WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Институт сельского хозяйства и природных ресурсов

Факультет естественных наук и природных ресурсов

Кафедра химии и экологии

ТЕХНОЛОГИЯ ОСНОВНОГО

НЕОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Программа, контрольные задания и методические указания для студентов специальности 020101 «Химическая технология неорганических веществ»

Великий Новгород 2006 2 Грошева Л. П. Технология основного неорганического синтеза: Программа, контрольные задания и методические указания для студентов специальности 020101 - “Химическая технология неорганических веществ” Издание включает программу, контрольные задания и методические указания по прохождению курса “Технология основного неорганического синтеза”. Оно охватывает описание физико-химических основ отдельных процессов и технологий получения водорода, аммиака, карбамида и метанола, которые составляют основную группу крупнотоннажных производств, перерабатывающих углеводородное сырье в химические продукты. Показаны подходы и приемы решения расчетной части заданий.

Предназначено для студентов очной формы обучения при выполнении ими домашних заданий и контрольных работ.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Курс “Технология основного неорганического синтеза” является завершающим этапом теоретической подготовки студентов по специальности “Химическая технология неорганических веществ” и базируется на знании следующих дисциплин:

- физическая химия;

- процессы и аппараты химических производств;

- общая химическая технология;

- теоретические основы технологии неорганических веществ;

- выбор и технико-экономическое обоснование ХТС и А.

В соответствии с учебной программой по данной дисциплине выполняется лабораторный практикум, домашнее задание студентами.

Целью изучения данного курса является ознакомление студентов с современными техническими и технологическими решениями при промышленном производстве продуктов основной химии и подготовка специалиста в области управления технологическими процессами, проектировании схем и аппаратов, базирующаяся на знании физико-химических основ процессов и важнейших параметров производств водорода, аммиака, карбамида и метанола. Студент должен уметь выбрать условия проведения процесса на основе теоретических знаний в области термодинамики и кинетики химической реакции, тепло- и массопереноса реагентов; рассчитать оптимальные технологические режимы и обосновать построение технологической схемы с учетом полноты переработки сырья, токсичности отходов, возможности их утилизации и минимизации потребления энергоносителей.





ПРОГРАММА

курса “Технология основного неорганического синтеза” (производство водорода, аммиака и метанола) 1. Роль и значение связанного азота в жизнеобеспечении человека, системе хозяйственной деятельности и экономических отношений современного общества. Методы химического связывания атмосферного азота и их практическая реализация.

2. Физико-химические основы разделения воздуха методом глубокого охлаждения и его техническая реализация. Технологическая схема блока разделения воздуха и устройство основного оборудования.

3. Сырьевые источники азотной промышленности и основные методы первичной переработки сырья с целью получения синтез-газа. Термохимические способы получения водорода. Парокислородная, паро-воздушная газификация твердых топлив и коксование угля. Паровая конверсия монооксида углерода.

4. Разделение компонентов газов переработки твердых топлив. Способы подготовки и очистки сырья. Жидкостные, адсорбционные и каталитические методы очистки природного и конвертированного газов.

5. Различные способы конверсии природного газа. Паровой и парокислород-ный риформинг углеводородного сырья. Технологические схемы совмещенной, двухступенчатой паро-воздушной конверсии природного газа.

Эксплуатация катализаторов, утилизация тепла и устройство основного оборудования.

6. Синтез аммиака. Физико-химические основы процесса и его техническая реализация. Эксплуатация катализаторов. Технологическая схема получения аммиака под средним давлением и устройство основного оборудования. Блок-схема аммиачного производства крупной единичной мощности и реализация энерготехнологических принципов химической технологии 7. Физико-химические основы процесса получения карбамида и аминосодержащих углеводородов из аммиака и диоксида углерода. Равновесное состояние гетерогенной системы, кинетические закономерности синтеза карбамида и подходы к выбору конструкции реактора.

8. Дистилляция плава синтеза при различных давлениях и аппаратурное оформление процесса. Упаривание растворов карбамида и конструкции выпарных аппаратов. Грануляция плава карбамида и способы улучшения качества гранулированного продукта.

9. Технологические схемы производств карбамида. Способы организации рецикла непрореагировавших веществ. Жидкостной и газовый рециклы диоксида углерода. Построение процесса по системе “стриппинга” и техникоэкономический анализ различных схем.





10. Получение продуктов путем гидрирования оксидов углерода. Катализаторы и основные конструкции реакторов. Технологическая схема производства метанола. Метанол как полупродукт для получения моно- и полимерных продуктов и материалов. Комбинированные технологические схемы

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Для сдачи экзамена по курсу “Технология основного неорганического синтеза” следует подготовиться к вопросам, которые формулируются согласно приведенной выше программы и домашних заданий. В вопросы включены описание физико-химических основ отдельных процессов, конструкций аппаратов для их практической реализации и технологических схем для получения конечного продукта или полупродукта. Следует обратить внимание на то, что требуемый продукт может быть получен различным образом, т.е. из разного сырья, с использованием разных конструкций аппаратов и катализаторов. Поэтому при ответе всегда необходимо провести сравнительную характеристику нескольких способов реализации поставленной цели. Ниже приведены типовые вопросы, в которых задача ставится именно таким образом.

