4.4.1.3.Материальный баланс процесса нейтрализации
Исходные данные:
Производительность предприятия – 450 000 т/год = 56,8 т/ч
Концентрация HNO3 : 57%
Концентрация NH3 : 99,6%
Потери NH3 на 1 т NH4NO3 : 2 кг/т
Потери HNO3 1 т NH4NO3 : 7 кг/т
1. Теоретический расход аммиака на 1 т NH4NO3 определяется, исходя из уравнения реакции нейтрализации:
х кг/ч 1000 кг/ч
NH3 + HNO3 = NH4NO3
17 кг/моль 80 кг/моль
х = 212,5 кг/ч
2. Теоретический расход азотной кислоты на 1 т NH4NO3 определяется, исходя из уравнения реакции нейтрализации:
х кг/ч 1000 кг/ч
NH3 + HNO3 = NH4NO3
63 кг/моль 80 кг/моль
х = 787,5 кг/ч
3. Практический расход аммиака с учетом потерь:
212,5 + 2 = 214,2 кг/ч NH3
4. Практический расход азотной кислоты с учетом потерь:
787,5 + 7 = 794,5 кг/ч HNO3
5. Для получения 56,8 т/ч аммиачной селитры (100%) требуется аммиака:
56,8 · 214,5 = 12183,6 кг/ч NH3
6. Определим количество аммиака с учетом, что его концентрация составляет 99,6% :
7. Для получения 56,8 т/ч аммиачной селитры (100%) требуется азотной кислоты:
56,8 · 794,5 = 45127,6 кг/ч HNO3
8. Определим количество азотной кислоты с учетом, что ее концентрация составляет 58% :
9. При указанной часовой производительности потери составят:
12183,6 – 212,5 · 56,8 = 113,6 кг/ч NH3
45127,6 – 787,5 · 56,8 = 397,6 кг/ч HNO3
10. Используя данные технологического регламента [8], примем, что в аппарат ИТН на вторую тарелку промывной части поступает раствор аммиачной селитры с массовой долей NH4NO3 25% следующего состава:
NH4NO3 = 1586,9 кг/ч
H2O = 4760,7 кг/ч
NO3 = 118,6 кг/ч
Так же, согласно технологическому регламенту, на четвертую тарелку промывной части аппарата ИТН поступает конденсат сокового пара состава:
NH4NO3 = 26,0 кг/ч
H2O = 6538,0 кг/ч
HNO3 = 26,0 кг/ч
11. Определим количество 90%-го раствора аммиачной селитры, выходящего из аппарата:
12. Определим количество воды, содержащейся в 90%-м растворе аммиачной селитры:
В = 63111,1 – 56800 = 6311,1 кг/ч
13. Определим количество сокового пара с учетом, что воды в нем содержится 34508,52 кг (99,2%):
Сводим материальный баланс процесса нейтрализации.
Таблица 4.4.1.3
Приход |
Расход |
||||||
Статья |
кг/ч |
n, кг/моль |
% мас. |
Статья |
кг/ч |
n, кг/моль |
% мас. |
1)Газообразный аммиак (99,6%), в т.ч. NH3 H2O |
12232,5
12183,6 48,9 |
719,41
716,7 2,71 |
100
99,6 0,4 |
1)Раствор аммиачной селитры (90%), в т.ч. NH4NO3 H2O |
63111,1
56800,0 6311,1 |
1060,6
710,0 350,6 |
100
90,0 10,0 |
2)Азотная кислота (58%), в т.ч. HNO3 H2O |
79558,8
45127,0 34431,8 |
2629,1
716,3 1912,8 |
100
58,0 42,0 |
2)Соковый пар, в т.ч. NH4NO3 H2O HNO3 |
34786,82 135,6 34508,52 135,6 |
1920,9 1,7 1917,1 2,1 |
100 0,4 99,2 0,4 |
3)Раствор аммиачной селитры (25%) на 2-ю тарелку ИТН, в т.ч. NH4NO3 H2O NO3 |
6466,2
1586,9 4760,7 118,6 |
286,2
19,8 264,5 1,91 |
100
25,0 73,6 1,4 |
3)Слабый раствор аммиачной селитры, в т.ч. NH4NO3 H2O HNO3 |
9323,2
720,5 8586,7 26,0 |
486,4
9,0 477,0 0,4 |
100
7,7 92,1 0,2 |
4)Конденсат сокового пара на 4-ю тарелку ИТН, в т.ч. H2O NH4NO3 HNO3 |
6590,0
6538,0 26,0 26,0 |
363,9
363,2 0,3 0,4 |
100
99,2 0,4 0,4 |
4)Безвозвратные потери, в т.ч. HNO3 NH3 |
511,2
397,6 113,6
|
13,0
6,3 6,7 |
100
77,7 22,3 |
Всего |
1,04·105 |
3998,61 |
100 |
Всего |
1,07·105 |
3480,9 |
100 |