Разработка технологии получения аммиака

1) газовые, содержащие  в своем составе аммиак, оксиды  азота и углерода и другие  примеси

2) сточные воды, состоящие из конденсата, продуктов промывки реакторов и систем охлаждения;

3) низкопотенциальную  теплоту.

Относительная концентрация токсичных примесей производства аммиака  в виде оксида углерода и оксидов  азота в отходящих газах невысока, но когда происходит восстановление оксидов азота до элементного азота, для устранения даже незначительных выбросов разрабатываются специальные мероприятия. Полное исключение токсичных выбросов возможно при использовании каталитической очистки в присутствии газа-восстановителя.

В результате воздушного охлаждения и замены поршневых компрессоров турбокомпрессорами значительно уменьшилось  потребление воды на 1 т NН3, что привело  к существенному снижению количества сточных вод (примерно в 50 раз) [6].

Низкопотенциальную теплоту  удается утилизировать повышением ее потенциала: это достигается вводом некоторого количества высокопотенциальной теплоты. Но этот путь получения механической энергии связан с увеличением загрязненности воздушного бассейна дымовыми газами.

          Одним из способов уменьшения выбросов и повышения эффективности производства аммиака является применение энерготехнологической схемы с парогазовым циклом, в котором в качестве рабочей теплоты используется не только теплота водяного пара, но и продуктов сгорания топлива.[7]

 

 

4.5.1 Выбросы в атмосферу

 

В производстве аммиака  имеются постоянные и периодические  сбросы газов в атмосферу, а также  сбросы, вызванные нарушениями технологического режима. Постоянно в атмосферу  сбрасывают дымовые газы из трубчатой  печи, подогревателя природного газа, а также через факельные установки.

На сжигание в факельную  установку направляются газы, сбрасываемые при пуске агрегата и при нарушениях технологического режима. Постоянно  сбрасывают в атмосферу диоксид  углерода, а также газы из предохранительных клапанов.

Высоту труб для сброса дымовых газов и углекислого  газа определяют на основании допустимого  содержания компонентов в приземном  слое населенного пункта, расположенного вблизи завода.

Минимальная величина санитарно-защитной зоны от аммиачного производства составляет 1000 м [6,10].

 

4.5.2 Характеристика сточных вод, методы их удаления и обезвреживания

При нормальной работе в  агрегатах производства аммиака  постоянно сбрасывается газовый  конденсат.

Сброс (в количестве 65 м /ч) осуществляют в химически загрязненные стоки из бака отработанного газового конденсата через гидрозатвор.

Газовый конденсат  при 45 °С содержит 160 мг/л СО₂, 80 мг/л NH₃ и ~ 100 мг/л органических соединений (в пересчете на метанол и формальдегид).

В схеме с  моноэтаноламиновой очисткой из смоловыделителя один раз в 10-15 дней выгружают около 10 м³ кубового осадка, представляющего собой вязкую, текучую массу темного цвета с плотностью 1.3 -1.4 г/ см³.

Сухое вещество кубового осадка имеет  следующий примерный состав (% масс.): моноэтаноламин – 15 – 30%, зола и механичские примеси – до 5 %, продукты разложения и окисления, нейтрализованные щелочью – до 75%. Содержание воды в кубовом осадке – не менее 60%. Из смоловыделителя кубовый остаток направляется в захоронители.

В период пуско-наладочных работ сбрасывают химически загрязненные воды, образующиеся при промывке системы  парообразования и очистки газа от углекислого газа, оборотную воду после сепаратора факельной установки, конденсат, образующийся при восстановлении низкотемпературного катализатора конверсии оксида углерода. Все эти сбросы сначала поступают в накопители, а затем их сбрасывают на очистные сооружения [17,19].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

В курсовом проекте  рассмотрены физико-химические свойства аммиака. Изучены физические, химические, а также токсические и взрывоопасные свойства аммиака. Определены области применения аммиака. Рассмотрены различные методы получения аммиака.

Разработана и  описана принципиальная технологическая  схема производства аммиака из азотоводородной смеси при давлении 500 атм. Подобраны средства автоматизации технологического процесса. Описаны приборы и их технические характеристики. Обоснован выбор запорно-регулирующей арматуры. Выбран регулирующий клапан модели GX Fisherr.

Рассчитан материальный баланс процесса синтеза аммиака. Определено, что для получения   434,4 т/год  жидкого аммиака нужно затратить 30780т/год азотоводородной смеси. Рассчитаны расходные коэффициенты по сырью.

