Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Содержание и объём графической части

Содержание и объём графической части

1 Принципиальная технологическая схема узла (отделения) – 1 лист А-2

Председатель ПЦК ХТ ____________________________________________ Ромашкина Е. С.

Дата утверждения              Подпись

Преподаватель ______________________________________________________ Попова В. В.

Дата выдачи задания            Подпись

ИТН_Аммиачная селитра (Рудикова)

Проект отделения нейтрализации в производстве аммиачной селитры по схеме АС-60.

Исходные данные к проекту Производительность по товарному продукту – 1200 т/сутки. Массовая доля азота общего в товарном продукте – 34,7 % масс. Массовая доля основного вещества в товарном аммиаке – 99,6 % масс. Массовая доля моногидрата в товарной азотной кислоте – 55 % масс. Массовая доля нитрата аммония в растворе на выходе из ИТН – 85 % масс. Материальный баланс узла нейтрализации рассчитать на 1 тонну товарного продукта.

РАСЧЁТ пересчитать на свои данные, вставить в рамки, в штампе написать шифр.

РАСЧЁТ СМОТРИ НИЖЕ.

2 Расчётная часть

Исходные данные:

2.1. Расчёт производительности

Определим часовую производительность цеха по товарному продукту:

где П_ч – часовая производительность установки по товарному продукту, кг/час;

П_сут – суточная производительность установки по товарному продукту, т/сут;

24- количество часов в сутках.

2.2 Расчёт теоретических расходных коэффициентов

Расходные коэффициенты – величины, характеризующие расход различных видов сырья, материалов, электроэнергии на производство единицы продукции. Теоретический расходный коэффициент учитывает стехиометрические соотношения, по которым происходит превращение исходных веществ в целевой продукт.

Аммиачная селитра – азотное удобрение, основным веществом которого является нитрат аммония.

Аммиачную селитру получают нейтрализацией азотной кислоты газообразным аммиаком в аппарате ИТН. Процесс нейтрализации можно описать следующей химической реакцией:

Как видно из уравнения реакции для получения 1 моль NH₄NО₃ необходимо затратить по 1 моль 100 % - ных HNO₃ и NH₃, следовательно, можно записать равенство (2):

Количество вещества n вычисляют по формуле (3):

где ni – количество вещества, кмоль;

    Gi – массовый расход вещества, кг;

    Mi – молекулярная масса вещества, кг/кмоль;

С учетом формулы (3) равенство (2) можно записать в виде:

Таким образом, из соотношения (4) можно вычислить теоретические расходные коэффициенты на получение 1 тонны товарной аммиачной селитры.

В соответствии с исходными данными товарная аммиачная селитра содержит 34,8 % масс. (0,348 масс. долей) азота общего. Содержание 100 % - ного нитрата аммония в 1 тонне аммиачной селитры определяют по формуле (5):

где G(тов.продукт) – масса товарной аммиачной селитры, кг;

    G(N)_тов – масса азота в 1 тонне товарной аммиачной селитры, кг;

    ω(N)_тов – массовая доля азота в аммиачной селитре, масс. доли;

     0,35 – коэффициент перевода азота в нитрат аммония.

На образование 991,4 кг нитрата аммония необходимо в соответствии со

стехиометрией реакции (1) необходимо затратить:

- аммиака (в 100 % - ном выражении):

где G(NН₃)_трк – теоретический расходный коэффициент по аммиаку, кг/т;

    М(NН₃), М(NH₄NО₃) – молекулярные массы аммиака и нитрата аммония, соответственно, кг/кмоль.

- азотной кислоты (в 100 % - ном выражении):

где G(НNО₃)_трк – теоретический расходный коэффициент по азотной кислоте, кг/т;

    М(НNО₃), М(NH₄NО₃) – молекулярные массы аммиака и азотной кислоты, соответственно, кг/кмоль.

2.3 Расчёт практических расходных коэффициентов

Практические расходные коэффициенты учитывают качество используемого сырья и его потери в процессе производства.

