Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ответы на госы (1).doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
2.71 Mб
Скачать

1.Основные требования, предъявляемые к химическому оборудованию при проектировании.

Делятся на:

-технологические требования

-конструктивные требования

1. К технологическим относятся:

- максимальная Производительность при минимальных затратах материалов и энергии труда на обслуживание

- устойчивость заданного технологического режима и основных параметров процесса (темпер., давл, конц-ция), точность и удобство регулирования, возможность применения автоматического контроля и управления

- механизация и автоматизация загрузки и выгрузки

- конструкция аппаратов должна отвечать требованиям техники безопасности и промышленной санитарии, обеспечить безопасность труда, исключить вредные выбросы и излучения (можно путем изоляции и герметизации оборудования)

2.Конструктивние:

- механическая прочность и устойчивость формы

- механическая надежность (прочность, жесткость, долговечность, герметичность)

Долговечность - срок службы аппарата. Бывает расчетная и действительная. Расчетная - величина условная (10-12 лет), Действительная - превышает расчетную. Определяется коррозионным и эрозионным износом оборудования. Герметичность - способность аппарата не пропускать находящийся под давлением рабочую среду

- Конструктивное совершенство - малые габариты и вес аппаратуры, простота и дешевизна изготовления, сборки и разборки, безопасность эксплуатации

- Технологичность - дешевизна, легкость и удобство изготовления, простота сборки и монтажа.

Эксплуатационные достоинства оборудования - простота и дешевизна эксплуатации, обеспечиваемой ремонтопригодностью, технологической надежностью, безопасностью ведения процесса и транспортабельностью.

- Ремонтоспособность - свойство аппарата, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению его неисправностей. Обеспечивается легкостью замены вышедших из строя частей, удобством и простотой сборки, разборки, ремонта

- Технологическая надежность - бесперебойность в работе, легкость поддержания технологического режима

- Транспортабельность - удобство транспортировки и гарантией сохранности и исправности перевоза

- Экономичность - минимальная стоимость эксплуатации и проектирования

2.Физико-химические основы процесса конверсии аммиака

Окисление аммиака кислородом воздуха без катализатора возможно только до N2. На катализаторе между аммиаком и кислородом протекают следующие параллельные реакции:

4NH3 + 5O2 →4NO + 6Н2O ∆Н = -946 кДж (9)

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6Н2O ∆Н = -1328 кДж (10)

4NН3 + 4O2 → 2N2O + 6Н2O ∆Н = -1156 кДж. (11)

Одновременно с этими реакциями могут протекать реакции:

4NH3 + 6NO → 5N2 + 6Н2O (12)

2NH3 → N2 + 3Н2 (13)

2NO → N2 + O2. (14)

Приведенные уравнения каталитического окисления аммиака являются суммарными и не отражают истинного механизма процесса.

Среди реакций окисления аммиака кислородом наибольшую термодинамическую вероятность имеет реакция (10), характеризующаяся наибольшим изменением энергии Гиббса. Вероятность реакции (9) с повышением температуры возрастает почти вдвое, а реакции (10) почти не изменяется. Реакции окисления аммиака сопровождаются значительной убылью свободной энергии, протекают с большой скоростью, практически необратимо (до конца). Теплоты, выделяющейся в результате реакции, вполне достаточно, чтобы процесс протекал автотермично.

Катализаторы, применяемые для окисления аммиака, должны обладать избирательными свойствами, т. е. ускорять только одну из всех возможных реакций, а именно реакцию (9) окисления аммиака до оксида азота (II). Наиболее селективным и активным катализатором данной реакции оказался платиноидный катализатор, представляющий собой сплав платины с палладием и родием.

Каталитическое окисление аммиака — многостадийный гетерогенно-каталитический процесс, протекающий во внешнедиффузионной области и лимитируемый диффузией аммиака к поверхности катализатора. Ряд гипотез относительно механизма окисления аммиака на платиноидных катализаторах сводится к предположениям об образовании в процессе окисления NH3 нестойких промежуточных соединений, которые в результате распада и перегруппировки дают оксид азота (II) и элементарный азот. Скорость каталитического окисления аммиака по реакции (9) очень высока. За десятитысячные доли секунды степень превращения аммиака в оксид азота (II) достигает 97-98% при атмосферном давлении и 95—96% под давлением до 0,88—0,98 МПа.