Рассчитаны  основные параметры насоса. Выбран насос марки СМ 150-125-315 производительностью 200 м³/ч. Также найдена требуемая мощность электродвигателя, которая составила 123,3 кВт

          Проанализированы мероприятия по охране труда и безопасности при производстве аммиака. Установлено, что при производстве аммиака наибольшее влияние оказывается на атмосферу и сточные воды. Для снижения воздействия аммиака необходимо увеличить долю крупнотоннажных производств, усовершенствовать технологический процесс, разрабатывать высокоинтенсивные оборудования, катализаторы, новые способы очистки газов,  совмещенные процессы и производства, новые сырьевые источники.

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Соколов Р.С. Химическая  технология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений: В 2 т. - М.: Гуманит.  изд. центр ВЛАДОС, 2000. - Т. 1: Химическое производство в антропогенной деятельности. Основные вопросы химической технологии. Производство неорганических веществ. - 368 с.

2. Общая химическая  технология: Учеб. для вузов/А.М. Кутепов,  Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен  - 3-е изд., перераб. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 528 с.

3. Кононова Г.Н., Сафонов  В.В., Егорова Е.В. Расчет материального  баланса химико-технологических  систем интегральным методом. - М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2007. - 30 с.

4. Сборник заданий  и методических указаний по расчету материального баланса химико-технологических производств. Учебно-методическое пособие. /Авт: Брук Л.Г., Егорова Е.В., Кононова Г.Н., Сафонов В.В., Смирнова С.Н., Чабан Н.Г., Шварц А.Л. Под ред. Брука Л.Г., Кононовой Г.Н., Сафонова В.В. Изд. 3-е, перераб. - М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2008. - 72 с.

5. Павлов К.Ф., Романков  П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи  по курсу процессов и аппаратов  химической технологии. Учебное  пособие для вузов/Под ред.  чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. И доп. - Л.: Химия, 1987, - 576 с., ил.

          6.Бесков В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: учебное пособие для химико-технологических специальностей   вузов / Бесков В.С., Сафронов В.С. - М.: Химия, 1999. - 328 с.

7. Бородин И.Ф., Судник Ю.А. Автоматизация технологических процессов. – М.: КолосС, 2004. – 344 с.

8. Дигонский, С. В. Неизвестный  водород / С. В. Дигонский, В.В.  Тен. – СПб.: Наука, 2006. – 55 с. 

 9.Справочник азотчика, М., Химия, 1987

           10. Ф.А. Андреев, С.И. Карган, Л.И. Козлов, В.Ф. Приставко, Технология связанного азота, М., Химия, 1966

 11.Г.Н. Кононова, В.В. Сафонов, Е.В. Егорова, Расчёт материального баланса химико-технологических систем интегральным методом, М., МИТХТ, 1999

 12.Wikipedia.org: электронная энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki, свободный. – Загл. с экрана.

 13.Производство аммиака / Под ред. В.П.Семенова.-М., Химия, 1985.-385с

          14.Н.Е. Кузьменко, В.В. Ерёмин, В.А. Попков. Химия. Теория и задачи. — М.: ОНИКС 21 век», «Мир и образование», 2003.

           15. Приборы и средства автоматизации технологических процессов: Метод. Указания / Под ред.: Харазова В.Г. ЛТИ им. Ленсовета. – Л., 1990. – 56 с.

           16. Кузнецов Л.Д. Синтез аммиака.-М., Химия, 1982.-296с.

 17. Ахназарова С.Л. Оптимизации эксперимента в химии и химической технологии: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов / Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. - М.: Высшая школа, 1978. - 319 с.Производство аммиака / Под ред. В.П.Семенова.-М., Химия, 1985.-385с.

18. Расчеты по технологии  неорганических веществ. Учебн.  Пособие для вузов /2-е изд., перераб. и допол. /Под ред. М.Е.  Позина.- Л.: Химия, 1977 -495 с.

 19. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учеб. для вузов по хим.-технол. спец. / Ксензенко В.И., Кувшинников И.М., Скоробогатов В.С., [и др.] ; Ксензенко В.И., Кувшинников И.М., Скоробогатов В.С. и др.; Под ред. В.И. Ксензенко

20. Краткий справочник физико-химических величин, /под А.А.Равделя, А. М. Пономаревой, Химия, 1983 Бесков В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: учеб. для химико-технол. спец. вузов / Бесков В.С., Сафронов В.С. - М.: Химия, 1999. - 328 с.

21. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учеб. для вузов по хим.-технол. спец. / Ксензенко В.И., Кувшинников И.М., Скоробогатов В.С., [и др.] ; Ксензенко В.И., Кувшинников И.М., Скоробогатов В.С. и др.; Под ред. В.И. Ксензенко - М.: КолосС, 2003. - 328 с.