МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МИРЭА – Российский технологический университет»
Институт тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова
Кафедра общей химической технологии
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Химическая технология»
на тему:
«Производство азотной кислоты»
Студент группы
-
-
Преподаватель
к. х. н., доцент
-
Москва, 2019
Содержание
1. Введение……………………………………………………...……………………3
2. Характеристика исходного сырья………………………………………………..3
3. Характеристика целевого продукта………………………………………...........5
4. Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта и экологической безопасности производства……………………...…...6
5. Описание технологической схемы процесса…………………………………..11
6. Расчёт материального баланса ХТС…………………………………………....15
7. Расчёт основных технологических показателей процесса……………………21
8. Список использованной литературы………………………………………...…22
9. Приложение………………………………………………………………………24
-
Введение
Азотная кислота – сильная одноосновная минеральная кислота, одна из важнейших во всех областях науки и промышленности. Очень сильный окислитель. Вещество широко применяется для изготовления многих продуктов, используемых в промышленности, сельском хозяйстве, военном деле и ракетно-космической отрасли. Например, для производства синтетических красителей, добычи меди и сопутствующих металлов из руды, взрывчатых и отравляющих веществ, нитролаков, ракетных топлив, пластических масс, лекарственных препаратов и многих других. Крупная её часть расходуется на получение азотных удобрений. Наиболее широкий спектр применения приходится на органический синтез.
По объемам производства, в химической промышленности она занимает второе место после серной. Вследствие слабо развитой промышленности, а так же агрессивной внешней политики, на протяжении последних четырёх лет в России наблюдается спад производства моногидрата концентрированной азотной кислоты. В 2018 году было произведено 98 890 тонн, что на 13% ниже объема производства предыдущего года. При этом предпосылки к увеличению масштабов производства отсутствуют. Лидером производства (в тоннах) от общего произведенного объема за 2018 год стал Центральный федеральный округ с долей около 23,4%. Весьма перспективным является заключение контрактов на крупные поставки азотной кислоты в крупные развивающиеся страны, такие как Китай или Индия.
-
Характеристика исходного сырья
Сырьем для получения азотной кислоты служат аммиак, воздух и вода. В настоящее время основную массу кислоты производят из синтетического аммиака, получаемого конверсией природного газа.
Аммиак, поступающий из цеха синтеза, так или иначе, загрязнен различными примесями. Таковыми являются катализаторная пыль и пары компрессорного масла. Для получения чистого газообразного аммиака служат испарительные станции и дистилляционные отделения жидкого аммиака. Дальнейшая очистка предполагает фильтрование через матерчатые и керамические (поролитовые) фильтры, а так же промывку жидким аммиаком в скрубберах. Таким образом, в контактный аппарат поступает чистый газообразный аммиак.
Атмосферный воздух, применяемый в производстве азотной кислоты, забирается на некотором отдалении от территории предприятия. От механических примесей он очищается при помощи орошаемых водой скрубберов, после которых расположены многоступенчатые матерчатые фильтры. Однако, при выборе места забора воздуха следует учитывать, что последний может содержать газообразные примеси, такие как: различные углеводороды, летучие тиосоединения, угарный газ, радиоактивные вещества, в т.ч. особое внимание стоит обратить на радон. Всё это может привести к отравлению или перегреву катализатора, порче оборудования. Наличие же радиоактивных изотопов в поступающем воздухе может привести к загрязнению оборудования и причинить персоналу предприятия серьёзный вред.
Вода, применяемая для абсорбции нитрозных газов, подвергается специальной подготовке. От крупных фракций механических примесей её очищают путём отстаивания. Далее она подвергается многоступенчатому фильтрованию. После, для очистки от растворённых в ней солей, воду подвергают дистилляции. Для получения реактивной азотной кислоты, требуется чистый паровой конденсат, который дополнительно очищают от возможных примесей.