2. Основная часть

Задание: Расчёт объёма реактора, обеспечивающего заданную производительность по водороду. Выбор модели реактора.

Условие задачи для расчета Материального баланса реактора

производительность по водороду 5600 м³/ч

Расход исходной смеси 25000 м³/ч

Состав исходной смеси (мольные доли):

аммиак 0.22

азот 0,01

водород 0,01

метан 0.76

Все газы считать идеальными

Температуру газов на входе в реактор было необходимо понизить до 600°С, так как при минимальной температуре заданного диапазона (700-800°С) объем реактора был слишком мал, что приводило к очень высокой линейной скоростью газа.

Ниже приведены расчеты в Excel

Таблица материального и теплового баланса

Ниже представлены расчеты в MathCAD

Выводы

1. Разложение аммиака на его элементы при нагревании в контакте с другими материалами было замечено еще в XIX столетии, причем наблюдалось также влияние железа на реакцию. При полном разложении аммиака образуются водород и азот. Однако было точно установлено, что эти вещества не получаются на первой стадии процесса разложения. Разложение аммиака на водород и азот становится заметным выше 1200-1300 °С, в присутствии катализаторов - выше 400°С.

2. Результаты расчетов процесса разложения аммиака:

реактор идеального вытеснения (РИВ) режим изотермический температура газа на входе 600 °С давление 5 атм Объем реактора 3.798 м³ Диаметр реактора 1.5 м Высота реактора 2.151 м

Список литературы

1. Кертис Г. Связанный азот: Москва-Ленинград, ОНТИ Госхимтехиздат, 1934. - 429 с.

2. Одрит Л., Огг Б. Химия гидразина: Пер. с англ. изд. 1951 г. –М.: Изд. иностр. лит. , 1954. –238 с.

3. Лидоренко Н.С., Мучник Г.Ф. Электрохимические генераторы: М.: Энергоиздат, 1982. – 448 стр.

4. Атрощенко В.И. и др. Курс технологии связанного азота: М.: Химия, 1968. – 384 с.

5. Бласяк Е., Лайдлер К., Павликовский С. Технология связанного азота. Синтетический аммиак. Том 1 / Бласяк Е., Лайдлер К., Павликовский С., [и др.]. - М.: Госхимиздат, 1961. - 623 c.

6. Технология связанного азота: учебник для химико-технологических спец. вузов / В. И. Атрощенко, А. М. Алексеев, А. П. Засорин и др.; под ред. В. И. Атрощенко. - Киев: Вища шк., 1985. - 327 с/

7. Кутепов А.М. Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. – М.: Высшая школа, 1985 – 448 с.

8. Основы химической технологии: Учеб. для студентов 0 -7 5 хим.-технол. спец. вузов/И. П. М ухленов, А. Е. Горштейн, Е. С. Тумаркина; Под ред. И. П. Мухленова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1991. — 463 с.