетраоксидом азота устанавливается практически мгновенно, за 10-⁴ с, поэтому в расчетах принимают, что в любой взятый отрезок времени смесь диокида и тетраоксида азота находится в равновесии.

Образованию триоксида азота способствует понижение температуры.

При увеличении температуры влияние напряженности катализатора на выход оксида азота (II) проявляется более резко: чем ниже температура, тем при меньшей напряженности происходит снижение выхода оксида азота (II).

В качестве неплатинового катализатора применяются катализаторы КН-2 (железо-хромовый) и КН-2Т (термостойкий). Предложены различные рецептуры катализаторов на основе оксидов железа, хрома, кобальта [14].

Из приведенных в таблице 4.1 значений констант равновесия видно, что и при повышенных температурах реакция окисления аммиака необратима.

Таблица 1. Константы равновесия реакций (lg K_p)

Реакция	Температура, К
	273	1073	1123	1173
4.1	- 186,38	- 57,89	- 55,96	- 54,20
4.2	- 252,30	- 72,91	- 69,58	- 67,09
4.3	- 211,44	- 57,29	- 54,90	- 52,71
4.4	- 351,27	- 93,88	- 89,99	- 86,64
4.5	0,523	- 3,698	- 3,89	- 4,02
4.6	- 21,23	- 4,45	- 4,28	- 4,06

Температурные условия окисления аммиака

Окисление аммиака на чистой платине начинается при 145С, а при 300С уже наблюдается образование окиси азота. При низких температурах окисление аммиака протекает с образованием элементарного азота, закиси азота и малого количества окиси азота. При повышении температуры увеличивается выход окиси азота и возрастает скорость реакции. В интервале от 700 до 1000Свыход окиси азота может составлять 95-98%. Оптимальный температурный режим окисления аммиака при атмосферном давлении с учетом потерь катализатора лежит в интервале 800-930С.

Оптимальное содержание аммиака в АВС

Для окисления аммиака применяют воздух. Поэтому содержание аммиака в АВС ограничивается содержанием кислорода в воздухе. Исходя из уравнения

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O

При соотношении в исходной смеси О₂:NH₃=0.75 можно ожидать образования только азота в продуктах реакции. В этом случае содержание аммиака в АВС составит 22об.%.

Расход кислорода на окисление аммиака определяется уравнением

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

Согласно этому уравнению, максимальное содержание аммиака в АВС составит 14,4 об.%. Но при соотношении О₂:NH₃=1,25 степень превращения аммиака в окись азота незначительна. Для увеличения выхода окиси азота необходим избыток кислорода, что вызывает необходимость снижения содержания аммиака в АВС менее14,4%. Оптимальной концентрацией аммиака в АВС является наибольшее его содержание, при котором еще возможен высокий выход окиси азота при соотношении О₂:NH₃<2.

Влияние давления

При повышенном давлении скорость реакции окисления окиси азота и образования азотной кислоты увеличивается. Повышенное давление увеличивает производительность аппарата, но при этом происходят большие потери катализатора, обусловленные необходимостью вести процесс при высокой температуре.

1.3 Аналитический обзор и обоснование технических решений

В силу ряда специфических особенностей процесса единой технологии получения азотной кислоты нет. Одной из наиболее сложных задач, возникающих при разработке технологической схемы агрегата азотной кислоты большой единичной мощности, является определение оптимального давления для каждой стадии производства. В производстве азотной кислоты повышение давления значительно интенсифицирует все химические реакции, способствует повышению эффективности теплообмена, позволяет использовать совершенные массообменные контактные устройства, сокращает объем коммуникаций и арматуры. Все это снижает капитальные затраты на строительство установок, уменьшает амортизационные отчисления. Но при повышении давления на стадии окисления аммиака кислородом воздуха на ряду с основной реакцией ускоряются побочные реакции, приводящие к превращению аммиака в азот и другие вещества, не используемые в последующих процессах. Также повышение давления приводит к повышению температуры конденсации паров воды, образующихся при окислении аммиака, резко ускоряются процессы кислотообразования, что затрудняет получение кислоты высокой концентрации и увеличивает объем абсорбционной аппаратуры. Повышение давления требует энергетических затрат. Традиционным решением этой задачи является путь, по которому тепло, выделяющееся при окислении аммиака, используется для получения пара энергетических параметров. Второй путь - использование компрессоров только газовых турбин.

Схема производства азотной кислоты в агрегате, работающем под единым давлением 0,716 МПа с газотурбинным приводом компрессора каталитической очисткой хвостовых газов от оксидов азота, достаточно эффективна. В этой схеме аппараты размещаются между компрессорной группой и газовой турбиной ГТУ, что снижает энергозатраты.

Другой важной задачей, которая требует решения, в производстве азотной кислоты является уменьшение потерь катализатора. Потери катализатора возникают из-за повышения температуры процесса. Повышение температуры ускоряет скорость окисления аммиака, но при этом возрастают потери платины. Потери являются функцией температуры и количества окисляемого аммиака на катализаторе. Для уменьшения потерь платины и ее сплавов в системах, работающих под давлением, производится сбор шлама и пыли, накапливающихся на стенках агрегата, также применяют двухступенчатый катализатор. Все это уменьшает потери платины. Но основными мероприятиями по уменьшению потерь являются: уменьшение температуры окисления аммиака, устранение вибрации сеток, направление газового потока в контактном аппарате сверху вниз и расположение сеток на колосниках, увеличение размеров конвекторов, своевременная замена изношенных платиноидных сеток, улавливание платины непосредственно в конвекторе.

1.4 Характеристика продукта, полупродукта, сырья

Сырьем для производства азотной кислоты являются аммиак, воздух и вода. При получении кислоту методом прямого синтеза используется технический кислород. вспомогательными материалами и энергоресурсами являются катализаторы окисления аммиака и очистки выхлопных газов, природный газ, пар и электроэнергия.

Аммиак. В обычных условиях - бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворим в воде и других растворителях, образует геми- и моногидраты. В жидком состоянии аммиак- бесцветная подвижная ассоциированная жидкость, практически не проводит электроток. Вызывает острое раздражение слизистых оболочек, слезотечение, ожоги слизистых оболочек, удушье; жидкий аммиак обжигает кожу.