1. Перечислите и дайте сравнительную характеристику различных способов химического связывания молекулярного азота.

2. Дайте сравнительную характеристику различных видов сырья и способов его переработки при получении водорода и синтез-газа.

3. Перечислите и дайте сравнительную характеристику различных способов очистки газов от соединений серы.

4. Опишите, каким образом регулируют состав синтез-газа для производства аммиака и различных органических продуктов.

5. Объясните, почему переработку углеводородного сырья до синтезгаза производят в нескольких последовательно соединенных реакторах.

6. Перечислите и дайте сравнительную характеристику способов очистки конвертированного газа от диоксида углерода.

7. Перечислите и дайте сравнительную оценку различных способов очистки азото-водородной смеси от монооксида углерода.

8. Обоснуйте необходимость рецикловой схемы в производстве аммиака и выбор критерия, по которому определяется объем рецикла.

9. Обоснуйте выбор давления процесса по технологической цепи переработки природного газа при получении аммиака или метанола.

10.Объясните физические основы криогенной технологии, используемой с целью разделения воздуха и технологических газов.

11.Приведите и обоснуйте конструкции реактора для синтеза карбамида. Объясните, с какой целью в ряде схем применяется форреактор и стриппер.

12.Объясните необходимость рецикла в производстве карбамида и сравните различные способы построения рецикловых схем.

13.Объясните, с какой целью проводится модифицирование азотных удобрений и опишите основные способы модифицирования.

14.Объясните, в чем состоит преимущество схем с элементами энерготехнологии и как они используются в аммиачных производствах.

15.Приведите структуру предприятия основной химии и объясните технологические связи между производствами аммиака, метанола и азотных удобрений.

16.Опишите новые направления в области фиксации атмосферного азота и переработки твердого, жидкого и газообразного сырья.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Контрольная работа по курсу “Технология основного неорганического синтеза” - раздел “Технология связанного азота” содержит два вопроса описательного характера и одну расчетную задачу. В первом вопросе предлагается рассмотреть физико-химические основы отдельного процесса данного раздела курса. Во втором вопросе рассматривается конкретная технологическая схема процесса, реализующая получения заданного продукта или полупродукта. И, наконец, третий вопрос - технологический расчет отдельного химического процесса.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

При выполнении расчетной части задания следует схематически представить рассматриваемый аппарат, показать материальные и тепловые потоки, написать уравнения химической реакции. Применяемые для расчетов формулы следует привести в общем виде с расшифровкой символов. Справочные данные приводить с указанием размерности и литературного источника. При составлении и решении уравнений материального, теплового балансов, термодинамического равновесия и кинетики самое пристальное внимание следует обратить на размерность физических параметров, которые должны быть выражены в системе СИ. Ход вычислений должен сопровождаться комментарием, а в конце работы нужно привести список использованной литературы.

Таким образом, решение контрольной задачи проводится в следующей последовательности:

1. Написать уравнения термодинамического равновесия и рассчитать равновесные концентрации целевых веществ.

2. Составить и решить уравнения материального баланса процесса - результаты свести в таблицу.

3. Составить и решить уравнение теплового баланса - результаты свести в таблицу.

4. По кинетическому уравнению реакции и заданной производительности оценить необходимый объем катализатора или аппарата.

При расчете материального баланса следует, прежде всего, определить количество независимых маршрутов, описывающих рассматриваемую химическую реакцию: М=В-Э (В - число участвующих в реакции веществ, Э число элементов, в результате перераспределения которых образуются данные вещества). Далее в каждом маршруте нужно выбрать, так называемые, ключевые компоненты, по изменению которых, используя стехиометрические соотношения компонентов, можно рассчитать количество всех остальных веществ участвующих в реакции.

Например, реакция синтеза метанола описывается двумя маршрутами (В - СО, CO2, H2, H2O, CH3OH, Э - С, Н, О):

здесь в качестве ключевых компонентов следует взять метанол СН3ОН и диоксид углерода - СО2, поскольку в описании реакции они встречаются только один раз, что в дальнейшем существенно упростит балансовые расчеты.

Равновесный состав реакционной смеси определяется путем решения одного или системы алгебраических уравнений, отображающих закон действующих масс: Крj (Рi*), (Крj - константа равновесия j-го маршрута, Рi* - равновесное парциальное давление i-го компонента, i=1,I, j=1,J). Численное решение таких систем в широком диапазоне изменения параметров может оказаться достаточно сложным, вследствие неустойчивости применяемых вычислительных алгоритмов.

В ряде случаев, расчет равновесного состава для конкретного процесса можно существенно упростить, т.к. константы равновесия и скорости превращения веществ по отдельным маршрутам оказываются достаточно большими, и состав смеси на выходе из реактора определится расчетом равновесия только части их с учетом полного превращения компонентов по быстрым маршрутам.

Например, при парокислородном риформинге углеводородов на никелевых катализаторах:

первые два маршрута оказываются достаточно быстрыми, и на выходе из реактора углеводороды СnHm и кислород, в пределах точности проводимых расчетов, не обнаруживаются. Это дает возможность рассчитать равновесный состав смеси по последним двум маршрутам: паровой конверсии метана и паровой конверсии монооксида углерода.

