- •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.
17. Синтез аммиака при среднем давлении. Технологическая схема. Пути совершенствования производства аммиака.
Основным агрегатом установок синтеза аммиака служит колонна синтеза. Конструкция реактора должна обеспечить высокую интенсивность каталитического процесса, а также надежную и длительную работу в условиях высоких температур и давлений.
Колонна синтеза состоит из толстостенного цилиндрического корпуса (толщина стенок 175—200 мм) с верхним и нижним затворами — крышками либо имеет форму бутыли с глухим днищем и суженным верхом. Корпус и затворы выполняют из специальных легированных (обычно хромованадиевых) сталей. Внутри корпуса колонны синтеза расположена ее насадка, состоящая из катализа-торной коробки и теплообменных устройств. Для защиты корпуса колонны от действия высокой температуры, способствующей диффузии водорода в сталь, холодная азотоводородная смесь, поступающая в реактор, проходит сперва между корпусом колонны и ее внутренней насадкой, непрерывно омывая корпус и охлаждая его. На большинстве заводов насадка колонны синтеза выполнена как трубчатый контактный аппарат. Нижняя часть насадки представляет собой теплообменник, обеспечивающий автотермичность процесса и отвод теплоты от катализатора. В верхней части насадки — катализаторной коробке — в слое катализатора расположены дополнительные теплообменные устройства — двойные тепло-обменные трубки. При таком устройстве насадки происходит постоянный теплообмен между более холодным и нагретым газом.
Трубчатый каталитический реактор не обеспечивает оптимальный температурный режим обратимого экзотермического процесса. Поэтому в современных крупных установках синтеза аммиака применяют полочные колонны синтеза, в которых катализатор находится на полках, размещенных в катализаторной коробке. Количество катализатора (высота его слоя) на полках колонны увеличивается по мере уменьшения скорости газа и снижения степени превращения. В нижней части колонны, под катализаторной коробкой, находится теплообменник, в котором происходит теплообмен между горячим газом, отходящим из колонны, и холодной азотоводородной смесью. Необходимое понижение температуры в зоне катализа производится также добавлением холодного «байпасного» газа к основному потоку газа.
В полочных колоннах синтеза температурный режим ближе к оптимальному, чем в трубчатых, поэтому производительность катализатора в полочных колоннах выше. Наибольшее приближение к кривой оптимальных температур, а следовательно, наиболее высокий выход аммиака и производительность катализатора могут обеспечить применение полочных колонн синтеза аммиака со взвешенными слоями катализатора, внутри которых расположены водяные холодильники. Такие реакторы проходят испытание в азотной промышленности.
Азото-водородная смесь поступает в реактор 1 в 2-х точках - верхний ввод и нижний ввод. Это необходимо для регулирования водных процессов. Контактный газ последовательно охлаждается в котле-утилизаторе 7 и водяном холодильнике 2. Газо-жидкостная смесь поступает в сепаратор 3 для отделения жидкого аммиака от газавой смеси.
Отработанная азото-водородная смесь с помощью циркулирующего компрессора 4 направляется для дополнительного осаждения оставшегося аммиака в конденсационную колонну 5 и аммиачный холодильник 6. Азото-водородная смесь сначала охлаждается в теплообменной части колонны 5 за счет уходящей азото-водородной смеси и поступает в змеевиковый холодильник 6, который охлаждается жидким аммиаком до температуры -35 градусов. Газо-жидкостная смесь из 6 поступает в колонну 5, для удаления капель жидкого аммиака проходит насадку, подогревается в трубной части за счет тепда приходящей азото-водородной смеси и направляется в реактор. Перед колонной 5 происходит подпитка свежей азото-водородной смеси и отбирается часть азото-водородной смеси на очистку для удаления энертов.
Перспективы развития производства аммиака.
1. Создание и внедрение установок мощностью 3000 тонн аммиака в сутки.
2. Разработка новых катализаторов устойчивых к контактным ядам и действию высоких температур.
3. Разработка новых конструкций реактора.
4. Полная механизация и автоматизация производства с применением ЭВМ.
Крупнейшая современная установка по производству аммиака находится в городе Тольяти. От Тольяти до Одессы длиной 2200 км. Был проложен аммиакопровод. В Одессе имеется крупнейший завод по производству азотных удобрений, а также терминал по погрузке жидкого аммиака на океанские танкеры. На Украине имеется 35 раздаточных станций, где готовится водный раствор аммиака в качестве удобрений.