Наиболее типичными примесями являются вода, смазочные масла, катализаторная пыль, окалина, карбонат аммония, растворенные газы (водород, азот, метан). Их содержание строго регламентируется. При несоблюдении требований к сырью примеси, содержащиеся в аммиаке могут попасть в аммиачно-воздушную смесь (АВС) и снизить выход окиси азота NO, а водород и метан могут изменить пределы взрываемости АВС .

Воздух. Для технических расчетов принимают, что сухой воздух содержит (% об.): N₂-78.1, O₂-21.0, Ar-0.9, содержание водяных паров колеблется от 0,1 до 2,8%.В воздухе могут присутствовать также следы SO₂, NH₃, CO₂.

Смеси аммиака с воздухом и кислородом взрывоопасны. С повышением температуры концентрационные пределы взрываемости (КПВ) АВС расширяются, а с увеличением содержания водяного пара сужаются. Увеличение давления снижает нижний предел КПВ. Температура горения стехиометрической АВС - 2040С.

Вода. Используется в производстве азотной кислоты для орошения абсорбционной колонны, для выработки пара при утилизации тепла в котлах-утилизаторах, для охлаждения реакционных аппаратов. Вода, используемая для орошения колонн не должна содержать примесей аммиака и твердых взвесей, содержание хлорид-ионов - не более 2 мг/л, масла - не более 1 мг/л, нитрат аммония - не более 0,5 мг/л.

Кислород. применяется преимущественно в производстве концентрированной кислоты по методу прямого синтеза. В отдельных случаях используется для обогащения АВС при получении концентрированной азотной кислоты.

Характеристика оксидов азота.

Оксид азота NO - газ при нормальных условиях, обладает парамагнитными свойствами. Образуется при каталитическом окислении аммиака и является промежуточным соединением в технологии азотной кислоты.

Оксид азота NO₂ существует в виде коричнево-красного соединения и его бесцветного димера - тетраоксида диазота N₂O₄. При взаимодействии с водой оксид азота(IV) образует азотную и азотистую кислоты, со щелочами - смесь нитратов и нитритов. Он хорошо поглощается серной кислотой с образованием нитрозилсерной кислоты, обладает высокой растворимостью в концентрированной азотной кислоте.

Оба оксида вызывают общую слабость, головокружение, онемение ног, при сильном отравлении - тошноту, замедленное действие, возможен смертельный исход.

Свойства азотной кислоты.

Азотная кислота - сильная одноосновная кислота, существует в трех агрегатных состояниях. В обычных условиях чистая азотная кислота - бесцветная, легкоподвижная жидкость с едким удушливым запахом, обладает сильными окислительными свойствами. Температура плавления - минус 21,5^ОС. Температура кипения при атмосферном давлении - плюс 120^ОС. Азотная кислота неограниченно растворима в воде, при растворении выделяется тепло (около 118 ккал/кг при бесконечном разбавлении). Азотная кислота гигроскопична. На воздухе сильно дымит, выделяя окислы азота и пары азотной кислоты, которые образуют с влагой воздуха туман. Пары азотной кислоты в 2,2 раза тяжелее воздуха. Ядовита, вызывает тяжелые ожоги кожи, слизистых оболочек; пары раздражают дыхательные пути Она неустойчива и при комнатной температуре разлагается как в жидкой так и в газовой фазе

4HNO₃ = 4NO₂ + 2H₂O + O₂

Таблица 2. Физические свойства азотной кислоты с массовой долей 60% HNO₃

Температура ОС	Плотностькг/м3	Вязкости коэффициент динамический 103Н. с/м2	Электропроводимость удельная Ом-1 . см-1	Теплоёмкость удельная массовая Дж/кг . ОК	Теплопроводности коэффициент ___Вт__ м . ОК	Упругость паров, мм.рт.ст.
20	1366,7	2,02	3,36	0,64	0,363	5,8
30	1353,3	1,63	3,55	0,647	0,366	12,0
40	1339,8	1,34	4,04	0,654	0,369	21,2
60	1312,4	1,00		0,670	0,375	61,0

Таблица 3 Характеристика сырья, материалов, полупродуктов.

