Отделение одноступенчатой каталитической паровоздушно-кислородной конверсии метана

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ОБЩЕЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

«ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ»

на тему: «ОТДЕЛЕНИЕ ОДНОСТУПЕНЧАТОЙ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ПАРОВОЗДУШНО-КИСЛОРОДНОЙ КОНВЕРСИИ МЕТАНА»

ВЫПОЛНИЛА:

ст-ка IV курса

Специальность: «080502-с»

Шифр:407201

Комарькова С.В.

ПРОВЕРИЛА:

Тарчигина Н.Ф.

Москва 2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

лист

1.Задание…………………………………………………………………………..3

2.Введение…………………………………………………………………………4

3.Промышленные методы производства синтетического аммиака и их технико-экономическая оценка…………………………………………………..5

4.Физико-химические свойства процесса……………………………………….8

5.Описание технологической схемы получения азото - водородной смеси из природного газа…………………………………………………………………...9

6.Материальный расчет……………………………………………...………….11

7.Тепловой расчет……………………………………………………………….22

8. Аппаратурно-технологическое оформление конверсии метана..…………27

9.Отходы и выбросы данного технологического производства……………...29

10.Техника безопасности..………………………………………………………31

11.Список литературы..…………………………………………………………32

1.ЗАДАНИЕ

Выполнить материальный расчет и отразить графически. По следующим данным:

Отделение одноступенчатой каталитической паровоздушно-кислородной конверсии метана; представительный аппарат – шахтный конвектор.

Производительность отделения по природному газу составляет 5500нм³ /ч;

Состав природного газа

Метан – 95%

Этан – 1%

Азот – 4%

Объемное отношение пара и газа на входе в конвектор метана 1:1

Температура парогазовой смеси на входе в конвектор 600°С

Температура газовой смеси на выходе из конвектора 830°С

Степень конверсии метана 98%

Состав кислородно-воздушной смеси,

воздух об.% 65%

Кислород 35%

Состав воздуха об.%

Азот 78,005%

Кислород 20,99%

Аргон 0,96%

Состав технического кислорода об.% 98%

Азот 1%

Аргон 1%

Соотношение метана и кислорода на входе ( по объему) 1:6

Давление в конвекторе (н/м² ) 1,7*10⁵

Состав конвертированного газа соответствует равновесному составу конвертированной окиси углерода водяным паром (Н₂ , СО₂ , Н₂ О) при 830°С.

2.ВВЕДЕНИЕ

Синтетический аммиак и продукты, получаемые на его основе, имеют исключительно важное значение в развитии многих отраслей промышленности и особенно в поднятии урожайности сельскохозяйственных культур. Аммиак применяется для получения азотной кислоты, аммиачной селитры, мочевины, сульфата аммония, жидких удобрений, используется в холодильной технике, медицине и других отраслях народного хозяйства.

Основным сырьем для получения синтетического аммиака являются азот и водород, получаемые разными методами из различного сырья. Экономически наиболее выгодно получение смеси азота и водорода (синтез – газ) из природного газа или из попутных газов нефтяной промышленности.

Природный газ представляет собой смесь, состав которой колеблется в довольно широких пределах в зависимости от месторождения газа. Однако вне зависимости от месторождения основным компонентом является метан, содержание которого изменяется от 78 до 98%. Поэтому при изучении путей использования природного газа будем рассматривать его как метан.

Получить водород из метана можно тремя способами:

-конверсией с водяным паром;

-конверсией с углекислым газом;

-неполным окислением кислородом.

В том случае когда конверсию метана проводят водяным паром, нужно компенсировать расход тепла на реакцию, а азот, необходимый для синтеза аммиака, вводить извне. При конверсии углекислым газом расход тепла еще больше, а азот также нужно вводить извне. При неполном окислении метана кислородом тепло выделяется, а азот можно подавать в составе воздуха. Тепла выделяется столько, что возникает необходимость отвода его избытка.

В данном курсовом проекте рассматривается потенциальная схема синтеза аммиака, включающая в себя одноступенчатую конверсию метана водяным паром. Используемый аппарат – шахтный конвектор.

3.ПРОМЫШЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКОГО АММИАКА И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

С производством синтетического аммиака связана одна из важнейших проблем - фиксация атмосферного азота. Совершенствование производства синтетического аммиака идет по пути создания агрегатов большой единичной мощности. Критерием совершенства технологии фиксации N₂ могут служить удельные энергетические затраты на производство 1 т NH₃ . В современных агрегатах, работающих по энерготехнологической схеме, удельный расход энергии составляет в среднем 33,5 ГДж/т.

В издержках производства аммиака энергетические затраты составляют 68%. Расход энергии на аммиачном агрегате мощностью 1360 т/сут равен 36,4 ГДж/т аммиака, в том

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать