Слабая азотная кислота

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Марта 2014 в 15:56, реферат

Описание работы

В качестве взрывчатых веществ находят так же применение аммониты – смеси аммиачной селитры с нитропроизводными ароматических соединений.
Значительное количество концентрированной азотной кислоты применяется для получения нитропроизводных бензола, нафталина и других соединений ароматического ряда, используемых в качестве полипродуктов в производстве синтетических красителей, а также в фармацевтической промышленности.
Азотная кислота применяется для получения азокрасителей. Азотная кислота и окислы азота используются для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты по нитрозному способу. Двуокись азота находит применение для стерилизации семян перед внесением в почву.

Файлы: 1 файл

слабая азотная кислота.doc

— 288.50 Кб (Скачать файл)

    Потери кислоты равны:

489,762 – 480,000 = 9,762 кг = 0,009762 т

 

Где  489,762 – масса азотной кислоты, получаемой при 100% поглощении окислов азота, кг

   Количество кислорода, необходимого  для получения азотной кислоты  определяется по уравнению:

NO +0,5H2O +0,75O2 = HNO3

 

И составит:

480  0,75  32 / 63 = 182,86 кг = 0,18286 т

 

Количество добавочного кислорода, необходимого для получения азотной кислоты составит:

182,86 – 85,76 = 97,10 кг = 0,0971 т

 

Где  85,76 – масса кислорода, оставшаяся после окисления в нитрозных газах. Кг

Количество азота воздуха, вводимого с этим количеством кислорода составит:

 

97,1  28  0,79 / 32  0,21 = 319,62 кг = 0,31962 т

 

Где 0,79 – массовая доля азота в воздухе, доли единицы;

       0,21 – массовая доля кислорода в воздухе, доли единицы.

Если содержание избыточного кислорода в отходящих газах равно 5%, то вместе с ним вводится азот в количестве.

 

5  0,79 / 0,21 = 18,81% объёмн.

 

Таким образом, общее количество выхлопных газов (х) составляет

 

Х = 0,155 + 0,05х + 0,1881х + 47,45 + 11,414

Х = 59,019 + 0,238х

0,762х = 59,019

Х = 77,453 кмоль

 

где 0,155 – количество окиси азота, которое не поглотилось, кмоль;

47,45 – количество азота, поступившего после окисления аммиака с нитрозными газами, кмоль;

11,414 – количество азота воздуха  вводимого с добавочным кислородом. Кмоль.

Из них на долю избыточного кислорода приходится

 

77,453  0,05 = 3,873 кмоль или 123,94 кг

 

А на долю избыточного азота

 

77,453  0,1881 = 14,569 кмоль

 

Таким образом, общее количество воздуха, вводимого в башни составит:

 

O2                      97,10 + 123,94 = 221,04 кг

N2               319,62 + 407,93 = 727,55 кг

Всего                                        948,59 кг

 

Таблица Состав выхлопных газов будет иметь следующий вид

    

 

кмоль

Объёмн. %

кг

NO

O2

N2

0,155

3,873

73,433

0,2

5,0

94,8

4,65

123,94

2056,12

Всего

77,461

100,0

2184,71


 

Количество воды, необходимой для образования 100% азотной кислоты по реакции

 

NO + 0,75 O2 + 0,5 H2O = HNO3

Составит:

233,22  18 0,98  0,5 / 30 = 68,58 кг

 

Где  233,22 – количество образующейся окиси азота после окисления аммиака, кг;

   18 – молекулярная масса  воды, г /моль;

0,98 – степень поглощения окислов  азота, доли единицы;

0,5 – коэффициент из уравнения  для воды;

30 – молекулярная масса окиси  азота, г /моль

 

Количество воды. Необходимой для образования слабой азотной кислоты составит:

 

233,22  0,98  63  52 / 30  48 = 520 кг

 

Где 63 – молекулярная масса азотной кислоты, г /моль;

52 – массовая доля воды в 48% HNO3, %

   Таким образом, с учётом  количества реакционной воды  в башне следует вводить дополнительно  следующее количество воды.

 

68,58 + 520,00 – 216,36 = 372,22 кг

 

Таблица Материальный баланс абсорбционного узла производства слабой азотной

                кислоты, составленный на 1 т целевого продукта.

Приход, т

Расход, т

  1. С нитрозными газами

NO                    0,23322

O2                                0,08576     

H2O                   0,21636

N2                                 1,32860    

  1. С добавочным воздухом

O2                       0,22104

N2                        0,72755

  1. С добавленной водой

                    0,37222       

  1. С 48% азотной кислотой

HNO3                       0,480

H2O                          0,520  

 

 

  1. С выхлопными газами

NO                  0,00465

O2                             0,12394                      

N2                              2,05612

  

Всего     3,18475

Всего      3,18471


 

Необходимо рассчитать материальный баланс абсорбционного узла производства слабой азотной кислоты на заданную производительность целевого продукта равного 57000 т/год.

 

Таблица.  Годовой материальный баланс

абсорбционного узла производства.