Закон действующих масс для них запишется следующим образом:

Рi- парциальное давление i-ого компонента смеси.

Если газовая смесь не подчиняется законам идеальных газов, вместо парциальных давлений используют фугитивности компонентов{fi=Pi, коэффициент активности компонента для данных условий}. В условиях задач настоящего пособия законы газовых смесей не слишком сильно отличаются от идеальных, и, поскольку целью работы не ставится достижение очень точного результата, при решении задач можно пользоваться величинами парциальных давлений компонентов.

Крj - константа равновесия j-ого маршрута. Константы вычисляются по уравнению нормального сродства {G0(Т)=-RTlnKp}; для рассматриваемых в настоящих задачах реакций, это хорошо выверенные температурные регрессии(*. При пользовании ими следует обратить внимание на размерность константы равновесия. Например, если размерность вычисленной константы Кр - атм2, а парциальные давления измеряются в МПа, рассчитанное значение константы равновесия необходимо перевести в МПа2:

Парциальные давления рассчитывают через состав как:

Ni - концентрация i-ого компонента, мол.д.

Паровая конверсия метана:

lgKр(МПа2) = -9840,0/Т + 8,343 lgТ – 2,059 10-3 Т + 1,7810-7 Т2 – 13, Паровая конверсия монооксида углерода:

lgKр(б/р) = 2217,5/Т + 0,297 lgТ +3,52510-4 Т – 5,0810-8 Т2 – 3, Синтез аммиака:

lgKр(МПа-1) = 2074,8/Т – 2,494 lgТ – 1,25610-4 Т + 1,85610-7 Т2 +3, Синтез метанола:

lgKр(МПа-2) = 3748,7/Т – 9,283 lgТ + 3,147 10-3 Т – 4,26110-7 Т2 + 15, В свою очередь, концентрации компонентов необходимо выразить через начальный состав паро-газовой смеси, который в технологических расчетах обычно задается в виде соотношений потоков: пар/газ {nвп}, кислород/газ {nк}, углекислота/газ {nук}. Таким образом, сначала нужно записать начальный состав паро-газовой смеси по влажному газу.

Пример. Для процесса паро-кислородной конверсии природного газа состава (сухой газ):

пересчет концентраций компонентов на влажный газ проводится следующим образом:

- технический кислород, подаваемый в реактор, содержит примеси азота (в данном примере содержание азота в кислороде - 3 об.%), что необходимо учесть при расчете концентраций.

- общий объем смеси (на 100 нм3 природного газа):

Nок - концентрация кислорода в техн. кислороде, мол.д.

- концентрации компонентов смеси определятся по формуле:

Расчет равновесного состава конвертированного газа ведется по уравнениям двух маршрутов: паровой конверсии метана и монооксида углерода, т.к. остальные углеводороды и кислород по условиям данного гетерогеннокаталитического процесса расходуются полностью, однако они должны быть учтены в общем балансе химической реакции. Для этого данные реагенты нужно расписать на вещества, участвующие в расчетных уравнениях:

При этом, общий объем смеси уменьшится на величину объема кислорода, начальные концентрации метана и воды увеличатся, а водорода уменьшится, в соответствии со стехиометрией приведенных реакций, и для рассматриваемого примера составят:

Далее вводим две неизвестные величины (по ключевым компонентам смеси):

- х - количество молей прореагировавшего метана из одного моля исходной паро-газовой смеси;

- у - количество молей диоксида углерода, образовавшегося из одного моля исходной смеси.

Используя введенные неизвестные, выражаем текущие числа молей всех компонентов, приведенные текущие концентрации и парциальные давления компонентов. Подставляя их выражения в уравнения законов действующих масс, получаем систему двух нелинейных алгебраических уравнений:

из решения которых и определятся равновесные значения х и у. После этого рассчитываем равновесный состав конвертированного газа (на сухой или влажный газ – таблица 1).

кислород Степень приближения конкретного маршрута к состоянию термодинамического равновесия можно оценить различным образом. Этой величиной может быть соотношение текущих парциальных давлений компонентов и константы равновесия: j(Рi)/Крj, или соотношение величин текущей и равновесной концентраций (парциальных давлений) ключевого компонента: Рi/ Рi*, или температура, при которой должна находиться система, чтобы данный состав смеси оказался равновесным.

Для многомаршрутных химических реакций, в частности для рассмотренной выше системы, при составлении материального баланса удобно воспользоваться балансовыми уравнениями, отражающими перераспределение элементов (С,Н,О).

Например, для паро-углекислотного каталитического риформинга смеси углеводородов ( СН4- 95, С2Н6- 3, С3Н8- 2 об.%), при соотношении пар/газ - nвп=1,5, диоксид углерода/газ - nду=0,3, давлении в системе 2 МПа и температуре 850 0С, расчетные равновесные концентрации метана: NCH4=8,4 об.%, а диоксида углерода: NCO2=9,2 об.%. Они определяются путем решения системы двух алгебраических уравнений: законов действующих масс для маршрута паровой конверсии метана и паровой конверсии монооксида углерода.