В соответствии с исходными данными товарный аммиак, поступающий на узел нейтрализации, содержит 99,6 % масс. основного вещества (остальное вода). Потери аммиака составляют 1 % (или 1,01). Таким образом для получения 1 тонны товарного продукта потребуется товарного аммиака:

где G(NН₃)_прк – практический расходный коэффициент по аммиаку, кг/т;

    1,01 – коэффициент, учитывающий потери аммиака;

    ω(NН₃)_тов. – массовая доля основного вещества в товарном аммиаке, % масс;

    100 – коэффициент перевода % в доли.

В соответствии с исходными данными азотная кислота, поступающая на

узел нейтрализации, содержит 58 % масс. НNО₃. Потери азотной кислоты составляют

1 % (или 1,01). Таким образом для производства 1 тонны товарного продукта потребуется азотной кислоты:

где G(НNО₃)_трк – практический расходный коэффициент по азотной кислоте, кг/т;

    1,01 - коэффициент, учитывающий потери азотной кислоты;

    ω(НNО₃)_тов. – массовая доля НNО₃ в товарной азотной кислоте, % масс;

    100 – коэффициент перевода % в доли.

2.4 Составление таблицы материального баланса

Материальный баланс – вещественное выражение закона сохранения массы вещества. Применительно к любому химико-технологическому процессу это означает, что масса веществ, поступивших на технологическую операцию – приход, равна массе всех веществ, получившихся в результате ее протекания – расход. Материальный баланс составляют на единицу массы основного продукта (кг, т) или на единицу времени (часы, сутки).

Рассчитаем материальный баланс узла нейтрализации на производство 1 т товарной аммиачной селитры.

В соответствии с проведенным расчетом (п. 2.3) на производство 1 тонны аммиачной селитры на узел нейтрализации необходимо подать 214,3 кг товарного аммиака и 1350 кг азотной кислоты с массовой долей моногидрата 58 % масс.

Рассчитаем компонентный состав сырьевых потоков, поступающих в ИТН.

Рассчитаем состав товарного аммиака, подаваемого на узел нейтрализации:

- аммиак

где G(NН₃)_ам – масса основного вещества в товарном аммиаке, кг.

- влага

где G(Н₂О)_ам – масса влаги в товарном аммиаке, кг.

На основании расчета составим таблицу 1.

Таблица 1 – Состав товарного аммиака

Рассчитаем состав азотной кислоты, подаваемой на узел нейтрализации:

- азотная кислота (моногидрат)

где G(НNО₃)_АК – масса моногидрата в товарной азотной кислоте, кг.

- вода

где G(Н₂О)_АК – масса воды в товарной азотной кислоте, кг.

На основании расчета составим таблицу 2.

Таблица 2 – Состав товарной азотной кислоты

На основании данных таблиц 1 и 2 рассчитаем массу воды, поступившей в ИТН с сырьевыми потоками:

Как уже указывалось раннее, аммиачную селитру получают нейтрализацией азотной кислоты аммиаком по реакции (1):

Массу образовавшегося нитрата аммония определим по формуле (14), используя соотношение (4):

где G(NН₄NО₃)_р1 – масса образовавшегося нитрата аммония по реакции (1), кг;

M(NН₄NО₃), M(НNО₃) – молекулярные массы нитрата аммония и азотной кислоты, соответственно, кг/кмоль.

Определим массу раствора, образовавшегося в ИТН. В соответствии с исходными данными массовая доля нитрата аммония составляет 83 % масс., следовательно, масса раствора составит:

                                 994,3 кг NН₄NО₃ – 83 % масс.

                                   х кг раствора – 100 % масс.

где G(АС)_р-р – масса образовавшегося раствора в аппарате ИТН, кг;

ω(NН₄NО₃)_р-р – массовая доля нитрата аммония в растворе, % масс.;

100 – коэффициент пересчета % в доли.

Рассчитаем количество воды в образовавшемся растворе нитрата аммония:

где G(Н₂О)_р-р – масса воды в растворе нитрата аммония, кг.

Рассчитаем количество испарившейся воды в процессе нейтрализации:

На основании проведенного расчета составим таблицу 3.

Таблица 3 – Состав раствора аммиачной селитры

На основании проведенных расчетов и данных таблиц 1, 2, 3 составляем таблицу материального баланса.

Таблица 4 - Материальный баланс узла нейтрализации

Разбаланс между статьями прихода и расхода составляет:

Разбаланс не превышает 1 %, что удовлетворяет точности технохимических расчетов.