Приход, т

Расход, т

  1. С нитрозными газами

NO                    13293,54

O2                                4888,32     

H2O                   12332,52

N2                                 757730,20

  1. С добавочным воздухом

O2                       12599,28

N2                        41470,35

 

 

  1. С добавленной водой

                             21216,54

    1. С 48% азотной кислотой

HNO3                       27360,00

H2O                          29640,00  

 

 

    1. С выхлопными газами

NO                  265,05

O2                             7064,58                      

N2                              117198,84

  

Всего            181530,75

Всего       181528,47


 

 

Составление материального баланса установки улова хвостовых нитрозных газов производства слабой азотной кислоты.

   Установка предназначена  для улова остаточных окислов  азота из хвостовых нитрозных  газов после абсорбции.

  Улов производится  регенерированной  серной кислотой (от 91-93 %) с образованием  по следующим реакциям.

2NO + O2 = 2NO2

H2SO4 + 2NO2 = SO5NH + HNO3

 

   Общее количество двуокиси  азота (NO2)  при степени превращения окиси азота 75% составит:

4,65  0,75  46 / 30 = 5,35 кг

 

Где 4,65 – количество окиси азота, поступающего на установки улова, кг;

46 – молекулярная масса двуокиси  азота, г/ моль;

0,75 – степень превращения окиси  азота в двуокись азота, доли  единицы.

25% окиси азота уходит в атмосферу.

 

4,65 – 3,49 = 1,16 кг

 

Где 3,49 – масса окиси азота, превратившейся в двуокись азота, кг.

 

Количество кислорода необходимого для получения двуокиси азота

 

3,49   0,5  32  / 30 = 1,86 кг

 

Где 0,5 – коэффициент для кислоты из уравнения

32 – молекулярная масса кислорода, г/моль

30 – молекулярная масса окиси  азота, г/моль

 

Количество серной кислоты необходимой для связывания двуокиси азота и получения нитрозилсерной кислоты, определяется по уравнению 6 и составляет

5,35  0,5  98 / 46 = 5,70 кг

 

Где 98 – молекулярная масса серной кислоты, г/моль

0,5 – коэффициент для серной  кислоты в уравнении 6

Количество образующейся нитрозилсерной кислоты составляет:

 

5,35  0,5  127 / 46 = 7,38 кг

 

Где 127 – молекулярная масса нитрозилсерной кислоты,  г/моль;

0,5 – коэффициент для нитрозилсерной кислоты в уравнении 6.

   Количество образующейся  азотной кислоты составляет:

 

5,35  0,5  63 / 46 = 3,66 кг

 

Где 0,5 – коэффициент для азотной кислоты в уравнении 6

   Состав выхлопных газов после установки улова будет таким

 

кмоль

Объёмн.%

кг

NO

O2

N2

0,038

3,815

73,433

0,05

4,94

95,01

1,16

122,08

2056,12

Всего

77,286

100,00

2179,36


 

Таблица 8 – Материальный баланс установки улова хвостовых нитрозных газов производства слабой азотной кислоты, составленный на 1 т целевого продукта.

 

Приход, т

Расход, т

  1. С выхлопными газами после абсорбции

NO         0,00465

O2           0,12394

N2               2,05612

  1. С регенерированной серной кислотой

                                      0,00570

  1. С выхлопными газами после установки улова

NO          0,00116

O2              0,12208

N2                   2,05612 

  1. Нитрозилсерной кислотой

                               0,00738

  1. С азотной кислотой

                              0,00366

Всего     2,19041

Всего    2,19040


 

  Необходимо рассчитать материальный баланс производства слабой азотной кислоты на заданную производительность целевого продукта равного 57000 т/ год.

Приход, т

Расход, т

    1. С выхлопными газами после абсорбции

NO         265,05

O2           7064,58

N2               117198,84

    1. С регенерированной серной кислотой

                                      324,9

    1. С выхлопными газами после установки улова

NO          66,12

O2              6958,56

N2                   117198,84 

    1. Нитрозилсерной кислотой

                               0,00738

    1. С азотной кислотой

                              0,00366

Всего     124528,47

Всего    124786,68


 

 

Выбор и технологический расчет

основного и вспомогательного оборудования.

 

А) Хранилище аммиака.  Оно предназначено для хранения жидкого аммиака, представляет собой стальной сварной баллон, снабженный указательными стеклами. Рабочее давление 1,0 МПа (10кгс/см3 )

Хранители установлены двух размеров:

- длина 11750 мм, диаметр 2000мм, вместимость 33,5 м3 ; установлено двенадцать хранилищ(4).

Б) Подогреватель воздуха. Он рассчитан на обслуживание четырех контактных аппаратов , изготовлен из стали марки 1/18Н 9Т. Общая высота его 3240мм, диаметр 1000 мм. В аппарате имеющие теплообменные трубки диаметром 57 мм, в количестве 91 шт. Поверхность теплообмена равна

50 м2 По трубкам проходит перегретый пар, а в межтрубном пространстве- воздух , который нагревается до 50 ˚С . Для предотвращения перегрева трубной решетки перегретым паром подогреватель работает по принципу прямотока. Во избежание механических перенапряжений , которые могут возникнуть в результате термического удлинения трубок и корпуса, последний снабжен линзовым компенсатором.

В) Фильтр суконный. Он предназначен для очистки воздуха от фильтра обтянутых шинельным сукном. Поверхность одной кассеты составляет 5,4м2 Общая фильтрующая поверхность составляет 130 м2 (4)

Информация о работе Слабая азотная кислота