📄Работа №217206
Тема: Разработка технологии выделения аммиака из танко-продувочных газов крупнотоннажных агрегатов синтеза аммиака
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Химия
Объем:
47 листов
Год:
2022
Просмотров:
0
4260
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 4
1 Мировое производство аммиака и проблема переработки танко-
продувочных газов 6
1.1 Мировое производство аммиака 6
1.2 Физико-химические основы процесса синтеза аммиака 8
1.3 Необходимость переработки танко-продувочных газов в производстве
аммиака 14
1.4 Проблема утилизации танковых и продувочных газов производства
аммиака 16
2 Существующие технологии переработка танко-продувочных газов и выбор
способа модернизации действующей установки 20
2.1 Технология переработки танко-продувочных газов на установке ПАО
«ТольяттиАзот» 20
2.2 Современные технологии выделения компонентов из танко-
продувочных газов производства аммиака 24
2.3 Патентный поиск 27
2.4 Предлагаемая технология переработки танко-продувочных газов 31
3 Расчет материального и теплового балансов предлагаемой технологии
улавливания аммиака 34
3.1 Материальный баланс 34
3.2 Тепловой баланс процесса 37
3.3 Определение основных размеров реакционной зоны нейтрализатора .. 41
Заключение 43
Список используемой литературы и используемых источников 45
1 Мировое производство аммиака и проблема переработки танко-
продувочных газов 6
1.1 Мировое производство аммиака 6
1.2 Физико-химические основы процесса синтеза аммиака 8
1.3 Необходимость переработки танко-продувочных газов в производстве
аммиака 14
1.4 Проблема утилизации танковых и продувочных газов производства
аммиака 16
2 Существующие технологии переработка танко-продувочных газов и выбор
способа модернизации действующей установки 20
2.1 Технология переработки танко-продувочных газов на установке ПАО
«ТольяттиАзот» 20
2.2 Современные технологии выделения компонентов из танко-
продувочных газов производства аммиака 24
2.3 Патентный поиск 27
2.4 Предлагаемая технология переработки танко-продувочных газов 31
3 Расчет материального и теплового балансов предлагаемой технологии
улавливания аммиака 34
3.1 Материальный баланс 34
3.2 Тепловой баланс процесса 37
3.3 Определение основных размеров реакционной зоны нейтрализатора .. 41
Заключение 43
Список используемой литературы и используемых источников 45
📖 Введение
Аммиак является основным строительным блоком мировой азотной промышленности; на потребление аммиака для азотных удобрений приходится более 80% мирового рынка аммиака. Азотные удобрения являются наиболее широко используемыми удобрениями в мире, на них приходится около 60% всех удобрений. За исключением Китая, где большая часть аммиака производится путем газификации угля, большая часть мирового аммиака производится из природного газа.
Перед внесением в почву аммиак перерабатывается в готовые удобрения. Эти продукты включают мочевину, нитраты аммония, сульфат аммония, фосфаты аммония и азотные растворы.
По прогнозам, потребление аммиака в промышленности в течение прогнозируемого периода будет расти несколько быстрее, чем потребление удобрений. Аммиак используется для производства нитратов аммония, которые применяются для изготовления взрывчатых веществ. Он также используется в производстве акрилонитрила для акриловых волокон и пластмасс, гексаметилендиамина для нейлона 66, капролактама для нейлона 6, изоцианатов для полиуретанов и гидразина, а также различных аминов и нитрилов.
В 2020-25 годах прогнозируется увеличение мирового видимого потребления аммиака примерно на 12,9%.
В связи с этим остро стоит вопрос модернизации действующих производств с целью интенсификации процесса, увеличения мощности агрегатов, а также снижения негативного воздействия на окружающую среду.
Цель работы: разработать технологию переработки танко-продувочных газов производства аммиака.
