Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Марта 2014 в 15:56, реферат
В качестве взрывчатых веществ находят так же применение аммониты – смеси аммиачной селитры с нитропроизводными ароматических соединений.
Значительное количество концентрированной азотной кислоты применяется для получения нитропроизводных бензола, нафталина и других соединений ароматического ряда, используемых в качестве полипродуктов в производстве синтетических красителей, а также в фармацевтической промышленности.
Азотная кислота применяется для получения азокрасителей. Азотная кислота и окислы азота используются для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты по нитрозному способу. Двуокись азота находит применение для стерилизации семян перед внесением в почву.
Потери кислоты равны:
489,762 – 480,000 = 9,762 кг = 0,009762 т
Где 489,762 – масса азотной кислоты, получаемой при 100% поглощении окислов азота, кг
Количество кислорода, необходимого для получения азотной кислоты определяется по уравнению:
NO +0,5H2O +0,75O2 = HNO3
И составит:
480 0,75 32 / 63 = 182,86 кг = 0,18286 т
Количество добавочного кислорода, необходимого для получения азотной кислоты составит:
182,86 – 85,76 = 97,10 кг = 0,0971 т
Где 85,76 – масса кислорода, оставшаяся после окисления в нитрозных газах. Кг
Количество азота воздуха, вводимого с этим количеством кислорода составит:
97,1 28 0,79 / 32 0,21 = 319,62 кг = 0,31962 т
Где 0,79 – массовая доля азота в воздухе, доли единицы;
0,21 – массовая доля кислорода в воздухе, доли единицы.
Если содержание избыточного кислорода в отходящих газах равно 5%, то вместе с ним вводится азот в количестве.
5 0,79 / 0,21 = 18,81% объёмн.
Таким образом, общее количество выхлопных газов (х) составляет
Х = 0,155 + 0,05х + 0,1881х + 47,45 + 11,414
Х = 59,019 + 0,238х
0,762х = 59,019
Х = 77,453 кмоль
где 0,155 – количество окиси азота, которое не поглотилось, кмоль;
47,45 – количество азота, поступившего после окисления аммиака с нитрозными газами, кмоль;
11,414 – количество азота воздуха
вводимого с добавочным
Из них на долю избыточного кислорода приходится
77,453 0,05 = 3,873 кмоль или 123,94 кг
А на долю избыточного азота
77,453 0,1881 = 14,569 кмоль
Таким образом, общее количество воздуха, вводимого в башни составит:
O2 97,10 + 123,94 = 221,04 кг
N2 319,62 + 407,93 = 727,55 кг
Всего
Таблица Состав выхлопных газов будет иметь следующий вид
кмоль |
Объёмн. % |
кг | |
NO O2 N2 |
0,155 3,873 73,433 |
0,2 5,0 94,8 |
4,65 123,94 2056,12 |
Всего |
77,461 |
100,0 |
2184,71 |
Количество воды, необходимой для образования 100% азотной кислоты по реакции
NO + 0,75 O2 + 0,5 H2O = HNO3
Составит:
233,22 18 0,98 0,5 / 30 = 68,58 кг
Где 233,22 – количество образующейся окиси азота после окисления аммиака, кг;
18 – молекулярная масса воды, г /моль;
0,98 – степень поглощения окислов азота, доли единицы;
0,5 – коэффициент из уравнения для воды;
30 – молекулярная масса окиси азота, г /моль
Количество воды. Необходимой для образования слабой азотной кислоты составит:
233,22 0,98 63 52 / 30 48 = 520 кг
Где 63 – молекулярная масса азотной кислоты, г /моль;
52 – массовая доля воды в 48% HNO3, %
Таким образом, с учётом
количества реакционной воды
в башне следует вводить
68,58 + 520,00 – 216,36 = 372,22 кг
Таблица Материальный баланс абсорбционного узла производства слабой азотной
кислоты, составленный на 1 т целевого продукта.
Приход, т |
Расход, т |
NO 0,23322 O2 H2O 0,21636 N2
O2 0,22104 N2 0,72755
0,37222 |
HNO3 0,480 H2O 0,520
NO 0,00465 O2 0,12394 N2
|
Всего 3,18475 |
Всего 3,18471 |
Необходимо рассчитать материальный баланс абсорбционного узла производства слабой азотной кислоты на заданную производительность целевого продукта равного 57000 т/год.
Таблица. Годовой материальный баланс
абсорбционного узла производства.
Приход, т |
Расход, т |
NO 13293,54 O2 H2O 12332,52 N2
O2 12599,28 N2 41470,35
21216,54 |
HNO3 27360,00 H2O 29640,00
NO 265,05 O2 7064,58 N2
|
Всего 181530,75 |
Всего 181528,47 |
Составление материального баланса установки улова хвостовых нитрозных газов производства слабой азотной кислоты.
Установка предназначена для улова остаточных окислов азота из хвостовых нитрозных газов после абсорбции.
Улов производится регенерированной серной кислотой (от 91-93 %) с образованием по следующим реакциям.
2NO + O2 = 2NO2
H2SO4 + 2NO2 = SO5NH + HNO3
Общее количество двуокиси азота (NO2) при степени превращения окиси азота 75% составит:
4,65 0,75 46 / 30 = 5,35 кг
Где 4,65 – количество окиси азота, поступающего на установки улова, кг;
46 – молекулярная масса двуокиси азота, г/ моль;
0,75 – степень превращения окиси азота в двуокись азота, доли единицы.
25% окиси азота уходит в
4,65 – 3,49 = 1,16 кг
Где 3,49 – масса окиси азота, превратившейся в двуокись азота, кг.
Количество кислорода необходимого для получения двуокиси азота
3,49 0,5 32 / 30 = 1,86 кг
Где 0,5 – коэффициент для кислоты из уравнения
32 – молекулярная масса кислорода
30 – молекулярная масса окиси азота, г/моль
Количество серной кислоты необходимой для связывания двуокиси азота и получения нитрозилсерной кислоты, определяется по уравнению 6 и составляет
5,35 0,5 98 / 46 = 5,70 кг
Где 98 – молекулярная масса серной кислоты, г/моль
0,5 – коэффициент для серной кислоты в уравнении 6
Количество образующейся нитрозилсерной кислоты составляет:
5,35 0,5 127 / 46 = 7,38 кг
Где 127 – молекулярная масса нитрозилсерной кислоты, г/моль;
0,5 – коэффициент для нитрозилсерной кислоты в уравнении 6.
Количество образующейся азотной кислоты составляет:
5,35 0,5 63 / 46 = 3,66 кг
Где 0,5 – коэффициент для азотной кислоты в уравнении 6
Состав выхлопных газов после установки улова будет таким
кмоль |
Объёмн.% |
кг | |
NO O2 N2 |
0,038 3,815 73,433 |
0,05 4,94 95,01 |
1,16 122,08 2056,12 |
Всего |
77,286 |
100,00 |
2179,36 |
Таблица 8 – Материальный баланс установки улова хвостовых нитрозных газов производства слабой азотной кислоты, составленный на 1 т целевого продукта.
Приход, т |
Расход, т |
NO 0,00465 O2 0,12394 N2 2,05612
|
NO 0,00116 O2 0,12208 N2 2,05612
0,00738
0,00366 |
Всего 2,19041 |
Всего 2,19040 |
Необходимо рассчитать
Приход, т |
Расход, т |
NO 265,05 O2 7064,58 N2 117198,84
|
NO 66,12 O2 6958,56 N2 117198,84
0,00738
0,00366 |
Всего 124528,47 |
Всего 124786,68 |
Выбор и технологический расчет
основного и вспомогательного оборудования.
А) Хранилище аммиака. Оно предназначено для хранения жидкого аммиака, представляет собой стальной сварной баллон, снабженный указательными стеклами. Рабочее давление 1,0 МПа (10кгс/см3 )
Хранители установлены двух размеров:
- длина 11750 мм, диаметр 2000мм, вместимость 33,5 м3 ; установлено двенадцать хранилищ(4).
Б) Подогреватель воздуха. Он рассчитан на обслуживание четырех контактных аппаратов , изготовлен из стали марки 1/18Н 9Т. Общая высота его 3240мм, диаметр 1000 мм. В аппарате имеющие теплообменные трубки диаметром 57 мм, в количестве 91 шт. Поверхность теплообмена равна
50 м2 По трубкам проходит перегретый пар, а в межтрубном пространстве- воздух , который нагревается до 50 ˚С . Для предотвращения перегрева трубной решетки перегретым паром подогреватель работает по принципу прямотока. Во избежание механических перенапряжений , которые могут возникнуть в результате термического удлинения трубок и корпуса, последний снабжен линзовым компенсатором.
В) Фильтр суконный. Он предназначен для очистки воздуха от фильтра обтянутых шинельным сукном. Поверхность одной кассеты составляет 5,4м2 Общая фильтрующая поверхность составляет 130 м2 (4)