ЗМІСТ
Вступ
1.Окислюваності аміаку
1.1Технологічні Розрахунки
1.1.1 Завдання 1
1.1.2 Завдання 2
1.1.3 Завдання 3
2.Окислюваності окису азоту
2.1Технологічні Розрахунки
2.1.1 Завдання 4
2.1.2 Завдання 5
2.1.3 Завдання 6
3.Абсорбція оксідів азоту
3.1Технологічні Розрахунки
3.1.1 Завдання7
3.1.2 Завдання8
4.Очищені вікідніх газів
4.1 технологічніРозрахунки
4.1.1 Завдання 9
4.1.2.Завдання 10
Література
Вступ
Тема контрольноїроботи В«Виробництво азотної кислотиВ» з дісціпліні В«Технологіяосновного неорганічного синтезу В».
Дісціпліна В«Технологія основного неорганічного синтезуВ»вівчається в з метою засвоєння основних теоретичних основ технологій и методіводержания продуктів основного неорганічного синтезу.
Вивчення даної дісціпліні грунтуєтьсяна знаннях, одержаних при вівченні таких дисциплін: В«Загальна и неорганічнахімія В»,В« Фізична хімія В»,В« Фізика В»,В« Вища математика В»,В« Теоретичні основитехнології неорганічніх речовін В»,В« Кінетіка и каталіз В»,В« Процес та апаратихімічної технології В»,В« Основи наукових досліджень и наукова інформація В»таінших.
Завданням Вивчення курсу являється засвоєнняфізико-хімічних основ промислових процесів та їх апаратурного оформлення,Вивчення технологічних схем промислових виробництв зв'язаного азоту, вміннявіконуваті технологічні розрахунків.
Мета роботи - ознайомлення з теоретичність харчуванняпов'язаними з виробництвом азотної кислоти та Вирішення практичних Завдання.
азотної кислоти одержують окислюваностіаміаку повітрям з Наступний Переробка окіслів азоту.
Перша стадія процесу - окислюваностіаміаку - опісується рівнянням реакції:
4NH 3 + 5O 2 =4NO + 6H 2 O + 905,8 кДж/моль (1)
Одночасно з основною реакцієюпротікають побічні реакції, Що призводять до дефіксації азоту й віражаютьсясумарной рівнянням:
4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O + 1266,96 кДж/моль (2)
При охолодженнінітрозного газу окис азоту окісляється кисня до двоокісу:
2NО + O 2 = 2NO 2 + 112,4 кДж/моль (3)
При цьому протікає кож реакція:
2NО 2 + NО = N 2 O 3 (4)
Всі віщі окисли азоту реагують Ізводою з Утворення азотної ї азотістої кислот:
2NO 2 + H 2 O =HNO 3 + HNO 2 + 115,9 кДж/моль (5)
N 2 O 4 + H 2 O= HNO 3 + HNO 2 + 59,06 кДж/моль (6)
N 2 O 3 + H 2 O= HNO 2 + 55,6 кДж/моль (7)
Малостійкаазотистої кислоти розпадається на азотну кислоту й окис азоту:
3HNO 2 = HNO 3 + 2NO + H 2 O - 75,7 кДж/моль (8)
сумарнойБалансова рівняння виробництва азотної кислоти з аміаку має Вигляд:
NH 3 +2O 2 = НNО 3 + H 2 O + 420,5 кДж/моль (9)
1.Окислюваності аміаку
Каталізаторомпри окіслюванні аміаку службовців сплаву платини з родієм або палладієм, Що маютформу сіткі. Застосовують кож неплатінові каталізатори на Основі окіслівзаліза з добавками кобальту й хрому.
Напруженістькаталізатора характеризують кількістю аміаку (кг) окислення на 1 м 2 актівній поверхні каталізатора за добу, тобто кг/(м 2 в€™ добу.):
(10)
де - ГодінВитрати аміаку, кг/година;
- активна поверхня каталізаторноїсіткі, м 2 .
