Производство аммиака

 

     В колонне протекает реакция 

N₂+3H₂↔2NH₂+Q

N₂          25     25*28=700    82,353

H₂                75      75*2=150     17,647

Всего 100            850      100

3.Количество N₂ в свежей азотоводородной смеси

119,41 кг/ч :28 кг=4,2647 кмоль/ч

4.Количество H₂ в свежей азотоводородной смеси

25,588 кг/ч

5.Реагенты  N₂ и H₂ поступают в стехиометрическом соотношении:

12,794 кмоль :3=4,2646 кмоль

6.При  коэффициенте рециркуляции 

m_г + m_рец = 5 m_г

m_рец = 4m_г

7.Количество  рециркуляционного газа

145 кг/ч

8.Количество N₂ в рециркуляте

477,6474 кг/ч:28 кг=17,0588 кмоль/ч

9.Количество  H₂ в рециркуляте 

102,352 кг/ч:2 кг=51,176 кмоль/ч

10.Реагенты N2 и H2 в рециркуляте поступают в стехиометрическом соотношении:

51,176 кмоль/ч :3=17,058 кмоль/ч

11.Вся  поступающая свежая азото-водородная смесь расходуется на синтез

 

12.Количество  синтезируемого аммиака

4,2647 кмоль/ч

145 
 
 
 
 
 
 
 

13.Составляем  матеральный баланс процесса

Таблица 1. Материальный баланс

 

Расчет  технологических  показателей

Конверсия N₂

Выход NH₃ по N₂^г (по свежей смеси)

Выход NH₃ по N₂^г + N₂^рец

 
 
 

Теоретические расходные коэффициенты

 

Фактические расходные коэффициенты по свежей азото-водородной смеси

 

 
 

 
 
 
 
 

3. Снижение себестоимости  готовой продукции.

     Технология  получения аммиака считается  производством, где использование  достижений научно-технического прогресса  во всех его формах приводит к высоким  темпам снижения себестоимости. Поскольку  оно относится к разряду энергоемких  производств - снижение расходов энергоресурсов - наиболее важный элемент в комплексе  мер, предпринимаемых на предприятиях в этом направлении. Ряд мероприятий  по модернизации производств на основе ведущих мировых технологий позволяют  получать значительную экономию.

     Экономия  энергетических средств за счет уменьшения расходных норм, применение более  дешевых видов сырья и энергии, повышение степени комплексности  использования сырья. Значительную часть здесь занимает водопотребление. При производстве аммиака применяется  дименирализованная вода. Внедрение современных установок позволяет не только снизить себестоимость аммиака и общее потребление речной воды, но и сократить сбросы каустика и серной кислоты. Данный метод позволяет использовать в качестве исходной не речную воду, а сточные воды химического предприятия. Кроме того, внедрение новейших установок позволяет снизить себестоимость производимой глубоко обессоленной воды, сократить сброс каустика жидкого (NaOH) и серной кислоты (H2SO4) с промышленными стоками, сократить потребление речной воды.

     Оперативный, посуточный, учет и контроль за использованием энергоресурсов позволяет своевременно выявлять причины таких отклонений и принимать ряд управленческих решений, позволяющих в итоге  не только не превысить плановых или  предполагаемых расходов, но и снижать  их.

     С увеличением объемов производства, условно-постоянные расходы на единицу  продукции уменьшаются. Величину условно-постоянных расходов на одну тонну произведенного аммиака снижает и ряд мероприятий, связанных с экономией цеховых  расходов, ремонтного фонда и расходов по содержанию и эксплуатации оборудования способствуют этому.

     Эти расходы являются только "условно" постоянными, а фактически они принимаются  за переменные.

     Разработке  и планированию мероприятий по снижению затрат в части цеховых расходов предшествует и тщательный анализ, в результате которого выявляются потенциальные  резервы.