Наименование сырья, материалов, полупродуктов	Государственный или отраслевой стандарт, СТП, техническое условия, регламент или методика на подготовку сырья	Показатели по стандарту, обязательные для проверки	Регламентируемые показатели
1	2	3	4
СЫРЬЁ
1. Аммиак жидкий технический	ГОСТ 6221-90.Марка А.	1.Массовая доля аммиака, %, не менее 2. Массовая доля воды, %, не более 3. Массовая концентрация масла, мг/дм3, не более 4. Массовая концентрация железа, мг/дм3, не более	99,9 0,1 2,0 1,0
2. Воздух атмосферный	Технические требования	1. Массовая концентрация мехпримесей после аппарата очистки, мг/м3, не более	0,007
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУПРОДУКТЫ.
3. Вода химически очищенная	СТП 044-231-83	1.Общая жёсткость, мг-экв./дм3, не более 2. Солесодержание, мг/дм3, не более 3. рН, единицы рН 4. Массовая концентрация хлоридов, мг/дм3, не более	0,008 50 6,0-8,5 10
4. Конденсат водяного пара	Технические требования	1. Массовая концентрация ионов хлора, мг/дм3, не более 2. Массовая концентрация свободных ионов аммония, мг/дм3, не более	2,0 2,0
5. Газ природный	ГОСТ 5542-87	1. Массовая концентрация серы в пересчёте на элементарную, мг/м3, не более 2. Теплотворная способность, ккал/нм3, не менее	20 8500
		В цехе не анализируется, принимается по сертификату ГРС.
6. Газообразный азот	ГОСТ 9293-74	1.Объёмная доля азота, % об, не менее 2. Объёмная доля кислорода, % об, не более	97,0 3,0
		В цехе не анализируется, принимается по регламенту цеха 5
7. Воздух для контрольно-измерительных приборов	СТП044-160-93, ГОСТ 24484-80	1. Точка росы, ОС, не выше	-40
		В цехе не анализируется, принимается по регламенту цеха 5
8. Азото-водо-родная смесь	Технические требования	1. Объёмная доля водорода, %, не менее 2. Объёмная доля азота, %, не более 3. массовая концентрация масла, мг/м3	74-75 25-26 отсутствие
		В цехе не анализируется, принимается по регламенту цеха 55
9. Масло турбинное марки ТП-22с или Тп-22Б1	ТУ -38.101821-83, ТУ-38.401-58-48-92.	1. Вязкость кинематическая при 50 ОС, мм2/сек 2. Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более 3. Зольность, %, не более 4. Массовая доля водорастворимых кислот и щелочей, % 5. Массовая доля мехпримесей, % 6. Температура вспышки ОС, не ниже	20-23 0,050, 005 Отсутствиеотсутствие 186
10. Спирт этиловый	ГОСТ 5962-67, ГОСТ 18300-72	1. Массовая доля спирта, %, не менее	96
КАТАЛИЗАТОРЫ
1	2	3	4
11.Сетки катализаторные из платиноидного сплава № 1 Pt+Pd+Rh;	ГОСТ 3193-74; ГОСТ 13496-79	Без механических повреждений. Массовая доля Pt, % Массовая доля Pd, % Массовая доля Rh, %	92,5 4,0 3,5
		Не анализируется. Принимаются по сертификату завода-изготовителя согласно ГОСТ.
Из платиноидного сплава № 5 Pt+Pd+Rh +Ru	ГОСТ 3193-74; ТУ 48-97-123-71	Без механических повреждений. Массовая доля Pt, % Массовая доля Pd, % Массовая доля Rh, % Массовая доля Ru, %	81 15 3,5 0,5
		Не анализируется. Принимаются по сертификату завода-изготовителя согласно ГОСТ.
12. Алюмо-палладиевый катализатор АПК-2	ТУ 113-3-341-83	1. Массовая доля палладия, %, 2. Активность, объёмная доля оксидов азота в ОХГ, %, не более	1,8-2,0 0,005
		В цехе не анализируется. Принимается по сертификату завода-изготовителя согласно ТУ
13. Окись алюминия (носитель катализаторов серии АПК)	ТУ 6-03-341-76	В цехе не анализируется. Принимается по сертификату завода-изготовителя согласно ТУ
14. Алюмо-вана-диевый катализатор АВК-10. (или АВК-10М).	ТУ 113-03-234-84	1. Массовая доля ванадия, %, не менее 2. Активность, объёмная доля оксидов азота в ОХГ, %, не более	10 0,005
		В цехе не анализируется. Принимается по сертификату завода-изготовителя согласно ТУ
Алюмо-ванадие-вый катализатор АОК-78-55	ТУ6-68-165-99	1. Массовая доля ванадия, %, не менее 2. Активность, объёмная доля оксидов азота в ОХГ, %, не более	12,5 0,005
		В цехе не анализируется. Принимается по сертификату завода-изготовителя согласно ТУ
15. Среднетемпературный катализатор СТК-1-5.	ТУ 113-03-317-86	В цехе не анализируется. Принимается по сертификату завода-изготовителя согласно ТУ
16. Катализатор ZNX	Сертификат изготовителя (фирмы «Engelhard Corporation»)	Блоки сотовой структуры. 1. Активность, объёмная доля оксидов азота в ОХГ, %, не более	0,005
		В цехе не анализируется. Принимается по сертификату изготовителя (фирмы «Engelhard Corporation»)
17. Катализатор НКО-2-3	ТУ 113-000-20-95-10-49-90	Цилиндрические кольца серого цвета.
		В цехе не анализируется. Принимается по сертификату завода-изготовителя согласно ТУ
18. Катализатор ИК-42-1М	ТУ-2175-018-03533913-99	Блоки сотовой структуры 1. Селективность по оксидам азота, % не менее	90
		В цехе не анализируется. Принимается по сертификату завода-изготовителя согласно ТУ
ФИЛЬТРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
1	2	3	4
19. Материалы для фильтров смесителя: Стекловолокно УТВ-20, М-879-62; Стекловолокно УСТВ; Микро- или ультратонкое волокно (базальтовое волокно); Маты из ультратонкого стеклянного штапельного волокна марки МБ-СТВ-07; Материал из ультратонкого стеклянного волокна марки М-20-УТВ-0,7; Маты из ультратонкого стеклянного волокна марки М-20-УТВ-06Р или М-20-МТВ-0,40; Изделия прошивные из штапельного волокна тип ТИС.	МРТУ-6; ТУ 10-04-16-50-92; НТД завода-изготовителя	-	Принимаются по сертификату завода-изготовителя согласно нормативно-технической документации..
20.Стеклоткань ТСФ(б)-7с,	ГОСТ 10146-74	-	Принимается по паспорту завода-изготовителя в соответствии с ГОСТ
21.Фильтрующий элемент Ф-1,8 из лавсанового волокна.	ТУ завода- изготовителя.	-	Принимается по паспорту завода-изготовителя в соответствии с ТУ
22.Фильтрующий элемент Д-33-КЛ с фильтрующим слоем из ткани Петрянова ФПП-145-1,5	ТУ завода- изготовителя.	-	Принимается по паспорту завода-изготовителя в соответствии с ТУ
23. Однонаправленное стекловолокно БВ-6/б,	ГОСТ 10727-91	-	Принимается по паспорту завода-изготовителя в соответствии с ГОСТ
24. Картон фильтровальный ФМП-1	ТУ 81-04-325	-	Принимается по паспорту завода-изготовителя в соответствии с ТУ
25. Базальтовое волокно БСТВ	ТУ 21-23-247-88	-	Принимается по паспорту завода-изготовителя в соответствии с ТУ
ЭНЕРГОРЕСУРСЫ
1	2	3	4
26.Электроэнергия.	Переменный ток. Постоянный ток	Частота. Напряжение Напряжение	50Гц 6 кВ, 380В,220В,12В 220В, 24В
27. Пар водяной перегретый.	Технические требования	Давление, кгс/см2, не более	16
28. Вода оборотная	Технические требования	1. Массовая концентрация взвесей, мг/дм3, не более 2. Величина рН	50 6,5-9,2

Таблица 4. Физические постоянные газов.

