Розділ 5 «Технологія виробництва соди»

Тема 16: Способи добування соди. Фізико-хімічні основи добування кальцинованої соди по амонійному способу Сольве. Сировинна база, основні стадії і відходи виробництва. і

Тема 17: Очистка сольового розчину, обпалювання карбонатної сировини, гасіння вапна. Улаштування основного обладнання.

Фізико-хімічні основи процесів амонізації і карбонізації сольового розсолу. Рівноважний стан гетерогенної системи «NH₃ ─ CO₂ – H₂O» , кінетика абсорбції CO₂ і кристалізації бікарбонату натрію. Температурні режими процесів і контроль якості твердого продукту. Температурні режими процесів і контроль якості твердого продукту

Тема 18: Технологічні схеми абсорбційного і карбонізаційного відділень содового виробництва. Улаштування абсорбційних колон, робота апаратів в режимах кристалізації і промивки. Діаграма Федотьєва. Фільтрація суспензії бікарбонату, його кальцинація і вимоги до якості продукту.

Тема 19: Дистиляція фільтровой рідини. Фізико-хімічні основи і технологічна реалізація процесу. «Гарячий» і «холодний» режими роботи дистиллера, видалення сульфату кальцію. Улаштування основних апаратів.

Порівняльний аналіз систем дистиляції в виробництвах соди і карбаміду. Склад відходів содового виробництва їх утилізація і поховання.

Модуль№3 підсумкова контрольна робота

ТЕМА№15ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ВИРОБНИЦТВА СУЛЬФАТУ АМОНІЮ І ХЛОРИДУ КАЛІЮ.

Дайте обґрунтовані відповіді на питання:

1. Теоретичні основи виробництва сульфату амонію.

2. Технологічної схеми виробництва сульфату амонію з коксового газу по без сатураторному методу.

3. Технологічної схеми виробництва сульфату амонію по сатураторному методу.

4. Виробництво сульфату амонію із відходів виробництва капролактаму.

5. Калійні добрива. Сировина. Методи розділення та збагачування калійної сировини.

6. Теоретичні основи виробництва калійних добрив. Діаграма КС1 – NH ₄С1 - Н₂О.

7. Технологічної схеми виробництва хлориду калію з сильвініту.

ТЕМА №16-19 «Виробництво соди по амонійному методу»

Завдання №1: Дайте повну обґрунтовану відповідь на питання:

1. Назвіть сировину і методи її добування для виробництва соди.

2. Наведіть хімічну схему процесу виробництва соди. Охарактеризуйте стадії виробництва.

3. Хімізм процесу очистки сольового розчину. Поясніть принципову схема процесу.

4. Хімізм амонізації сольового розчину. Будова, конструкція і робота основного апарату процесу.

5. Хімізм процесу осадження бікарбонату натрію. Діаграма Федотьєва.

6. Фізико-хімічні основи і технологічна реалізація процесу дистиляції фільтрової рідини.

7. Фізико-хімічні основи і технологічна реалізація процесу кальцинації.

8. Рекуперація відходів у виробництві соди.

Завдання №2: Наведіть та поясніть роботу:

9. Технологічної схеми виробництва соди по аміачному методу.

10. Технологічної схеми стадії обпалення карбонатної сировини.

11. Технологічної схеми стадій приготування та очищення розсолу.

12. Технологічної схеми стадії абсорбції.

13. Технологічної схеми стадії карбонізації амонізованого розчину.

14. Технологічної схеми стадії регенерації аміаку.

15. Технологічної схеми стадії кальцинації.

16. Гасителя вапна.

17. Карбонізаційної колони.

18. Конденсатора дистиляції.

19. Барабанного вакуум-фільтру

20. Печі кальцинації.

5 тематика і Варіанти РГР

Навчальним планом передбачено виконання розрахунково-графічної (РГР) для денної і контрольної робіт (КР) для заочної форм навчання. Кожен студент одержує завдання у викладача за індивідуальним варіантом. При необхідності викладач має право змінювати вихідні дані. РГР і КР виконуються на А-4 рукописним способом, розбірливо, чорною пастою або в електронному варіанті, Tіmеs New Roman. 14 розміром шрифту з полуторним інтервалом.