     По  результатам анализа составляются планы цеховых расходов, расходов на содержание и эксплуатацию оборудования, обосновывается ремонтный фонд, а  также смета общезаводских расходов. Горизонтальный анализ фактического использования  сметы с планируемыми расходами  позволяет выявлять очаги возникновения  перерасходов и определять причины  этих явлений. На основе этого принимается  ряд управленческих решений, позволяющих  в дальнейшем избежать подобных непредвиденных затрат.

     Кроме того, издержки производства служат основой  при планировании объемов производства. Его минимальный или безубыточный уровень определяется на основе величины маржинального дохода. Нормативный  уровень последнего, в свою очередь, служит ориентиром при определении  максимально допустимых затрат при  соответствующем уровне рыночной цены на аммиак. 
 

     4. Повышение качества готовой продукции

     При повышении качества готовой продукции  важным аспектом является выделение  товарного аммиака из реакционной  смеси, при котором количество примесей сводилось к минимуму или отсутствовал вообще.

     Для этого применяются конденсационные  колонны, в которых совмещаются  теплообменное устройство и сепаратор  жидкого аммиака. Конденсационная  колонна (рис. 4) предназначена для  сепарации жидкого аммиака, сконденсировавшегося в аппаратах вторичной конденсации.

     Колонна представляет собой вертикальный аппарат  высокого давления, состоящий из корпуса  и насадки. Насадка состоит из теплообменника, расположенного в верхней  части, и сепаратор, включающего  корзину с фарфоровыми кольцами Рашига и свободный сепарационный объем. В слой жидкого аммиака в сепарационной части колонны подводится свежий газ. В межтрубном пространстве теплообменника проходит циркуляционный газ после циркуляционного колеса турбокомпрессора, в трубном – охлаждающий циркуляционный газ после аммиачных испарителей, прошедший предварительно сепарационную часть колонны.  
 
 
 
 
 
 

     5.Совершенствование  процесса

     К современным тенденциям развития технологии производства азотной кислоты относятся: обеспечение наибольшей надежности конструкций аппаратуры и машинных агрегатов; повышение степени кислой абсорбции, а также степени использования  тепла химических реакций и к.п.д. энергии сжатых газов; увеличение скорости процесса на всех его этапах, снижение вредных выбросов в атмосферу.

     Кроме того существенное влияние на экономику  производства оказывает мощность применяемых  установок, повышение которой приводит к снижению затрат на строительство  азотно-кислотных систем. Повышение  мощности установок вызывает необходимость  повышения давления (в особенности  на стадии абсорбции).

     Важной  проблемой развития производства азотной  кислоты является повышение ее концентрации, что позволяет упростить методы получения аммиачной селитры  и других азотных удобрений.

     Существенное  снижение себестоимости азотной  кислоты может быть достигнуто при  уменьшении потерь платинового катализатора.

     С этой целью проводятся испытания  эффективных фильтров для улавливания  платиновой пыли, испытываются катализаторы с повышенным содержанием Pd и Rh, внедряются в производство комбинированные катализаторы. 
 
 
 

     Список  использованной литературы

1. Ф.А. Андреев, С.И. Карган, Л.И. Козлов, В.Ф. Приставко, Технология связанного азота, М., Химия, 2001
2. Кузнецов, Л. Д. Синтез аммиака / Л. Д. Кузнецов. - М.: Химия, 1982, - 296 с., ил.
3. Кутепов, А.М. Общая химическая технология / А. М. Кутепов, Т. И. Бондарева, М. Г. Беренгартен. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1990. – 260 с.
4. Учеб. для экономич. спец. вузов / А. М. Гинберг [и др.]. – М.: Высш. шк., 1985. – 496 с., ил.
5. Н.Е. Кузьменко, В.В. Ерёмин, В.А. Попков. Химия. Теория и задачи. — М.: ОНИКС 21 век», «Мир и образование», 2003.
6. Н.Е. Кузьменко, В.В. Ерёмин. Сборник задач по химии с решениями. — М.: ОНИКС 21 век», «Мир и образование», 2003.