Газ	Относительная молек.масса	Мольный объем, см3	Температура, К	Критические параметры
			плавления	кипения	Ткр, К	Ркр, МПа	Vкр, м3/кг
азот	28,0134	22403	63,15	77,35	126,35	3,394	0,003216
Аммиак	17,0304	22080	195,42	239,81	405,55	11,32	0,00426
Водяной пар	18,0143	22400	273,15	373,15	374,12	22,115	0,003147
воздух	28,96	22390		81,15	132,45	3,769
кислород	31,9988	22393	54,45	90,05	154,75	5,076	0,00244
Оксид азота II	30,0061	22388	109,45	121,35	180,25	6,545	0,001933
Диоксид азота	92,0110	22370	263,85	293,85	431,15	10,031	0,000891

1.5 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Мощность производства азотной кислоты по схеме, работающей под давлением 0,716 МПа, определяется числом агрегатов. Число агрегатов определяется потребностью в азотной кислоте цехов переработки.

Схема включает в себя узлы приготовления питательной воды для питания котлов-утилизаторов, редуцирования пара до необходимых параметров, хранения азотной кислоты и выдачи ее потребителям.

Технологический процесс получения разбавленной азотной кислоты под давлением 0,716 МПа состоит из следующих стадий:

Подготовка воздуха

Подготовка газообразного аммиака

Подготовка аммиачно-воздушной смеси

Конверсия аммиака и охлаждение нитрозных газов

1. Подготовка воздуха

Воздух из атмосферы через аппарат очистки воздуха поз.1 идет на линию всасывания осевого компрессора поз.2 газового технологического турбокомпрессора ГТТ-3М. Грубая очистка производится на лавсановых фильтрах Ф-1,8 или ФГО-1,8, тонкая очистка - на стандартных фильтрах Д-33кл с материалом из ткани Петрякова.

В осевом компрессоре воздух сжимается до давления 0,25-0,3 МПа и нагревается за счет сжатия до температуры не более 171 С. В воздухоохладителе поз. 3 охлаждается оборотной водой до температуры не более 48 С, затем в нагнетателе поз. 4 сжимается до давления 0,63-0,8 МПа и нагревается до температуры 143 С. Из нагнетателя основная часть воздуха направляется на окисление аммиака.

2. Подготовка газообразного аммиака

Жидкий аммиак испаряется в аппарате подготовки (испарителе) поз. 5 под давлением 1,2-1,4 МПа. Уровень жидкого аммиака в испарителе поддерживается автоматически. После испарителя аммиак очищается в фильтре от масла, механических примесей и влаги и с температурой 80-110 С аммиак направляется в смеситель поз. 6 на смешение с воздухом. Сброс конденсата производится в коллектор.

3. Подготовка аммиачно-воздушной смеси

Сжатый до давления 0,63 МПа и с температурой не более 143 С воздух подается в подогреватель воздуха поз. 7, встроенный в окислитель поз. 8, где нагревается до температуры 240 С. На линии воздуха в смесителе установлена диафрагма с дифманометром. Воздух в подогревателе нагревается за счет тепла окисления нитрозных газов и поступает в смеситель поз. 6.

В смесителе воздух смешивается с аммиаком, объемная доля аммиака в смеси 10 об%. После смешивания с аммиаком смесь фильтруется на капроновых фильтрах и с температурой 170-230 С поступает в контактный аппарат поз. 8. Количество фильтров - 144.

4. Конверсия аммиака и охлаждение нитрозых газов

В контактном аппарате аммиак окисляется до окиси азота на платиноидных сетках (сплав № 5) при температуре 890-910 С по следующим реакциям:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O +908 кДж

4NH₃ + 4O₂ = 2N₂O + 6H₂O +1260 кДж

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O +1099 кДж

Выход окиси азота не менее 93,5%. Образующиеся при окислении аммиака нитрозные газы с температурой 890-910 С поступают в котел-утилизатор поз. 9, где за счет охлаждения до 230-285 С происходит испарение питательной воды и получается пар с давлением не более 1,6 МПа. Температура и давление в аппарате регулируются автоматически. В газовом тракте котла-утилизатора частично идет реакция окисления оксида азота (I) в оксид азота (IV) с выделением тепла.

Затем нитрозные газы поступают в окислитель, где происходит окисление окиси в двуокись азота с повышением температуры до 350 С. В нижней части окислителя установлен фильтр из стекловолокна УСТВ для улавливания платины из газовой фазы.

Далее нитрозные газы делятся на два потока. Один поступает в подогреватель воздуха, встроенный в окислитель, где за счет нагрева воздуха охлаждается до температуры 185-195 С.

Второй поток смешивается с потоком после подогревателя и с температурой не более 260 С идет в подогреватель хвостовых газов поз. 10, где за счет их нагрева охлаждается до температуры 152-185 С.

После подогревателя хвостовых газов нитрозные газы поступают в холодильники-конденсаторы поз. 11 А, Б, где происходит дальнейшее охлаждение нитрозных газов до температуры 30-35 С оборотной водой после абсорбционной колонны поз. 12, конденсация водяных паров и образование азотной кислоты с концентрацией 40-55 %. Оборотная вода с температурой 35 С возвращается обратно в цикл.

Из холодильников-конденсаторов нитрозные газы направляются под нижнюю тарелку абсорбционной колонны поз. 12, а конденсат кислоты на тарелку с соответствующей концентрацией кислоты.

Описание основного оборудования.

Смеситель с фильтром конструктивно объединен в общем корпусе. Аммиак направляется в трубки смесителя, по выходе из трубок смешивается с воздухом, который подается в межтрубное пространство. Образующаяся аммиачно-водородная смесь через отверстия решетки направляется в фильтр, расположенный в верхней части аппарата.

Окислитель с подогревателем воздуха состоит из окислителя со встроенным в его верхней части подогревателем воздуха. В остальной части аппарата происходит окисление нитрозных газов до NO₂ и нагрев их до 250-275С. В нижней части аппарата установлен фильтр для улавливания платины

Холодильники-конденсаторы представляют собой кожухотрубчатые теплообменники с водяной рубашкой. Нитрозные газы проходят в межтрубном пространстве, оборотная вода - в трубах.

Газотурбинный агрегат ГТТ-3М включает осевой компрессор, центробежный нагнетатель, газовую турбину, промежуточный воздухоохладитель, редуктор и камеру сгорания. В состав аппарата входит разгонный двигатель, соединенный через редуктор с газовой турбиной и предназначенный для пуска агрегата и для частичной компенсации дефицита мощности между компрессорной группой и турбиной.