При заданной степени достижения равновесия маршрута паровой конверсии метана – 0,9 д.е., а маршрута паровой конверсии монооксида углерода – 0, д.е., концентрация метана составит: 8,4/0,9=9,3 об.% (метан по реакции расходуется), а диоксида углерода: 9.20.95=8,7 об.% (диоксид по реакции образуется). Поскольку паро-газовая смесь на выходе из реактора содержит СН4, СО2, СО, H2 и H2O, обозначим неизвестные величины следующим образом:

Затем составим балансовые уравнения процесса на 100 нм3 исходной смеси углеводородов (мольные):

по Н2 - 952 + 33 + 24 +1,5100 = x2 + 2 0,093 x4 + (1,5100 - x3) по О2 - 0,3100 + 0,51,5100 = 0,5 x1 + 0,087 x4 +0,5 (1,5100 - x3) Полученная система линейных уравнений решается точно одним из методов линейной алгебры. Результаты необходимо свести в таблицу, рассчитать массовый расход компонентов и убедиться в сходимости материального баланса (таблица 2).

В ряде задач на условия ведения процесса налагаются дополнительные условия, что вызывает появление новых уравнений связи.

Например, при проведении паро-кислородной конверсии природного газа объем подаваемого в реактор кислорода должен обеспечить заданную температуру в аппарате за счет экзотерической реакции горения компонентов смеси. Поэтому объем кислорода также становится неизвестной величиной его величина находится при совместном решении уравнений материального и теплового балансов процесса.

В некоторых задачах, наряду с температурой в реакторе, предъявляются дополнительные требования к составу конвертированного газа:

- для последующего синтеза аммиака необходимо выдерживать стехиометрическое соотношение водорода к азоту:

здесь VСО - учитывает дальнейшую переработку монооксида углерода до водорода в процессе паровой конверсии СО;

- для синтеза органических соединений этим условием является значение функционала:

здесь VСО2 - учитывает расход водорода в условиях синтеза по маршруту обратной конверсии СО.

В первом случае заданное соотношение компонентов обеспечивается подачей в конвертор воздуха, во втором - диоксида углерода. В обоих примерах появляется новая переменная (объем воздуха или диоксида углерода) и, следовательно, для их нахождения необходимо еще одно уравнение связи.

Таким образом, размерность системы уравнений увеличивается.

После решения балансовых уравнений необходимо найти равновесный состав смеси, соответствующий полученному начальному составу, заданной температуре и давлению. Если он противоречит первоначально принятым концентрациям ключевых компонентов следует изменить начальные условия и провести новый расчет состава конвертированного газа.

При составлении теплового баланса величину тепловыделения за счет химической реакции, описываемой несколькими маршрутами, удобно определить по закону Гесса:

Нfi - изменение энтальпии при образовании i-го компонента из простых веществ, кДж/нм3;

Viн,Viк - начальные и конечные объемы i-го компонента, нм3.

Если же количество прореагировавшего вещества по каждому независимому маршруту известно, тепло химической реакции можно определить по правилу аддитивности:

Нrj - изменение энтальпии при протекании химической реакции по jму маршруту, кДж/нм3;

Vij - изменение объема ключевого i-го компонента по j-ому маршруту, нм3.

Теплосодержание потока (отсчет от to=00C) определится как:

срi - средняя теплоемкость i-го компонента в интервале температур 0-tk0C, кДж/нм3.К;

tk - температура k-го потока, 0С.

При этом теплосодержание водяного пара следует определять как:

Нвп(tk) - энтальпия водяного пара при температуре k-го потока, кДж/нм3.

И из уравнения теплового баланса рассматриваемого процесса:

Qт/п - величина теплопотерь или теплоподвода (в последнем случае ее следует ставить в левой части уравнения).

Можно определить неизвестную температуру входного (или выходного) потока, или количество подводимой теплоты.

Результаты тепловых расчетов также следует свести в таблицу и оценить сходимость теплового баланса (таблица 3).

Оценка объема катализатора (или реактора) Оценочный расчет объема катализатора или реактора, необходимого для обеспечения заданной производительности, может быть сделан на основании кинетики целевого маршрута. Более точный расчет каталитического реактора достаточно сложен, математическое описание процесса, наряду с химической кинетикой, включает уравнения переноса массы и тепла в слое и пористом зерне катализатора. Таким образом, получается система алгебраических и дифференциальных уравнений с соответствующими начальными и граничными условиями, которая решается численными методами с помощью электронно-вычислительной техники. В настоящих контрольных работах предлагается сделать весьма приближенную оценку, используя только кинетическое уравнение скорости реакции - (Т, Рi) и средние значения парциальных давлений и температуры в реакторе.

Например, для реакции паровой конверсии монооксида углерода уравнение кинетики имеет следующий вид:

- скорость химической реакции, кмольСО/с.м3к;

ko - предэкспонента константы скорости реакции, кмоль/с.м3к.МПа;

Е - энергия активации реакции, Дж/моль;

А - адсорбционный коэффициент для паров воды;

- соотношение текущих парциальных давлений компонентов согласно стехиометрии химической реакции;

Кр - константа равновесия данной химической реакции.