В связи с поставленной целью в представленной работе необходимо решить следующие задачи:
- изучить современную динамику мирового производства аммиака и обосновать необходимость модернизации действующих производств;
- рассмотреть основные проблемы переработки танковых и продувочных газов производства аммиака;
- привести описание действующей технологии переработки танко-продувочных газов на установках получения аммиака. Указать основные недостатки технологии;
- провести обзор патентной литературы, рассматривающей возможности повышения эффективности действующих технологий переработки танко-продувочных газов производства аммиака;
- предложить технологию выделения отдельных компонентов из танко-продувочных газов. Обосновать ее преимущества перед действующей.
- выполнить необходимые технологические расчеты;
Перед внесением в почву аммиак перерабатывается в готовые удобрения. Эти продукты включают мочевину, нитраты аммония, сульфат аммония, фосфаты аммония и азотные растворы.
По прогнозам, потребление аммиака в промышленности в течение прогнозируемого периода будет расти несколько быстрее, чем потребление удобрений. Аммиак используется для производства нитратов аммония, которые применяются для изготовления взрывчатых веществ. Он также используется в производстве акрилонитрила для акриловых волокон и пластмасс, гексаметилендиамина для нейлона 66, капролактама для нейлона 6, изоцианатов для полиуретанов и гидразина, а также различных аминов и нитрилов.
В 2020-25 годах прогнозируется увеличение мирового видимого потребления аммиака примерно на 12,9%.
В связи с этим остро стоит вопрос модернизации действующих производств с целью интенсификации процесса, увеличения мощности агрегатов, а также снижения негативного воздействия на окружающую среду.
Цель работы: разработать технологию переработки танко-продувочных газов производства аммиака.
В связи с поставленной целью в представленной работе необходимо решить следующие задачи:
- изучить современную динамику мирового производства аммиака и обосновать необходимость модернизации действующих производств;
- рассмотреть основные проблемы переработки танковых и продувочных газов производства аммиака;
- привести описание действующей технологии переработки танко-продувочных газов на установках получения аммиака. Указать основные недостатки технологии;
- провести обзор патентной литературы, рассматривающей возможности повышения эффективности действующих технологий переработки танко-продувочных газов производства аммиака;
- предложить технологию выделения отдельных компонентов из танко-продувочных газов. Обосновать ее преимущества перед действующей.
- выполнить необходимые технологические расчеты;
✅ Заключение
В представленной работе предложена модернизация действующей установки переработки танко-продувочных газов производства аммиака.
На предприятии ПАО «ТольяттиАзот» переработка танко-продувочных газов осуществляется в несколько этапов. Выделение аммиака протекает за счет криогенной очистки, т.е. снижения температуры газового потока до достижения требуемой степени конденсации аммиака.
Далее очищенный от аммиака газовый поток может быть направлен на сжигание в печь риформинга, либо на установку получения водорода фирмы «Монсанто», либо на установку выделения аргона на предприятие ПАО «КуйбышевАзот». В рассматриваемой технологической схеме возможно осуществление всех трех вариантов дальнейшей переработки.
Выявлены основные недостатки действующей технологии:
- криогенная очистка требует больших затрат холода, т.к. для выделения 10% об. аммиака требуется охлаждать весь газовый поток;
- неполная очистка газа от аммиака становится причиной образования оксидов азота в топочной камере печи риформинга и сброса их в атмосферу;
- очистка образовавшихся оксидов азота осуществляется подачей аммиаксодержащих газов в зону реакции, что приводит к дополнительным затратам основного продукта и, соответственно, снижению производительности;
- в случае мембранного метода выделения водорода остаточное количество аммиака в газе может вызвать необратимое уплотнение мембран.
Таким образом, стадия очистки танко-продувочных газов от аммиака в рассматриваемой технологии является неэффективной и экономически невыгодной.
В качестве модернизации действующей технологии предлагается замена стадии криогенной очистки танко-продувочных газов от аммиака на технологию улавливания аммиака раствором азотной кислоты с получением ценного удобрения аммиачной селитры.
Предлагаемая технология имеет ряд преимуществ, в частности:
- снижение потерь аммиака с танковыми и продувочными газами;
- снижение выбросов оксидов азота, образующихся при сжигании аммиака на факеле;
- увеличение производительности цеха по производству минеральных удобрений;
- снижение энергетических и экономических затрат на стадию выделения аммиака путем захолаживания.