Ниже приведены основные показатели технологического режима:

Содержание аммиака в АВС, %(об.) 9,7-10,7

Давление воздуха на выходе, МПа :

из компрессора 0,343

из нагнетателя 0,716

Температура воздуха на выходе, ⁰С

из компрессора до 170

из нагнетателя до 143

из воздухоохладителя 42

из подогревателя 180-230

температура, ⁰С

аммиачно-воздушной смеси 180-230

контактирования 890-910

Температура нитрозных газов, ⁰С

На выходе из котла - утилизатора 250-270

Давление, МПа

пара из котлов-утилизаторов 1,4-1,55

газов на входе в газовую турбину 0,53-0,56

Концентрация продукционной кислоты, %(масс) 58-60

Расходные коэффициенты на 1 т 100% азотной кислоты

Аммиак (100%), кг 293

Платиноидный катализатор, г:

Безвозвратные потери 0,155

На двухступенчатом катализаторе 0,110

Вода, м³:

оборотная 159

химически очищенная 2,14

Природный газ, м³ 125-135

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

прямой синтез неконцентрированная азотная кислота

Исходные данные для технологических расчетов производства неконцентрированной азотной кислоты по схеме УКЛ-7.

производительность цеха, т/год 360000

производительность одного агрегата, т/год 120000

среднечасовая производительность, т/час 14,8

среднесуточная производительность, т/сут 355,2

число рабочих дней в году 338

давление в системе, ат 7,3

степень конверсии аммиака, д.е. 0,94

степень абсорбции оксидов азота, д.е. 0,98

концентрация продукционной кислоты, масс.% 58,0

содержание водяных паров в воздухе, об.% 2,97

температура окисления аммиака, С 890

2.1 Расчеты материальных потоков

1. Стадия получения аммиачно-воздушной смеси.

В аппарат поступает атмосферный воздух, содержащий азот, кислород, воду и аммиак. Компоненты взяты в следующих количествах: азот - 71,1%, кислород - 21,3%, вода - 0,67%. Также известно, что количество аммиачно-воздушной смеси, поступающего в аппарат - 4600 кг

Приведем пример расчета.

Зададим молекулярные массы веществ, участвующих в реакции:

N₂ = 28 кг/кмоль

O₂ = 32 кг/кмоль

NH₃ = 17 кг/кмоль

H₂O = 18 кг/кмоль

NO = 30 кг/кмоль

NO₂ = 46 кг/кмоль

HNO₃ = 63 кг/кмоль

1. Приведем пример расчета для стадии получения АВС.

Статья расхода:

Сначала найдем массы газов, входящих в АВС по формуле:

кг,

где w_газ- массовая доля газа в АВС

m_N2=4600*71.1/100 = 3270,6 кг

аналогично находятся массы остальных газов: О₂ -979,8кг, Н₂О - 30,82кг, NH₃ - 318.78кг

Рассчитаем количество веществ, которые участвуют в реакции.

Проведем расчет по формуле:

(2)

Найдем количество азота:

n_N=3270.6/28 = 116.8071 кмоль;

аналогично находим количества остальных газов, входящих в АВС: О₂ -30,61875 кмоль, Н₂О -1,712222 кмоль, NH₃ - 18,75176 кмоль.

Статья прихода.

Известны следующие данные:

Состав воздуха на входе:

азот - 71,1%, кислород - 21,3%, вода - 0,61%

состав аммиака на входе:

NH₃ - 6,93%

Вода - 0,06%

Рассчитаем массу воды в воздухе по формуле:

Масса воды в аммиаке рассчитывается следующим образом:

2. Стадия окисления аммиака

В процессе протекают следующие реакции:

NH₃ + O₂ = NO +1.5H₂O (1)

NO + 1.5H₂O + 0.75O₂ = HNO₃ + H₂O (2)

По условию нам известен состав нитрозных газов (НГ):

N₂= 71,8%

O₂= 7,15%

H₂O = 10,5%

NO = 10,55%

Сначала найдем массы газов, входящих в НГ по формуле:

кг, где w_газ- массовая доля газа в НГ

m_N2=4600*71.8/100 = 3302,8 кг

аналогично находятся массы остальных газов: О₂ -328,9кг, Н₂О - 483кг, NО - 485,3кг

Рассчитаем количество веществ, которые участвуют в реакции. Проведем расчет по формуле:

(2)

Найдем количество азота:

n_N=3302,8/28 = 117,9571 кмоль;

аналогично находим количества остальных газов, входящих в НГ: О₂ -296,9 кмоль, Н₂О -26,833 кмоль, NО - 16,17667 кмоль.

3. Стадия охлаждения НГ и окисление NO до NO₂

В процессе протекает реакция:

2NO + O₂ =2 NO₂ +124 кДж

Статья расхода:

По условию нам известно:

состав нитрозных газов (НГ):

N₂= 88,1%

O₂= 1,01%

H₂O = 0,37%

NO = 0,83%

NO₂ = 9,69%

Состав азотной кислоты:

HNO₃ =52,37%

Н₂О = 47,63%

Сначала найдем массы газов, входящих в НГ по формуле:

кг

где w_газ- массовая доля газа в НГ

m_О2=3302,8*1,01/88,1 = 37,86 кг

аналогично находятся массы остальных газов

Н₂О - 13,87кг, NО - 31,11кг, NO₂ - 363,28кг.

Вычислим массу нитрозных газов (Мнг):

Мнг = m_О2 +m_N2 +m_H2O +m_NO +m_NO2

Мнг = 37,86+3302,8+13,87+31,11+363,28 = 3748,92кг

Далее найдем массу азотной кислоты. Так как масса всей смеси равна 4600кг, а масса нитрозных газов - 3748,92, то:

М(НNO₃) = 4600-3748.92 = 851.08кг

Рассчитаем массу безводной азотной кислоты, исходя из того, что М(НNO₃ )= 851,08кг -это 100%, тогда:

m(HNO₃)=851.08*52.37/100 = 445.71кг

m(H₂O) = 851,08*47,63/100 = 405,369кг

Рассчитаем количества веществ на выходе.

