- •1. Предмет химическая технология, ее содержание. Технологические и технико-экономические показатели химического производства.
- •2. Виды и классификация сырья. Подготовка сырья к переработке. Методы обогащения сырья. Безотходная технология.
- •3. Виды и источники энергии, применяемой в химических производствах. Экономия и пути рационального использования энергии и теплоты реакции. Топливно-энергетическая проблема и пути ее решения.
- •4. Использование воды в химической промышленности. Характеристика природной воды. Технология подготовки питьевой воды.
- •5. Технология подготовки промышленной воды. Методы умягчения и обессолевания воды. Очистка сточных вод.
- •12. Катализ. Типы важнейших каталитических процессов. Свойства твердых катализаторов. Промышленные контактные массы и аппараты.
- •13. Сырье сернокислотной промышленности и его комплексное использование. Типы печей для обжига колчедана. Оптимальные условия.
- •14. Контактный способ получения серной кислоты. Технологическая схема. Теоретические основы производства серной кислоты.
- •15. Сорта, свойства и применение серной кислоты. Перспективы развития производства серной кислоты.
- •16. Теоретические основы синтеза аммиака. Устройство колонны синтеза. Схема.
- •17. Синтез аммиака при среднем давлении. Технологическая схема. Пути совершенствования производства аммиака.
- •18. Теоретические основы синтеза азотной кислоты.
- •19. Производство азотной кислоты комбинированным способом. Технологическая схема.
- •20. Прямой синтез концентрированной азотной кислоты. Свойства и применение азотной кислоты.
- •21. Химизация сельского хозяйства. Роль химической промышленности в реализации продовольственной программы.
- •22. Классификация минеральных удобрений. Калийные удобрения. Получение хлорида калия из сильвинита.
- •23. Фосфорные удобрения, их классификация. Производство простого суперфосфата. Схема.
- •24. Концентрированные и сложные фосфорные удобрения. Производство двойного суперфосфата.
- •25. Производство азотных удобрений. Схема синтеза аммиачной селитры.
- •26. Производство карбомида. Техноогическая схема. Свойства и применение карбомида.
- •27. Фосфорная кислота, способы получения, их сравнение.
- •28. Производство кормовых продуктов для животных, микро-бактериальные удобрения.
- •29. Средства защиты растений (ядохимикаты) и стимуляторы роста.
- •31. Черные металлы. Сплавы на основе железа, их классификация и свойства.
- •32. Производства чугуна. Сырье, химические реакции, устройство доменной печи. Пути интенсификации доменного процесса. Технологическая схема производства.
- •33. Производство стали. Мартеновский процесс, кислородно-конверторный процесс и выплавка стали в электропечах. Схема процессов.
- •34. Производство алюминия. Получение глинозема из бокситов, электролиз глинозема. Свойства алюминия и его сплавов. Схема.
- •35. Производство силикатных материалов. Классификация, свойства и назначение, сырье. Типовые процессы технологии силикатов, типы реакторов. Схема. Производство керамики.
- •36. Стекла. Классификация, сырье. Стадии производства, способы фомования.
- •37. Производство портландцемента. Схема.
- •38. Коксование каменных углей. Сырье, устройство коксовой батареии, химизм процесса. Переработка твердого топлива.
- •39. Коксовый газ, его разделение и использование. Переработка прямого коксового газа, сырого бензола, каменноугольной смолы.
26. Производство карбомида. Техноогическая схема. Свойства и применение карбомида.
Карбамид (мочевина) – диамид угольной или амид карбаминовой кислот СО(NH2)2. Карбамид представляет твердое кристаллическое вещество с температурой плавления 132,7ºС. Хорошо растворим в воде, этаноле и жидком аммиаке, что используется для получения аммиакатов. При нагревании выше 130ºС подвергается термической диссоциации с образованием биурета и выделением аммиака:
2СО(NH2)2 = H2N – CO – NH – CO - NH2 + NH3
Водные растворы карбамида устойчивы до 80ºС, при более высокой температуре разлагаются через образование карбоната аммония на аммиак и оксид углерода (IV):
СО(NH2)2 + 2Н2О ↔ СО2 + Н2О + 2NH3
Мочевина содержит 46,5% азота и хорошо усваивается растениями. Её применяют и в качестве подкормки скоту, а также в производстве пластмасс, фармацевтических препаратов и др. Мочевину получают путём непосредственного синтеза из аммиака и оксид углерода (IV). Процесс протекает в две стадии. Вначале происходит быстрое образование карбаминовокислого аммония (карбамата аммония):
1) 2 NH3 + СО2 ↔ NH4O – CO – NH2,
2) NH4O – CO – NH2 ↔ СО(NH2)2 + Н2О
В целом процесс можно изобразить уравнением:
2 NH3 + СО2 ↔ СО(NH2)2 + Н2О + Q
В почве реакция протекает в обратном направлении и аммиак усваивается растениями.
Достаточная скорость второй стадии реакции, протекающей в жидкой фазе (состоящей из расплавленных карбамата и мочевины, а также из воды и растворенного в ней NH3), достигается лишь при 180 - 200ºС. Однако при этих температурах карбамат диссоциирует на аммиак и оксид углерода (IV), поэтому процесс необходимо проводить под давлением 2 ∙ 107 н/м2 (превышающим давление его диссоциации). Для увеличения выхода применяют двойное количество аммиака по сравнению с теоретическим и уменьшают объём газовой фазы до минимального. Выход мочевины достигает 60 – 70%. Для синтеза мочевины применяют оксид СО2, образующийся в качестве отхода при конверсии оксида СО. Реакцию проводят в колонне синтеза 1 высотой до 24 м и диаметров 1,5 м, в которой имеются два цилиндра. В колонну подают жидкий аммиак, он поступает вверх в кольцевое пространство между корпусом и наружным цилиндром, а затем вниз между обоими цилиндрами, защищая тем самым корпус от действия реакционной смеси. В колонну из смесителя 2 поступает также смесь СО2, NH3 и водного раствора (NH4)2CO3 и NH4HCO3. Процесс образования карбамата и мочевины в колонне протекает (за 30-40 минут) непрерывно и автотермично. Для выделения мочевины плав пропускают последовательно через две ректификационные колонны. В первой колонне 3 с насадкой из колец вследствие снижения давления до 1,7 ∙ 106 н/м2 отгоняется избыточный аммиак и разлагается часть карбамата, а во второй колонне 4 разложение заканчивается. Выходящая из неё газовая смесь при конденсации превращается в водный раствор (NH4)2CO3 и NH4HCO3, который поступает на орошение промывной колонны 5, где улавливается аммиак и оксид углерода (IV) из колонны 3. Сюда же для регулирования температуры вводят жидкий аммиак. После сжатия насосом 6 раствор поступает в смеситель 2. Таким путём происходит циркуляция исходных веществ, что повышает выход до 96%. Выходящий из колонны водный раствор мочевины выпаривают в вакууме, после чего 99,5% плав гранулируют. Производительность достигает 250 т мочевины в сутки.