для платиновихсіток активна поверхня 1 м 2 розраховується по рівнянню:
(11)
де d -Діаметр дроту сіткі, см;
n - Число батогів на 1 см 2 площі сіткі.
На практіцізастосовують сіткі, Що мают Діаметр 0,25-0,1 мм и число плету 1000-4000 на 1 см 2 .
Розміріконтактного апарата залежався в основному, від необхідної площі каталізаторноїсіткі. Для визначення площі Спочатку знаходять необхідній Вільний об'єм Vв каталізатора в м 3 :
(12)
де Wг - об'ємнашвідкість газу в умів контакту, м 3 /сек.;
П„ - Година контакту газу з каталізатором, сек ..;
або
(13)
де m -число сіток, складень разом;
f - Відношення вільного об'єму сіток до їхнього загально об'єму;
(14)
де 1d -загальний об'єм сіток у см 3 , віднесеній до 1 см 2 площісіток;
- об'єм дроту сіток, віднесенійдо 1 см 2 площі сіток.
Об'ємнушвідкість газу (у м 3 /сек ..) в умів контакту розраховують поформулі:
(15)
де W 0 - Об'ємна швідкість газу при н.у., м 3 /сек ..;
Тк - температура контакту, К;
Рк - Тиск у контактному апарату, Па або атм;
Р - Атмосферний лещата, Па або атм.
Підставівші врівняння Значення Vв и Wг и вірішуючі Його відносно S одержимо необхіднуплоще каталі заторної сіткі:
(16)
азотнихкислота аміак оксид
де 1,1 - коефіцієнт, Що враховуєзбільшення годині контакту за рахунок подовження ниток сіткі при провісанні.
Діаметр сіткі:
(17)
Оптимальний годинуконтакту поклади від природи каталізатора й температури. Для 900 0 Спри ступені перетворення 90-98% годину контакту газу з каталізатором можнавізначіті по формулі:
(18)
де - ступіньперетворення NH 3 в NO,%.
ПідвіщенняТемпература внаслідок віділення теплоти при окіслюванні аміаку кисня Повітряможна візначіті по формулі:
(19)
де - ступіньперетворення, Частки одініці;
х - Зміст аміаку в аміачно-повітряної суміші, об. Частки;
Р Н2О - парціальній Тиск водяна пара у суміші;
Р - загальний Тиск газу.
Віщенаведенаформула справедлива при Наступний значення мольна теплоємкостей компонентівсуміші, кДж/(кмоль * град):
С (О 2 )- 32,3 С (Н 2 О) - 37,4 C (N 2 ) - 30,8 C (NO)- 31,6
При віборіТемпература конверсії аміаку необхідно враховуваті зростання Пітом Втратаплатинового каталізатора, які сильно збільшуються Вище 950 0 С. ПитоміВтрати платинового каталізатора можна візначіті по емпірічному рівнянню:
(20)
де - ПитоміВтрати платіні, г/т;
Т - температура конверсії, К.
1.1 технологічні Розрахунки
1.1.1Завдання 1
скластисьматеріальній и теплового балансу стадії окислюваності аміаку на 1 т азотноїкислоти. Ступінь окислюваності NH 3 до NO - 0,97; NO до NO 2 0,99 и ступінь абсорбції 0,97. Зміст аміаку в аміачно-повітряній суміші 7,5%мас. Температура АВС на вході в контактний апарат 270 0 С, Втратитепла становляться 5% від загально приходу тепла. Візначіті температурунітрозніх газів на віході з контактного апарата.
Рішення:
ВізначімоВитрати аміаку з сумарной рівняння:
NH 3 + 2O 2 = HNO 3 + H 2 O (І)
1.Теоретична витрати NH 3 на 1 тHNO 3 складі:
ФактичнаВитрати NH 3 при значенні ступенів конверсії 97% І ступеня абсорбціїоксідів азоту 99% складі:
об'ємцієї кількості аміаку складі:
де22,4 - мольна об'єм газу.
2.Візначімо об'єм Повітря, необхідній для виробництва 1000 кг...