Проведем расчет по формуле:

(2)

Найдем количество азота:

n_N2=3302,8/28 = 117,9571 кмоль;

аналогично находим количества остальных веществ в статье расхода:

для нитрозных газов: О₂ -1,183125 кмоль, Н₂О -0,770556 кмоль, NО - 1,037 кмоль, NО₂ - 7,897381 кмоль;

для азотной кислоты: HNO₃ - 7,074762 кмоль, Н₂О - 22,5205 кмоль.

Все вычисленные данные сведем в таблицу расчета материального баланса, которая приведена ниже:

Таблица 4. Таблица расчета материальных балансов

поток 1. стадия получения АВС
ПРИХОД	РАСХОД
компоненты	кг	мас.%	кмоль	компоненты	кг	мас.%	кмоль
1. воздух, в т.ч.	4278,46	93,01		1. АВС, в т.ч.	4600	100
N2	3270,6	71,1	116,8071	N2	3270,6	71,1	116,8071
O2	979,8	21,3	30,61875	O2	979,8	21,3	30,61875
H2O	28,06	0,61	1,558889	H2O	30,82	0,67	1,712222
2. аммиак, в т.ч				NH3	318,78	6,93	18,75176
NH3	318,78	6,93	18,75176
H2O	2,76	0,06	0,153333
ВСЕГО	4600	100	167,8899	ВСЕГО	4600		167,8899
ПРИХОД
компоненты	кг	мас.%	кмоль	компоненты	кг	мас.%
1. АВС, в т.ч.	4600	100		1. НГ, в т.ч.	4600	100
N2	3270,6	71,1	116,8071	N2	3302,8	71,8
O2	979,8	21,3	30,61875	O2	328,9	7,15
H2O	30,82	0,67	1,712222	H2O	483	10,5
NH3	318,78	6,93	18,75176	NO	485,3	10,55
ВСЕГО	4600	100	167,8899	ВСЕГО	4600	100
ПРИХОД
компоненты	кг	мас.%	кмоль	компоненты	кг	мас.%
1. НГ, в т.ч.	4600	100		1. НГ, в т.ч.	3748,92	100
N2	3302,8	71,8	117,9571	N2	3302,8	88,1
O2	328,9	7,15	296,9	O2	37,86	1,01
H2O	483	10,5	26,83333	H2O	13,87	0,37
NO	485,3	10,55	16,17667	NO	31,11	0,83
				NO2	363,28	9,69
				азотная кислота	851,08	100
				HNO3	445,71	52,37
				H2O	405,369	47,63
ВСЕГО	4600	100		ВСЕГО	4600	100

2.2 Расчет тепловых процессов

Составим тепловой баланс контактного узла. Для этого используем уравнения процесса для стадии окисления аммиака кислородом воздуха:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + 904.0 кДж

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O + 1268.8 кДж

Приход тепла по первой реакции:

Q1 = (904*1000/4 )*16,17667 = 3,659 10⁶ кДж

По второй реакции:

Q2 = (1268,8*1000/2)*1,15 = 7,310⁶ кДж,

Где 1,15 = 117,9571-116,8071 кмоль N₂

Приход тепла с АВС, поступающей в аппарат, рассчитывается по формуле:

_,

где m - количество поступающей АВС, кмоль

С - средние мольные теплоемкости компонентов АВС, в пределах от 0 до 250С, Дж/моль град

t - температура смеси, С.

С(NH3) =38,5 Дж/моль град

C(O2) = 30,2 Дж/моль град

C(N2) = 29,2 Дж/моль град

Q3 = (116.8071*29.2+30.61875*30.2+18.75176*38.5)t = 5057.3963t

Определим расход тепла Q4 с уходящими от сеток нитрозными газами при температуре конверсии 900С, принимая следующие мольные теплоемкости компонентов нитрозного газа в пределах 0-900С, кДж/моль град:

NH3 =31.9 , N2 = 31.0, O2 = 32.6, H2O = 38.0

Q4 = (31.9*16.17667+31*117.9571+32.6*296.9+38*26.83)900=13,38410⁶ кДж

Потери тепла за счет излучения Q5, вызывающие снижение температуры, составляют 5%:

Q5 = 0,05 Q4 = 0,6710⁶ кДж

Исходя из количества поступающего и расходуемого тепла, можно определить температуру АВС, поступающей в конвектор:

Q1+Q2+Q3 = Q4+Q5

3,659 10⁶+7,310⁶+5057.3963t = 13,38410⁶+0,6710⁶

t =611.98C = 612С

Таблица 7. Тепловой баланс процесса

ПРИХОД ТЕПЛА	РАСХОД ТЕПЛА
Статьи прихода	кДж	%	Статьи расхода	кДж	%
1	2	3	4	5	6
С АВС	3095	22,02	С НИТРОЗНЫМИ ГАЗАМИ	13384	95,23
ТЕПЛОВОЙ ЭФ-Т РЕАКЦИИ	10959	77,98	ПОТЕРИ ТЕПЛА	670	4,77
ВСЕГО	14054	100	ВСЕГО	14054	100

2.3 Расчет контактного аппарата

Определение основных размеров контактного аппарата (диаметра)

время контактирования:

или , с

где: Y_своб - свободный объем катализатора;

W_г - объемная скорость газа, м³/с;

_к - степень конверсии, %

, м³/с [17]

V₀=3760,73*14,8/3600=15,46 м³/с

, м/с

где: Т_k - температура конверсии, К;

P_н - начальное давление, атм;

P_k - давление конверсии, атм

Определим площадь сеток [17]:

, м²

S = 100*5.9*10^-5*15.46*(850+273)*7.3/1.1*12*0.009*7*273*0.548 = 1.64 м²

Диаметр сетки равен:

D_c=(4*1.64/3.14)^0.5=1.44 м

Поверхность1м² сетки равна [16]:

, м²

м².

Общая активная поверхность всех сеток:

F_c=1.82*12*1.64 = 35.82 м²

Напряженность 1 м² платинородиевой сетки:

, кг/м²сут

H = 3161.31 кг/м²сут

Вес 1 м² платинородиевой сетки при = 21,4 г/см³:

, г.

г.

Общая масса сеток:

G_pt=871*12*1.64 = 1714.28 г.

2.4 Контроль технологического процесса

Контроль производства азотной кислоты осуществляется методом систематического анализа отбираемых проб и применения контрольно-измерительных приборов, которые можно разделить на две группы:

1. Приборы, показывающие параметры процесса, - термометры, манометры, расходомеры, счетчики и др.

2. Приборы, которые активно участвуют в регулировании технологического процесса, ограничивают отклонения от нормального технологического режима, предупреждают возможность аварии и останавливают работу цеха в случае необходимости.

Далее рассматриваются методы химического контроля.

2.4.1 Определение степени конверсии

Степень конверсии определяют путем анализа проб газовой смеси до и после катализатора. Одновременно проводят два параллельных анализа.

Пробы аммиачно-воздушной смеси и нитрозного газа отбирают одновременно. В системах, работающих под давлением, перед отбором проб открывают вентили на пробоотборниках и продувают линию сильной струей газа из аппарата. После этого поток газа ослабляют и в патрубок газохода погружают трубку шарообразной колбы. Вслед за первой парой проб сразу отбирают вторую пару проб. Далее колбы с пробами выдерживают в весовой комнате до тех пор, пока они не примут температуру окружающего воздуха.

Колбы с АВС интенсивно встряхивают, чтобы аммиак полностью поглотился находящейся в колбе кислотой. Затем вводят воздух, шлифы промывают дистиллированной водой, которую сливают в колбы избыток кислоты оттитровывают в колбах 0,1 н. раствором NaOH или КОН.

Колбы с нитрозными газами также интенсивно встряхивают для наибольшей полноты окисления поглощения окислов азота. Затем вводят воздух, снимают шлифы и промывают дистиллированной водой. Промывные воды присоединяют к жидкости в колбах. Пробу титруют 0,1 н. раствором NaOH, далее рассчитывают весовое содержание аммиака в АВС, содержание аммиака, окисленного до окиси азота. Для определения степени конверсии берут среднюю величину двух параллельных результатов.

2.4.2 Определение содержания окиси азота и кислорода в отходящих газах

К отводной трубке для выхлопных газов каждого агрегата присоединяют широкогорлую стеклянную банку, закрытую пробкой с проходящими сквозь нее двумя трубками: одна из них доходит до дна и служит для ввода газа, другая - для его вывода. Из банки струя газа поступает в тройник и разделяется на два потока: один направляют в аппарат Орса для определения содержания кислорода, другой через длинную стеклянную трубку поступает в сосуд для определения содержания окиси азота.

Определение содержания окиси азота

Метод основан на том, что окись азота, содержащаяся в выхлопных газах, окисляется кислородом до NO₂ . двуокись азота образует с водой азотную кислоту, которую оттитровывают раствором едкого натра.

Из уравнения взаимодействия окислов азота с водой следует, что на образование 2 моль азотной кислоты расходуется 3 моль газа. То есть, при образовании 2 моль кислоты объем газа уменьшается в 3 раза.

Калориметрический способ определения окислов азота в выхлопных газах . Для определения содержания окислов применяют калориметр Н. Кузьминых и Э.Я. Турхан. В качестве эталонов служит набор стандартных трубок, наполненных газом с различным содержанием NO₂. Цвет газа в каждой трубке соответствует определенному содержанию в нем окислов азота. Анализируемый газ пропускают через сухую трубку и, сравнивая цвет газа с цветом эталона, определяют содержание двуокиси азота в газе. Затем краны трубки закрывают и ждут, пока окись азота не окислится до NO_{2. .}Вновь сравнивают цвет с эталонным и определяют общее количество окислов азота в пробе газа.

Определение содержания кислорода

Определение содержания кислорода в газах выполняют с помощью автоматического газоанализатора типа МГК - 2М, действие которого основано на парамагнитных свойствах кислорода. Между плечами газоанализатора создается разность температур, изменяются величины их сопротивлений и возникает разность потенциалов, которая фиксируется на шкале вторичного прибора. Чем выше содержание кислорода в смеси, тем большая доля газов втягивается магнитом в трубку и тем будут больше упомянутые отклонения. Стрелка вторичного прибора отклонится на эквивалентную величину.

2.4.3 Анализ азотной кислоты

Кислота должна быть бесцветной или иметь слегка желтоватый оттенок и не должна содержать осадка.

Определение концентрации ареометром.(рис. ). Кислота из абсорбционной колонны постоянно протекает через промежуточный сосуд, снабженный термометром для измерения температуры, и через сосуд, в котором плавает ареометр. Ареометр показывает плотность кислоты, по величине которой определяется содержание кислоты при данной температуре.

Определение общей кислотности. В ампулу набирают кислоту, взвешивают и определяют навеску кислоты.

Взвешенную ампулу помещают в банку, в которую наливают дистиллированной воды, и раздавливают. Далее в банку добавляют избыток NaOH 1 н., несколько капель раствора индикатора и титруют раствором HCl. Делают два параллельных определения и рассчитывают общую кислотность.

Определение содержания окислов азота. Анализируемую кислоту набирают в пипетку Лунге-Рея и взвешивают. Затем навеску кислоты выливают из пипетки в колбу с раствором перманганата калия. Далее пипетку снова взвешивают и определяют навеску кислоты. После остывания к раствору добавляют раствор КI, который взаимодействует с избытком марганцовокислого калия с выделением иода. Выделившийся иод титруют 0,1 н. раствором Na₂S₂O₃, причем в конце титрования добавляют каплю крахмала. Далее рассчитывают содержание окислов.

Определение содержания серной кислоты. Анализируемую кислоту набирают в пипетку Лунге-Рея и взвешивают. Навеску кислоты выливают из пипетки в фарфоровую чашку и пипетку снова взвешивают. По разности весов определяют навеску кислоты.

Кислоту в чашке упаривают, затем по каплям добавляют раствор формалина до полного прекращения выделения бурых паров., продолжают нагревать для удаления избытка формалина. Остаток в чашке смывают дистиллированной водой в стакан, добавляют индикатор и титруют 1 н. раствором NaOHдалее вычисляют содержание серной кислоты.

Определение содержания азотной кислоты. Содержание азотной кислоты вычисляют исходя из общей кислотности и содержания серной кислоты.

2.4.4 Определение содержания масла в смеси азотной кислоты и окислов азота

Кислоту продувают воздухом для удаления растворенных в ней окислов азота; оставшееся масло экстрагируют бензином. Бензин испаряют, остаток высушивают и взвешивают.