Структура робіт:

• Зміст, з великою рамкою;

• Навести технологічну схему заданого процесу, виконаної на міліметровому папері або електронним способом в програмі Paint, або Компас, або Visio. технологічні схеми розмістити на окремому аркуші, навести специфікацію обладнання.

• Дати опис наведеної схеми.

• Умова розрахункової частини, детальний розв’язок з відповіддю.

• Використані джерела інформації: автори і назви підручників і посібників, довідників, методичних вказівок, періодичних видань, назви сайтів.

1. МАТЕРІАЛЬНІ І ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ У ВИРОБНИЦТВІ АМОНІЙНОЇ СЕЛІТРИ

Дані для розрахунку

Показники процесу	Варіант
	1	2	3	4
Продуктивність по селітрі, тис. т/год...................	500	450	480	100
Концентрація початкової азотної кислоти % HNO3..................	59	56	58	52
Втрати селітри у вигляді пилу і бризок % від готового продукту............	1	1,2	1,1	1,6
Втрати з вторинною парою у стадії нейтралізації % від узятої кількості:
аміаку..................	0,6	0,7	0,8	1,0
азотної кислоти...............	0,5	0,6	0,7	0,9

Кількість добавок, що вводяться, у вигляді H₂SO₄ і H₃PO₄ визначити на підставі складу продукту по ГОСТ.

Тепловий розрахунок провести для стадії нейтралізації. На підставі теплового розрахунку встановити правильність визначення концентрації розчину селітри на виході з нейтралізатора.

2. МАТЕРІАЛЬНІ І ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ У ВИРОБНИЦТВІ КАРБАМІДУ ПО СХЕМІ З ПОВНИМ РІДИННИМ РЕЦИКЛОМ

Дані для розрахунку

Показники процесу	Варіант
	1	2	3	4	5
Продуктивність по карбаміду, тис. т/год.............	300	350	400	450	500
Співвідношення мольное NH3:CO2 на вході в колону синтезу......	4,5	4,2	4,1	4,3	4,0
Ступінь перетворення CO2 в карбамід.................	0,65	0,64	0,62	0,64	0,63
Вміст CO2 в свіжому газі % (об'ємні).	99,0	98,5	98,7	98,8	99,2
Склад «міцного» розчину вуглеамонійних солей % (мас.)
CO2.	37,0	36,8	36,6	36,8	36,7
NH3.	39,5	39,6	39,9	39,8	39,7
Ступінь розкладання карбамату на I дистиляції.	0,9	0,88	0,92	0,92	0,89
Ступінь відгону NH3 в I дистиляції.	0,91	0,90	0,89	0,92	0,88
Концентрація карбаміду в розчині після II дистиляції %.....	70	71	69	68	70
Вміст пари води в газі після I дистиляції %.	7,0	7,1	7,2	7,3	7,4

ІІІ. МАТЕРІАЛЬНІ І ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ У ВИРОБНИЦТВІ СОДИ

Скласти матеріальний баланс і визначити температуру амонізованого розчину з першого абсорбера

Показники процесу	Варіант
	1	2	3	4	5
Продуктивність по соді, тис. т/рік.............	150	200	180	130	190
Фонд робочого часу, днів	335	330	310	320	325
Склад рідини, що надходить, н.д.	СІ-1 – 102,5; NH3 – 19,2; CO2 -7,9, густина розсолу – 1,197 т/м3.
Кількість рідини, що зрошує АБ-1	5,19 м3
Склад зрошувальної рідини, кг: Na2SO4	36,2 4,7
домішки
Склад рідини на виході з АБ-1, н.д.	СІ-1 – 95,4; NH3 – 61,2; CO2 -27,1; густина розсолу – 1,179 т/м3.
Кількість і склад газової суміші, що надходить з АБ-2 в АБ-1 (в кг на 1т соди)	NH3 – 206,9; СО2 – 122,3; Н2О – 41,98; Повітря - 10
Температура газової суміші на вході, 0С	55	50	58	60	57
Тиск газової суміші на вході, мм рт. ст.	750	755	753	752	755
Початкова температура сольового розчину, 0С	25	28	27	19	15
Температура газової суміші на виході з абсорбера, 0С	56	58	60	65	62
Тиск газової суміші на виході, мм рт. ст.	650	680	660	670	640