А величину средней скорости реакции можно определить как:

ХСО - изменение потока СО за счет химической реакции, кмольСО/с;

vк - объем слоя катализатора, м3.

Средние парциальные давления компонентов, температуру и константу равновесия при данной температуре можно рассчитать как средние логарифмические (или средние арифметические) величины:

Таким образом, по результатам материального и теплового балансов определятся средние парциальные давления компонентов (таблица 2), средняя температура в слое, константа равновесия при средней температуре и средняя скорость данной реакции. Далее рассчитывается изменение потока целевого вещества:

Vн, Vк - начальный (нагрузка аппарата) и конечные расходы газовой смеси через реактор, нм3/ч;

Niн, Niк - концентрации целевого вещества, об.д.

Изменение потока метана, при заданной нагрузке конвертора по природному газу, рассчитывается с учетом наличия в газе более тяжелых, чем метан, углеводородов, т.е. в качестве начальной нужно использовать приведенную концентрацию метана.

И, наконец, необходимый объем катализатора определится как:

В ряде задач изменение потока целевого вещества задается в виде производительности реактора (обычно, т/ч). В этом случае, заданную производительность следует пересчитать на размерность, в которой измеряется скорость реакции (в заданиях, как правило, кмоль/с.м3 ) В производстве карбамида, где в качестве реагентов выступают аммиак, диоксид углерода и вода, составы технологических потоков выражают в виде мольного соотношения этих веществ: L=NH3/CO2, W=H2O/CO2, и большинство уравнений для расчета термодинамических и кинетических показателей данной системы включает эти величины.

Гетерогенная система NH3 -CO2 -H2O в условиях синтеза карбамида не подчиняется законам идеальных смесей, поэтому расчет параметров процесса необходимо проводить с введением в математическое описание коэффициентов активности для реагентов, что значительно усложняет задачу. Очень часто в этих случаях используют регрессионные уравнения, которые с достаточной точностью описывают экспериментальные данные.

Например, для расчета равновесной степени конверсии диоксида углерода в карбамид в литературе предлагается следующее уравнение:

СО2 = 34,3 L – 1,77 L2 – 29,3 W + 3,7 LW +0,913 t Lt – 5,410-6 t3 +0,0234 Р –112,1, % t - температура реакционной смеси, 0С;

Р - давление в системе, МПа.

При пользовании такими уравнениями следует обязательно обращать внимание на диапазон параметров, для которых они составлены, т.к. выход за рекомендуемые пределы приводит к неверным результатам.

При составлении тепловых балансов для гетерогенных систем необходимо учитывать: во-первых, фазовое состояние реагентов и, во-вторых, концентрации растворов, если исходные вещества и продукты находятся в растворенном состоянии. При расчете потокового тепла раствора лучше воспользоваться экспериментальными данными по теплоемкостям этого раствора. За неимением такого справочного материала теплоемкость можно рассчитать по правилу аддитивности: ср=сpiNi {Ni – долевая концентрация компонентов раствора}, однако этот прием дает меньшую точность.

В технологических схемах вещества в колонну синтеза поступают потоками свежих реагентов (NH3, СО2) и рециклового потока - как правило, это раствор углеаммонийных солей (УАС). Если в условии задачи заданы объем рецикла {GУАС, кг/ч} и значения Lо и Wо - объемы свежих потоков {GNH3о, GСО2о, кг/ч} можно определить, решив систему линейных уравнений:

рNH3, рСО2 - концентрации аммиака и диоксида углерода в растворе углеаммонийных солей, мас.д.

Далее рассчитываем равновесную и рабочую степень превращения СО в карбамид и составляем материальный и тепловой балансы процесса - из последнего определяем температуру потоков на входе в колонну синтеза. И затем, при средней температуре процесса, используя кинетическое уравнение, определяем объем реактора {vк}, обеспечивающий заданную производительность по карбамиду:

q=Gо/vк - удельная нагрузка колонны синтеза по сумме реагентов, Р* - равновесное давление над реакционной смесью, МПа;

с - плотность плава синтеза при средней температуре в колонне, 1. Изложите физико-химические основы паровой и парокислородной конверсии природного газа. Обоснуйте выбор температуры и давления процесса, охарактеризуйте применяемые катализаторы [1,6,8].

2. Представьте и опишите технологическую схему производства карбамида по системе стриппинга. В чем состоит преимущество данного способа по сравнению с классическим жидкостным рециклом аммиака и диоксида углерода [4,8].

3. Составьте материальный и тепловой балансы процесса синтеза аммиака и определите количество отводимой теплоты и объем катализатора, обеспечивающего заданную производительность реактора.

1 Состав азото-водородной смеси (АВС) на входе в реактор, об.% из слоя катализатора, 0С в теплообменных трубках, д.е.

к равновесию, д.е.

-предэксп. конст.скорости, Производительность реактора, 1.Изложите физико-химические основы процесса синтеза карбамида из аммиака и диоксида углерода и дистилляции плава синтеза [1,4,8].

2. Представьте и опишите технологическую схему очистки конвертированного газа от диоксида углерода растворами поташа или этаноламинов.

В чем заключаются недостатки этих способов [1,2,8].