Перечень систем дистанционного управления

Наименование	Место установки органа управления	Позиция
1	2	3
1.Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии жидкого аммиака в цех .	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 1
2. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии газообразного аммиака , поступающего в контактные аппараты	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 3
3. Дистанционное управление отсекателями на общей линии газообразного аммиака , поступающего в контактные аппараты	ДПУ Пульт управления	(1,2)HCVAS - 2
4. Дистанционное управление сбросными клапанами на линии газообразного аммиака на свечу .	ДПУ Пульт управления	(1,2)HCVAS - 4
5. Дистанционное управление задвижками с электроприводом на линии газообразного аммиака в контактные аппараты	ДПУ Пульт управления.	(1,2)HCVAS - 39
6. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии выдачи газообразного аммиака в сеть .	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 36
7. Дистанционное управление клапанами на линиях газообразного аммиака в контактные аппараты.	ДПУ Пульт управления	(1,2)HCVAS - 41
8. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии природного газа , поступающего в подогреватель выхлопного газа.	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 7
9. Дистанционное управление отсекателями на линии природного газа , поступающего в подогреватель выхлопного газа.	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 5
10. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии природного газа , поступающего в реактор каталитической очистки .	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 10
11. Дистанционное управление отсекателями на линии природного газа , поступающего в реактор каталитической очистки .	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 8
12. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии подачи азотоводородной смеси в смеситель реактора каталитической очистки .	ДПУ Щит управления (I агрегат) Пульт управления (2 агрегат)	HCVAS - 68
13. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии азотоводородной смеси на входе в цех .	ДПУ Щит управления	HCVAS - 15
14. Дистанционное управление отсекателем на линии выхлопных газов после абсорбционной колонны (холодный байпас) - для 2-го агрегата	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 38 -1
15. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии выхлопных газов после К - 31 (холодный байпас). - для I -го агрегата	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 38 -1
16. Дистанционное управление клапаном на линии выхлопных газов после абсорбционной колонны (холодный байпас) .	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 38 -2
17. Дистанционное управление отсечным клапаном на линии выхлопных газов после абсорбционной колонны .	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 34
18. Дистанционное управление сбросными клапанами на линии выхлопных газов перед реактором каталитической очистки .	ДПУ Пульт управления	(1,2) HCVAS - 13
19. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии сброса выхлопных газов в атмосферу после подогревателя выхлопных газов (горячий байпас) .	ДПУ Пульт управления	HCVAS - 37
20. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии пара , поступающего в подогреватель захоложенной воды , поз.Т-41 .	ДПУ Пульт управления	HCVA - 14
21. Дистанционное управление задвижкой с электроприводом на линии пара Р = 1.6 МПа (16 кгс/см2) на продувку пароперегревателей .	ДПУ

Подобные документы

• Производство разбавленной азотной кислоты по схеме АК-72: отделение окисления аммиака

  Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов для получения азотной кислоты. Выбор и обоснование принятой схемы производства. Описание технологической схемы. Расчеты материальных балансов процессов. Автоматизация технологического процесса.
  
  дипломная работа [1,9 M], добавлен 24.10.2011
  

• Производство азотной кислоты

  Промышленные способы получения разбавленной азотной кислоты. Катализаторы окисления аммиака. Состав газовой смеси. Оптимальное содержание аммиака в аммиачно-воздушной смеси. Типы азотнокислотных систем. Расчет материального и теплового баланса реактора.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.03.2015
  

• Производство азотной кислоты

  Обзор современных методов производства азотной кислоты. Описание технологической схемы установки, конструкция основного аппарата и вспомогательного оборудования. Характеристика исходного сырья и готовой продукции, побочные продукты и отходы производства.
  
  дипломная работа [652,9 K], добавлен 01.11.2013
  

• Производство аммиачной селитры производительностью 450000 тонн в год. Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком. Аппарат ИТН

  Характеристика выпускаемой продукции, исходного сырья и материалов для производства. Технологический процесс получения аммиачной селитры. Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком и выпаривание до состояния высококонцентрированного плава.
  
  курсовая работа [51,2 K], добавлен 19.01.2016
  

• Производство соляной кислоты

  Методы получения соляной кислоты. Характеристика основного и вспомогательного сырья. Физико-химические характеристики стадий процесса. Характеристика абсорберов хлороводорода. Расчет материального баланса производства синтетической соляной кислоты.
  
  курсовая работа [835,1 K], добавлен 17.11.2012
  

• Реактор разложения оксидов азота

  Технология получения неконцентрированной азотной кислоты. Оборудование, назначение и описание средств КИПиА. Технологический расчёт сопротивления реактора. Организация монтажных работ. Техническая эксплуатиция оборудования. Техника безопасности.
  
  дипломная работа [715,1 K], добавлен 15.12.2008
  

• Выбор и расчет средств измерений в системах автоматизации технологических процессов

  Производство соляной кислоты. Характеристика основного и вспомогательного сырья. Автоматизация процесса получения соляной кислоты. Технологическая схема процесса и система автоматического регулирования. Анализ статических характеристик печи синтеза.
  
  контрольная работа [96,6 K], добавлен 08.06.2016
  

• Проектирование узла ингибирования соляной кислоты на АО "Каустик"

  Обоснование места размещения производства продукции. Характеристика методов производства соляной кислоты. Описание технологической схемы получения синтетической соляной кислоты. Устройство и принцип работы основного и вспомогательного оборудования.
  
  дипломная работа [3,5 M], добавлен 03.12.2017
  

• Производство аммиачной селитры

  Физико-химические свойства аммиачной селитры. Основные стадии производства аммиачной селитры из аммиака и азотной кислоты. Установки нейтрализации, работающие при атмосферном давлении и работающие при разрежении. Утилизация и обезвреживание отходов.
  
  курсовая работа [605,6 K], добавлен 31.03.2014
  

• Производство серной кислоты из серного колчедана

  Серная кислота: физико-химические свойства и применение. Характеристика исходного сырья. Технологическая схема производства серной кислоты контактным способом. Расчет материального баланса процесса. Тепловой баланс печи обжига колчедана в кипящем слое.
  
  курсовая работа [520,8 K], добавлен 10.06.2015
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам