Технология и химические реакции стадии производства аммиака. Исходное сырье, продукт синтеза. Анализ технологии очистки конвертированного газа от диоксида углерода, существующие проблемы и разработка способов решения выявленных проблем производства.
Аннотация к работе
Бурное развитие азотной промышленности объясняется, в первую очередь, необходимостью обеспечить населения продуктами земледелия. Первые этапы развития производства аммиака характеризуются совершенствованием отдельных технологических звеньев общего процесса. Строительство новых заводов и установок осуществляется на основе все более рациональных и совершенных технологических схем, применяются все более надежные конструкции технологических аппаратов и энергетических машин, более активные, селективные и стабильные катализаторы, растворители и поглотители, степень автоматизации управления производством. Современные агрегаты синтеза аммиака созданы на основе последних достижений науки и техники, что позволило добиться значительного снижения энерго-материальных капитальных затрат, обеспечить низкую себестоимость выпускаемой продукции и высокую производительность труда. Эффективность процесса абсорбции СО2 горячим раствором К2СО3 зависит от температуры, парциального давления СО2 и водяного пара над раствором, концентрации активирующей добавки и щелочности раствора.Существенное значение для экономичности процесса водной очистки имеет расход воды на очистку и расход энергии на подачу этой воды. Расход воды на очистку конвертированного газа от двуокиси углерода зависит от степени извлечения СО2, температуры, общего и парциального давления СО2 в газовой смеси до очистки. В процессе этаноламиновой очистки газа от СО2 протекают побочные реакции, вызывающие необратимые изменения состава раствора, снижающие его поглотительную способность и приводящие к потерям амина. Агрегат включает абсорбер с контактным устройством, выполненным в виде высокослойных ситчатых тарелок с входами тонкорегенерированного и груборегенерированного абсорбента и выходом насыщенного раствора, регенегератор-рекуператор с входом насыщенного раствора и двумя, расположенными в двух уровнях выходами груборегенерированного и тонкорегенерированного абсорбента, тарелками со встроенными теплообменниками, связанными с выходом груборегенерированного абсорбента и входом груборегенерированного абсорбента абсорбера, конденсаторы загрязненного и чистого диоксида углерода с выходом флегмы, холодильники грубо-и тонкорегенерированного растворов абсорбента, вынесенный кипятильник для нагрева куба регенератора, а также систему насосов, трубопроводов и запорно-регулирующие элементы. В азотной промышленности очистка водным раствором едкого натра NAOH применяется в качестве последней ступени тонкой доочистки от СО2 конвертированного и коксового газа после водной очистки (когда концентрация СО2 в газе составляет не более 0,3% объемных), конвертированного газа после двухступенчатой моноэтаноламиновой очистки (при остаточном содержании СО2 40 см3/м3), после очистки горячими растворами поташа под давлением (при остаточном содержании СО2 в газе 500 - 1700 см3/м3),азотоводородной смеси после медноаммиачной очистки под давлением 32 МПА при содержании СО2 150 - 250 см3/м3.Данные о давлении паров воды над 40%-ным раствором карбоната калия при различной степени насыщения раствора приведены на рисунке 2 [2]. Добавление диэтаноламина (ДЭА) в поташный раствор позволяет значительно снизить равновесное давление СО2 над раствором при малых степенях его карбонизации (в условиях верха абсорбера), т. е. достичь более тонкой очистки , а также увеличить скорость абсорбции CO2 горячим раствором карбоната калия в 1,5-2 раза по сравнению с абсорбцией чистым раствором К2СО3 при высоких степенях карбонизации раствора (т. е. в условиях низа абсорбера) [2]. Около 20% циркулирующего раствора (тонкорегенерированного) поступает в верхнюю часть абсорбера при температуре 70°С, остальной раствор (груборегенерированный) подается в среднюю часть абсорбера. Для окисления можно использовать воздух, барботирующий через раствор, или нитрит калия (KNO2) , который добавляют в раствор. В связи с этим, учитывая недопустимость коррозии оборудования и выщелачивания керамической насадки, при применении КОН должны соблюдаться следующие условия: содержание хлоридов в исходном КОН не должно превышать 0,004% (масс.); концентрация КОН в циркулирующем растворе в любой точке системы не должна превышать 2% (масс.); . концентрация раствора КОН в емкости приготовления не должна превышать - 25% (масс.) [2].Полученные результаты заносим в таблицу. Компонент Мольная масса Мі Количество Vci , м3/ч Содержание у?Сі, об. доли Количество GCI, кг/ч Содержание УСІ, масс. доли Определим количество СО2, содержащееся в конвертированном газе после очистки, кг/ч: m’co2= =1024,5 кг/ч. Количество СО2, поглощаемое раствором К2СО3: nco2= кмоль; Абсорбер орошается 20 %-ным водным раствором карбоната калия в количестве 1500 м3/ч.у?i = , (14) где объемы компонентов очищенного газа, м3/ч.Поток, поступающий в абсорбер Количество, кг/ч % Поток, выводимый из абсорбера Количество, кг/ч % Вывод: В результате расчета материального баланса абсорбера был определен состав очищенного технологического газа от СО2 на выходе из аппарата, количество регенерированн
План
Содержание компонентов, масс. доли:Содержание компонентов (об. доли) считаем по формуле:Содержание компонентов, масс. доли:
Введение
Во всех развитых странах азотная промышленность является в настоящее время одной из основных ведущих отраслей. Бурное развитие азотной промышленности объясняется, в первую очередь, необходимостью обеспечить населения продуктами земледелия. Без минеральных удобрений, а главное азотных, невозможно решить задачи интенсификации сельского хозяйства. Первые этапы развития производства аммиака характеризуются совершенствованием отдельных технологических звеньев общего процесса. Строительство новых заводов и установок осуществляется на основе все более рациональных и совершенных технологических схем, применяются все более надежные конструкции технологических аппаратов и энергетических машин, более активные, селективные и стабильные катализаторы, растворители и поглотители, степень автоматизации управления производством.
В настоящее время основным промежуточным продуктом для получения огромного числа различных азотосодержащих соединений является аммиак, а синтез его из водорода и азота - единственным крупномасштабным методом производства этого важнейшего продукта.
Современные агрегаты синтеза аммиака созданы на основе последних достижений науки и техники, что позволило добиться значительного снижения энерго-материальных капитальных затрат, обеспечить низкую себестоимость выпускаемой продукции и высокую производительность труда. Все это достигнуто в результате разработки современных энерго-технологических схем, обеспечивающих высокий к.п.д., использование сырья и топлива, применение высокопроизводительного оборудования.
Важную роль в производстве аммиака играет очистка газов. Она предусматривает удаление из промышленных или природных газов вредных и балластных примесей с тем,чтобы очищеный газ был пригоден для транспортирования, дальнейшей химической переработки и непосредственного использования. Эффективность процесса абсорбции СО2 горячим раствором К2СО3 зависит от температуры, парциального давления СО2 и водяного пара над раствором, концентрации активирующей добавки и щелочности раствора.
Целью курсовой работы является расчет процесса абсорбции диоксида углерода раствором “Карсол” в агрегате получения аммиака.
Объект исследования: стадия очистки конвертированного газа от диоксида углерода при производстве аммиака.
Предмет исследования: модернизация системы очистки конвертированного газа от диоксида углерода.
Задачи исследования: - Рассмотреть технологию производства аммиака, стадии производства;
- Дать характеристику исходному сырью при производстве аммиака, продукту синтеза;
- Рассмотреть стадию очистки конвертированного газа от диоксида углерода;
- Провести анализ технологии очистки конвертированного газа от диоксида углерода, выявить существующие проблемы в очистке конвертированного газа и разработать решение выявленных проблем