3. Составьте материальный и тепловой балансы процесса синтеза метанола и определите количество отводимой теплоты и объем катализатора, обеспечивающих заданную производительность реактора.

1 Состав газа на входе в реактор, об.% из слоя катализатора, 0С в теплообменных трубках, д.е 5 Степень приближения состава газовой -маршрут паровой конверсии СО образования метанола Производительность реактора, 1. Изложите физико-химические основы процесса паровой конверсии монооксида углерода. С какой целью процесс осуществляется в две стадии и какие катализаторы используются в промышленности [1,2,8].

2. Представьте и опишите технологическую схему получения уксусной кислоты путем карбонилирования метанола. В чем состоит преимущество этого способа по сравнению с производством кислоты из ацетилена [5].

3. Составьте материальный и тепловой балансы процесса парокислородной конверсии природного газа в шахтном конверторе и определите объем катализатора, обеспечивающего заданную производительность аппарата.

1 Состав природного газа, об.% 4 Температура паро-газовой смеси (ПГС) 5 Степень приближения состава ПГС -маршрут паровой конверсии СО Нагрузка конвертора (прир.газ), нм3/ч 1. Изложите физико-химические основы процессов очистки конвертированного газа от оксидов углерода: жидкостной и каталитической [1,8].

2. Представьте и опишите технологическую схему отделения синтеза аммиака. Объясните необходимость газового рецикла, двухступенчатой конденсации продукта и отдувки части циркуляционного газа [1,7,8].

3. Составьте материальный и тепловой балансы процесса синтеза карбамида и определите входную температуру и объем колонны синтеза, обеспечивающих заданную производительность.

1 Состав раствора углеаммонийных солей (УАС), мас.% 2 Cоотношение компонентов на входе из колонны, 0С 5 Степень приближения состава плава синтеза к равновесию, д.е.

Рециркуляционный поток УАС в колонну синтеза, кг/ч 1. Изложите физико-химические основы процесса синтеза аммиака.

Обоснуйте выбор температуры и давления, опишите катализаторы, применяемые для данной реакции [1,7].

2. Приведите и опишите технологическую схему двухступенчатого риформига природного газа в производстве аммиака [1,2].

3. Составьте материальный и тепловой балансы процесса парового рифоминга природного газа в трубчатой печи и определите количество подводимой теплоты и объем катализатора, обеспечивающих заданную производительность аппарата.

1 Состав природного газа, об.% 5 Степень приближения состава ПГС к равновесию, д.е.

Нагрузка печи (природный газ), нм3/ч 1. Изложите физико-химические основы синтеза метанола из оксидов углерода и водорода. Обоснуйте температуру и давление процесса, охарактеризуйте применяемые катализаторы [1,3].

2. Представьте и опишите технологическую схему получения карбамида с полным жидкостным рециклом. Укажите основные недостатки такой организации процесса [1,4].

3. Составьте материальный и тепловой балансы процесса парокислородо-углекислотной конверсии природного газа в шахтном конверторе и определите объем катализатора, обеспечивающий заданную производительность аппарата.

1 Состав природного газа, об.% 4 Температура паро-газовой смеси 5 Степень приближения состава ПГС к равновесию, д.е.

Нагрузка конвертора (прир. газ), нм3/ч 1.Изложите физико-химические основы паровой и парокислородной конверсии природного газа. Обоснуйте выбор температуры и давления процесса, охарактеризуйте применяемые катализаторы [1,6,8].

2.Приведите и опишите технологическую схему двухступенчатого риформига природного газа в производстве аммиака [1,2].

3.Составьте материальный и тепловой балансы процесса паровой конверсии монооксида углерода и определите объем катализатора, обеспечивающий заданную производительность аппарата.

1 Состав конвертированного газа на входе в аппарат, об.% на выходе из аппарата, 0С к равновесию, д.е.

вой конверсии монооксида углерода -предэксп. конст.скорости, кмоль/с.м3.МПа 1107 5,5105 3, Нагрузка аппарата по конвертированному газу, нм3/ч (сухой газ) 1. Изложите физико-химические основы процесса синтеза карбамида из аммиака и диоксида углерода и дистилляции плава синтеза [1,4,8].

2. Приведите и опишите технологическую схему совмещенной парокислоро-до-воздушной конверсии природного газа в производстве аммиака [1,8].

3. Составьте материальный и тепловой балансы процесса пароуглекислотно-го риформинга природного газа в трубчатой печи и определите количество подводимой теплоты и объем катализатора, обеспечивающих заданную производительность аппарата.

1 Состав природного газа, об.% 5 Степень приближения состава ПГС к равновесию, д.е.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Технология связанного азота: Учеб. для химико-технол. вузов/ В.И.

Атрощенко, А.М.Алексеев, А.П.Засорин и др.; Под ред. В.И.Атрощенко. Киев: Вища шк., 1985. -327 с.

2. Производство аммиака/ В.П.Семенов, Т.Р.Кисилев, А.Л.Орлов и др.;

Под ред. В.П.Семенова. - М.: Химия, 1985. - 368 с.

