Расчёт установки синтеза аммиака с производительностью 1800 т сут.
ВВЕДЕНИЕ
В конце 19 столетия искусственные минеральные удобрения заслужили всеобщее признание и стали чаще использоваться в земледелии, а через время их производство превратилось в самостоятельную отрасль. Изначально в качестве азотных удобрений были использованы соли аммония и нитраты. Аммиак получали при производстве светильного газа, а большие запасы природного нитрата натрия встречались в Южной Америке. Однако быстро растущий спрос на азотные удобрения стимулировал ученых-химиков в поисках способов получения соединений на основе запасов атмосферного азота.
Метод получения NH3 заключался в том, что при температуре 1000-1100 °С атмосферный азот взаимодействовал с карбидом кальция с образованием углерода и цианамида CaCN2, при гидролизе которого выделялся аммиак. В 1903 г. Фриц Габер приступил к проведению исследований, нацеленных на разработку промышленного метода синтеза аммиака.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Теоретические основы процесса 7
1.1 Химизм и механизм процесса 7
1.2 Кинетика процесса 12
1.3 Основные параметры и их влияние на процесс 16
1.3.1 Скорость процесса 16
1.3.2 Применение высоких давлений 17
1.3.3 Температурный режим 17
1.4 Разновидности технологических установок 20
2 Катализаторы процесса получения аммиака 25
3 Описание технологического процесса 28
4 Характеристика исходного сырья и готовой продукции 32
5 Материальный баланс установки 35
6 Тепловой эффект процесса 41
7 Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования 44
7.1 Конструктивно-механический расчет основного аппарата 44
7.1.1 Расчет толщины обечайки корпуса 44
7.1.2 Расчёт толщины стенки днища 44
7.1.3 Расчет опор аппаратов 45
7.2 Полный расчет теплообменного аппарата 45
8 Аналитический контроль производства 50
9 Система контроля и управления процессом 52
9.1 Спецификация средств КИПиА 52
9.2 Описание контуров регулирования 52
9.2.1 Контроль температуры 52
9.2.2 Контроль давления 53
9.2.3 Регулирование уровня 54
10 Охрана труда и утилизация отходов 55
10.1 Опасные и вредные факторы на производстве 55
10.2 Вещества 55
10.3 Средства безопасности и индивидуальной защиты на производстве 57
10.4 Меры безопасности при эксплуатации производства 58
10.4.1 Меры безопасности при эксплуатации получения аммиака 59
10.4.1.1 Пуск оборудования в эксплуатацию после длительной остановки (из резерва или после проведения капитального ремонта)……………………………………………………..59
10.4.1.2 Пуск оборудования в эксплуатацию после кратковременных остановок………….60
10.4.1.3 Основные правила плановых остановок производства……………………………...61
10.4.1.4 Основные правила плановой остановки производства аммиака…………………..62
10.4.2 Способы обезвреживания и нейтрализации продуктов производства при разливах и авариях…………………………………………………………………………………………………………………………………………63
10.5 Расчёт безопасных расстояний 64
10.6 Выбросы в атмосферу 65
10.7 Сточные воды 66
10.8 Твердые и жидкие отходы производства 67
Список используемой литературы 71
Список используемой литературы
Руководство по эксплуатации СПГК.5070.000.00-01 РЭ «Датчики давления метран – 100».
Внуков А.К. Защита атмосферы от выбросов энергообъектов Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 2014.
Н. И. Воробьев ТЕХНОЛОГИЯ СВЯЗАННОГО АЗОТА И АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ,2011.
Кутепов А.М. Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология.– М.: Высшая школа, 1985.
Соколов Р.С. Химическая технология.Т.1. – М.: ВЛАДОС, 2003.
Кузнецов Л.Д., Дмитренко Л.М., Рабина П.Д., Соколинский Ю.А.: синтез аммиака, 1982.
Кохно Г.В. О некоторых предложениях по усовершенствованию технологии синтеза аммиака, 2009.
Ермолаева В.А., Семочкина К.Ю. Материальный и тепловой баланс производства аммиака из азотоводородной смеси, 2018.
Филиппов В.В. Теплообмен в химической технологии. Теория. Основы проектирования; Учебное пособие – Самара: СамГТУ, 2014.
Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по курсовому проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991.
Воденкова Н.Н. Дипломное проектирование: подготовка, оформление и защита: учеб. пособие Ч.1/, Е.Л. Красных, С.В. Леванова, А.С. Леолько, А.Б. Соколов. – Самара. Самар. гос. тех. ун-т., 2007.
Расчёт конденсатора, 2014: учебно-методическое пособие. Самара: Самарский Государственный Университет.
И.В. Гладышева, Е.Ю. Никифорова, Е.Ю. Кондракова ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ, 2013.
Методика оценки пожаробезопасных расстояний при проектировании промышленных предприятий, 2016.
Технологический регламент производства продукта аммиака ПАО «КуйбышевАзот».
Термометр сопротивления, принцип работы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://tesey.com/documents/stati/stati_17.html.
в испаритель жидкого аммиака, где, проходя по U-образным трубкам высокого давления, охлаждается до –5 °С за счет кипения аммиака при температуре –10 °С в межтрубном пространстве испарителя. Газообразный аммиак из межтрубного пространства испарителя направляется в холодильную установку для сжижения аммиака и возврата в испарители.
Из трубного пространства испарителя смесь охлажденного циркуляционного газа и сконденсировавшегося аммиака поступает в сепарационную часть конденсационной колонны, где происходит отделение жидкого аммиака от газа. Здесь же свежий газ смешивается с циркуляционным. Далее газовая смесь проходит корзину, заполненную полуфарфоровыми кольцами, где отделяется от капель жидкого аммиака, поднимается по трубкам теплообменника конденсационной колонны и направляется в выносной теплообменник, а затем – в колонну синтеза аммиака. Так циркуляционный цикл замыкается.