В работе произведен расчет материального баланса процесса получения аммиачной селитры из аммиака танко-продувочных газов производительностью 8 тыс. м3/ч танко-продувочных газов. В результате расчета определена концентрация раствора аммиачной селитры на выходе из нейтрализатора - 50% масс. Остаточное содержание аммиака в танко-продувочных газах составляет не более 0,1 % масс.
Произведен расчет теплового баланса процесса. Процесс поглощения аммиака азотной кислотой является экзотермическим процессом, в связи с чем требуется отвод избыточного тепла реакции. Данную функцию в представленной технологии выполняет конденсатор сокового пара, который охлаждаясь возвращается в колонну синтеза.
Определены основные размеры реакционной зоны аппарата. Требуемый объем реакционной зоны составляет 20 м3.
После очистки от аммиака продувочный газ может быть направлен на мембранное извлечение водорода, на факел или на установку извлечения аргона по желанию производителя.
Таким образом, предлагаемая технология является эффективной и экономически выгодной, а также снижает уровень вредного воздействия газовых выбросов на окружающую среду.
На предприятии ПАО «ТольяттиАзот» переработка танко-продувочных газов осуществляется в несколько этапов. Выделение аммиака протекает за счет криогенной очистки, т.е. снижения температуры газового потока до достижения требуемой степени конденсации аммиака.
Далее очищенный от аммиака газовый поток может быть направлен на сжигание в печь риформинга, либо на установку получения водорода фирмы «Монсанто», либо на установку выделения аргона на предприятие ПАО «КуйбышевАзот». В рассматриваемой технологической схеме возможно осуществление всех трех вариантов дальнейшей переработки.
Выявлены основные недостатки действующей технологии:
- криогенная очистка требует больших затрат холода, т.к. для выделения 10% об. аммиака требуется охлаждать весь газовый поток;
- неполная очистка газа от аммиака становится причиной образования оксидов азота в топочной камере печи риформинга и сброса их в атмосферу;
- очистка образовавшихся оксидов азота осуществляется подачей аммиаксодержащих газов в зону реакции, что приводит к дополнительным затратам основного продукта и, соответственно, снижению производительности;
- в случае мембранного метода выделения водорода остаточное количество аммиака в газе может вызвать необратимое уплотнение мембран.
Таким образом, стадия очистки танко-продувочных газов от аммиака в рассматриваемой технологии является неэффективной и экономически невыгодной.
В качестве модернизации действующей технологии предлагается замена стадии криогенной очистки танко-продувочных газов от аммиака на технологию улавливания аммиака раствором азотной кислоты с получением ценного удобрения аммиачной селитры.
Предлагаемая технология имеет ряд преимуществ, в частности:
- снижение потерь аммиака с танковыми и продувочными газами;
- снижение выбросов оксидов азота, образующихся при сжигании аммиака на факеле;
- увеличение производительности цеха по производству минеральных удобрений;
- снижение энергетических и экономических затрат на стадию выделения аммиака путем захолаживания.
В работе произведен расчет материального баланса процесса получения аммиачной селитры из аммиака танко-продувочных газов производительностью 8 тыс. м3/ч танко-продувочных газов. В результате расчета определена концентрация раствора аммиачной селитры на выходе из нейтрализатора - 50% масс. Остаточное содержание аммиака в танко-продувочных газах составляет не более 0,1 % масс.
Произведен расчет теплового баланса процесса. Процесс поглощения аммиака азотной кислотой является экзотермическим процессом, в связи с чем требуется отвод избыточного тепла реакции. Данную функцию в представленной технологии выполняет конденсатор сокового пара, который охлаждаясь возвращается в колонну синтеза.
Определены основные размеры реакционной зоны аппарата. Требуемый объем реакционной зоны составляет 20 м3.
После очистки от аммиака продувочный газ может быть направлен на мембранное извлечение водорода, на факел или на установку извлечения аргона по желанию производителя.
Таким образом, предлагаемая технология является эффективной и экономически выгодной, а также снижает уровень вредного воздействия газовых выбросов на окружающую среду.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.