3. Технология синтетического метанола/ М.М.Караваев, В.Е.Леонов, И.Г. Попов, Е.Т.Шепелев; Под ред. М.М.Караваева. - М.: Химия, 1984. - 4. Горловский Д.М., Альтшулер Л.Н., Кучерявый В.И. Технология карбамида. - Л.: Химия, 1981. -320 с.

5. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического синтеза.

- М.: Химия, 1988. - 496 с.

6. Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородных газов/ А.Г.Лейбуш, В.П.Семенов, Я.С.Казарновский, Н.В.

Кархов; Под ред. А.Г.Лейбуш. - М.: Химия, 1971. - 288 с.

7. Синтез аммиака/ Л.Д.Кузнецов, Л.Н.Дмитриенко, П.Д.Рабина, Ю.А.

Соколинский; Под ред. Л.Д.Кузнецова. - М.: Химия, 1982. - 296 с.

8. Справочник азотчика: В 2 т./ Под ред. Е.Я.Мельникова. - М.: Химия, Т.1 - 1986. - 512 с., Т.2 - 1987. - 464 с.

9. Справочное руководство по катализаторам для производства аммиака и водорода/ Пер. с англ.; Под ред. В.П.Семенова. - Л.: Химия, 1973. - 248 с.

10. Химические вещества из угля/ Под ред. Ю.Фальбе.- М.: Химия, 1980. -616 с.

11. Расчеты по технологии неорганических веществ / М.Е.Позин, Б.А.

Копылов, Р.В.Бельченко и др.; Под ред. М.Е.Позина. - Л.: Химия, 1977. - 12. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред.

А.А.Равделя и А.М.Пономаревой. - Л.: Химия, 1983. - 232 с.

13. Тарасова Т.В., Морозов Л.Н., Буров А.В. Методы получения и расчет технологических схем производства водорода и синтез-газа: Учеб. пособие/ ИГХТА. - Иваново, 1994. - 94 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ПРОГРАММА

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ

РАБОТЫ

ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ............... ЗАДАНИЕ №1

ЗАДАНИЕ №2

ЗАДАНИЕ №3

ЗАДАНИЕ №4

ЗАДАНИЕ №5

ЗАДАНИЕ №6

ЗАДАНИЕ №7

ЗАДАНИЕ №8

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА



 
Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра Физики УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА Основной образовательной программы по специальности 010701.65 - Физика Благовещенск 2012 1 2 СОДЕРЖАНИЕ 1. Рабочая программа учебной дисциплины 4 2. Краткое изложение программного материала 3 3 Методические...»

«Федеральное агентство по образованию Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова Кафедра автоматизации технологических процессов и производств ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ПРОИЗВОДСТВА САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Методические указания для подготовки дипломированного специалиста по направлению 651900 Автоматизация и управление,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ГО С У Д А Р С Т В Е Н Н О Е О Б Р А ЗО В А Т Е Л Ь Н О Е У Ч РЕ Ж Д Е Н И Е В Ы С Ш Е Г О П РО Ф Е С С И О Н А Л Ь Н О Г О О Б РА ЗО В А Н И Я РО С С И Й С К И Й Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й Г И Д Р О М Е Т Е О РО Л О Г И Ч Е С К И Й У Н И В Е РС И Т Е Т Факультет заочного обучения МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дисциплине ОСНОВЫ МЕТЕОРОЛОГИИ Специальность: Экономика и управление на предприятии...»

«Федеральное агентство по сельскому хозяйству Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Мичуринский государственный аграрный университет Кафедра математики и физики Методические указания по изучению дисциплины Агрометеорология и выполнению контрольной работы для студентов – дистанционного обучения 2 курса по специальностям: 110201 – Агрономия, 110102 – Агроэкология, 110202 – Плодоовощеводство и виноградарство, и 4 курса по специальности 110305 –...»

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Проректор В.С.Бухмин ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Введение в физику твердого тела Цикл ДС ГСЭ - общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины; ЕН - общие математические и естественнонаучные дисциплины; ОПД - общепрофессиональные дисциплины; ДС - дисциплины специализации; ФТД - факультативы. Специальность: 010400 – Физика (Номер специальности) (Название специальности) Принята на заседании кафедры физики твёрдого тела (Название кафедры) (протокол...»

«Н.П. Белов, А.С. Шерстобитова, А.Д. Яськов СПЕКТРЫ ИНФРАКРАСНОГО ОТРАЖЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ВЕЩЕСТВА Методические указания по выполнению курсовой работы Санкт-Петербург 2013 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ Н.П. Белов, А.С. Шерстобитова, А.Д. Яськов СПЕКТРЫ ИНФРАКРАСНОГО ОТРАЖЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ГОУВПО Амурский государственный университет Е.С Астапова Основы рентгеноструктурного анализа Спец. практикум по рентгеноструктурному анализу УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ для специальности 010701 – физика Факультет инженерно-физический Кафедра физического материаловедения и лазерных технологий 2006 г. 1 Печатается по решению редакционно-издательского совета инженерно-физического факультета...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна Кафедра наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А.И. Меоса ХИМИЯ И ФИЗИКА ПОЛИМЕРОВ Методические указания к самостоятельному изучению курса и выполнения контрольной работы для студентов квалификации Бакалавр направлений Технология изделий легкой...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ В.В. Зуев ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ РАВНОВЕСИЯ КЕТО-ЕНОЛЬНОЙ ТАУТОМЕРИИ АЦЕТОУКСУСНОГО ЭФИРА В РАСТВОРЕ Учебно – методическое пособие Санкт-Петербург 2014 Зуев В.В. Определение константы равновесия кето-енольной таутомерии ацетоуксусного эфира в растворе: Методические указания. СПб: НИУ ИТМО, 2014. 46 с. В методических указаниях...»

«МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ Академия Государственной противопожарной службы В.И. Слуев, А.В. Клыгин МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СЛУШАТЕЛЕЙ 1-го КУРСА ФЗО. Часть 1 Учебно-методическое пособие Одобрено редакционно-издательским советом Академии ГПС МЧС России Москва 2006 Методические указания и контрольные задания по физике. Ч.1. Учебное пособие/ В.И. Слуев, А.В....»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА Факультет вычислительной математики и кибернетики ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВМАТЕМАТИКОВ Под редакцией профессора В.А. Макарова ЧАСТЬ III Н.В. Нетребко, И.П. Николаев, М.С. Полякова, В.И. Шмальгаузен ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ МОСКВА 2006 УДК 530.1 (075.8) ББК 22.2 Н62 Печатается по решению Редакционно-издательского совета Факультета вычислительной математики и кибернетики Московского государственного университета им....»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный университет им. А.М. Горького ИОНЦ Нанотехнологии и перспективные материалы Физический факультет Кафедра компьютерной физики Введение в нанотехнологии Методические указания Подпись руководителя ИОНЦ Дата Екатеринбург 2007 Методические указания по изучению специальной дисциплины Введение в нанотехнологии составлены в соответствии с требованиями...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан биологического факультета _ С.М. Дементьева 2012 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС по дисциплине ПРИРОДНО-ЗАВОЕДНЫЙ ФОНД для студентов 4 курса очной формы обучения специальность 020801.65 ЭКОЛОГИЯ Обсуждено на заседании кафедры 2012 г. Протокол № _ Зав. кафедрой физико-химических методов биоорганических...»

«А. В. Анкилов, П. А. Вельмисов, А. С. Семёнов АЛГ ОР ИТ МЫ МЕ Т О Д О В ВЗВЕ Ш Е ННЫ Х НЕВЯЗОК ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ В СИСТЕМЕ MATHCAD Учебное пособие Ульяновск 2006 УДК 519.6 (075) ББК 22.311 я7 A 67 Рецензенты: Кафедра прикладной математики Ульяновского государственного университета (зав. кафедрой доктор физико-математических наук, профессор А. А. Бутов); Доктор физико-математических наук, проф. УлГУ В. Л. Леонтьев. Утверждено...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Библиографический список Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования 1. Методика интерпретации геолого-геофизической информации в DVУхтинский государственный технический университет Seisgeo. http //www.dvseisgeo.ru (УГТУ) 2. Инструментарий DV-Seisgeo. http //www.dvseisgeo.ru 3. Вычисления DV-Seisgeo. http // www.dvseisgeo.ru 4. Бродовой В. В. Комплексирование геофизических методов: учебник для вузов / В. В. Бродовой....»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЧЕБНАЯ ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА ПО ОБЩЕЙ ГЕОЛОГИИ НА СЕМИЛУКСКОМ ПОЛИГОНЕ Учебное пособие для вузов Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2008 Утверждено научно-методическим советом геологического факультета 21 февраля 2008 г., протокол № 2 Авторы: В.Ф. Лукьянов, В.Н. Бунеев, Г.В. Войцеховский, С.А. Коваль,...»

«Министерство образования РФ Восточно-Сибирский государственный технологический университет Кафедра Технология кожи, меха и товароведение непродовольственных товаров МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к проведению лабораторных работ по дисциплине Товароведение пластических масс и химических товаров Составил к.т.н.,доцент Элиасов Б.Л. Улан-Удэ 2002 2 3 Содержание Введение 1 Введение 2 Лабораторная работа 1. Идентификация пластиче- Целью лабораторных занятий по товароведению ских масс по внешнему виду. 5...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра Математического анализа и моделирования УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ МАТЕМАТИКА. ТЕОРИЯ ФУНКЦИЙ КОМПЛЕКСНОГО ПЕРЕМЕННОГО Основной образовательной программы по специальности 010701.65 – Физика Благовещенск 2012 УМКД разработан канд. физ.-мат. наук Максимовой Надеждой Николаевной...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет УТВЕРЖДАЮ Руководитель ООП подготовки магистров Ю.Г. Пастушенков 30 апреля 2012 г. Учебно-методический комплекс по дисциплине Специальный физический практикум - 2 для студентов 1 и 2 курса очной формы обучения Направление подготовки магистров 011200.68 – Физика Специализированная программа подготовки магистров Физика...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра Информационных и управляющих систем УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Моделирование систем Основной образовательной программы по специальности 230102 – Автоматизированные системы обработки информации и управления Благовещенск, 2012 г. УМКД разработан кандидатом физико-математических наук,...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.