- •Оглавление
- •Введение
- •Исходное сырье
- •Характеристика целевого продукта
- •Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта
- •Равновесие и скорость процесса в системе
- •Выбор оптимальных условий процесса
- •Давление и температура
- •Состав азотоводородной смеси (авс)
- •Катализатор
- •Объемная скорость
- •Работа по линии оптимальных температур (лот)
- •Охрана окружающей среды в производстве аммиака
- •Описание технологической схемы процесса
- •20 Структурная блок-схема процесса
- •Операторная схема процесса
- •Расчет материального баланса хтс
- •Расчет потоков для поточной диаграммы
- •Поточная диаграмма Расчет основных технологических показателей процесса
- •Список использованной литературы
Расчет потоков для поточной диаграммы
-
Поток 03:
-
Поток 31:
-
АВС:
-
H2:
-
N2:
-
NH3:
-
CH4:
-
Поток 12:
-
АВС:
-
H2:
-
-
N2:
-
NH3:
-
CH4:
-
Поток 20:
-
Поток 23:
-
АВС:
-
H2:
-
-
N2:
-
NH3:
-
CH4:
-
Поток 24:
-
АВС:
-
H2:
-
N2:
-
NH3:
-
Поток 34:
1. АВС:
-
H2:
-
N2:
-
NH3:
-
Поток 401:
-
Поток 402:
Поточная диаграмма Расчет основных технологических показателей процесса
-
Расходные коэффициенты
-
По азоту
-
Теоретический
-
Практический
-
По водороду
-
Теоретический
-
Практический
-
Степень превращения аммиака по азоту
-
Выход аммиака по азоту:
-
Селективность образования аммиака по азоту:
Выводы
В процессе синтеза аммиака реализуются следующие технологические принципы:
-
Принцип наилучшего использования сырья, который осуществляется за счет:
а) постадийного комбинирования процессов (синтез аммиака осуществляется на базе природного газа путем его многоступенчатой конверсии);
б) циркуляции исходного сырья;
в) выбора оптимальных условий (давление, работа по ЛОТ).
-
Принцип наилучшего использования энергии в данном процессе соблюдается путем:
а) регенерации тепла за счет теплообменных устройств с использованием противотока исходной смеси и полученной смеси газов после колонны синтеза (автотермичный режим работы);
б) устройство колонны синтеза (газы, поступающие в контактный аппарат, подогреваются теплом продуктов реакции).
-
Принцип наибольшей интенсивности процессов достигается путем выбора оптимальных условий, а именно:
а) использование железного катализатора;
б) циркуляция исходного сырья;
в) оптимальная для процесса (высокая) объемная скорость;
г) работа по ЛОТ.
-
Принцип экологической безопасности соблюдается путем выведения целевого продукта (аммиака) из продувочных и танковых газов.
-
Возникающие при реализации перечисленных выше принципов противоречия вызывают необходимость использования приемов принципа «технологической соразмерности», которые позволяют разрешить возникшие противоречия и решить задачу оптимизации на качественном уровне [14].
В данном процессе противоречия возникает между принципами наилучшего использования сырья и наилучшего использования электроэнергии (так как степень превращения невысока, процесс синтеза строится по циркуляционной системе, требующей дополнительных энергозатрат). Помимо этого, противоречие наблюдается между кинетикой и термодинамикой процесса (реакция экзотермическая, что говорит о необходимости работы при низких температурах, тогда как скорость реакции возрастает с увеличением температуры). Все перечисленные противоречия решаются путем подбора оптимальных условий процесса (температуры, давления, катализатора, состава исходной смеси, работой по ЛОТ).