Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload





loading...
















































Proiect de certificare a competentelor profesionale Nivelul II Specialitate : Operator in industria chimica anorganica Fabricarea amoniacului Purificarea gazului brut de sinteza

diverse


Gr. Sc. Emil A. Dandea

Scoala de Arte si Meserii



Targu-Mures

Proiect de certificare a competentelor profesionale

Nivelul II

Specialitate : Operator in industria chimica anorganica

Fabricarea amoniacului

Purificarea gazului brut de sinteza

-         2008 -

       

-         CUPRINS

-         Importanta amoniacului .

-         Posibilitati de legare a amoniacului .

-         Capitolul I :         Tehnologia de fabricare a amoniacului

                                 Principalele etape la fabricarea amoniacului

- Capitolul II :          Purificarea gazului brut de sinteza

 

                               

- Capitolul III :        Masuri de protectia la fabricarea amoniacului NH3

                          

                             

 

 

 

 

 

Argument

                                      Importanta amoniacului

    Amoniacul este un produs de mare tonaj,utilizat īn cele mai diverse ramuri ale economiei nationale.Datorita continutului ridicat īn substanta activa 82,5% amoniacul anhidru poate fi utilizat direct ca īngrasamant. 

           Productia de amoniac a cunoscut īn ultimii ani o dezvoltare vertiginoasa.S-au construit combinate chimice cu linii de amoniac:Tg-Mures,Slobozia,Piatra Neamt,Craiova,Fagaras care asigura īntreaga productie de īngrasaminte simple(NH4NO3,uree)si complexe(nitrofosfati,fosfati de amoniu).

Experienta acelor ani de pionierat a stat la baza  dezvoltarii ulterioare a industriei azotului īn tara noastra.

          Dezvoltarea continua a productiei de īngrasaminte a devenit  o problema internationala,legata de preocuparea pentru solutionarea problemei alimentatiei īn tariile subdezvoltate,problema vitala pentru existenta si progresul omenirii.

          De aceea productia de īngrasaminte constituie una din directiile prioritare ale politicii economice a tarii noastre integrata activ īn circuitul economic mondial.

                          

                             Posibilitati de legare a azotului

     Azotul se gaseste īn natura sub forma de gaz(īn atmosfera) de saruri(īn zacamintele minerale),salpetrul de chile,si de combinatii organice,īn organismele vii si īn ramasitele acestora.

Azotul atmosferic se gaseste īn cantitati mari.

Dezvoltarea intensiva a agriculturii a accentuat lipsa de azot īn sol provocand micsorarea fertilitatii acestuia.

Din īntreaga cantitate de azot legat produs azi doar 4-5% din cantitatea necesara fertilizarii solului aproximativ 1,2% provine din zacamintele naturale.Cercetariile orientate spre obtinerea compusiilor cu azot din aerul atmosferic au fost īngreunate de slaba reactivitate chimica a acestuia.Treptat au fost elaborate procedee economice de legare a azotului atāt pe cale chimica cat si biologica.

     Procedee chimice

Procesul cunoscut sub denumirea de "Frank-Caro".

Procedeul Birkeland si Eyde.

Procedee biologice sunt de perspectiva deoarece experientele au aratat ca este posibila legarea azotului cu ajutorul bacteriilor,a enzimelor sau chiar a unor plante.

Capitolul I

                     

 Tehnologia de fabricare a amoniacului

 

Materii prime folosite pentru fabricarea amoniacului:

             -Gaz metan(CH4)

             -Aer

Industrial amoniacul se obtine prin sinteza directa din elemente,īn prezenta de catalizatori,conform reactiei globale:

                                   N2+3 H2=2 NH3

Pentru obtinerea hidrogenului necesar sintezei amoniacului se utilizeaza hidrocarburi lichide si gazoase,gaze de cocserie si gaze de rafinarie.

Cea mai importanta sursa de hidrogen o constituie gazul metan.Īn tara noastra,acesta este singura materie prima utilizata pentru sinteza amoniacului.

            Azotul se obtine din aer prin consumarea oxigenului īntr-un process de ardere.

             Principalele etape la fabricarea amoniacului sunt:

1.Purificarea gazului metan (desulfurarea)

     a.)Transformarea sulfului organic īn hidrogen sulfurat (H2S)

                        CS2+ 2 H2O=CO2+2 H2S 

                        COS+H2O=CO2+H2S

Dintre catalizatorii cei mai utilizati face parte oxidul de fier alcalinizat,numit catalizator Redmudt.

     b.)Eliminarea H2S

                  ZnO+H2S=ZnS+H2O

Hidrogenul sulfurat se īndeparteaza prin adsorbtie.Pentru cantitati foarte mici de sulf se poate utiliza,ca masa adsorbanta neregenerabila,oxidul de zinc.

    Procesul are loc la o temperatura de 400-420 grade.

2.Obtinerea gazului de sinteza brut prin oxidarea metanului cu vapori de apa.

                      CH4+H2O=CO+3H2



                      CH4+2H2O=CO2+4H2

           -catalizator de nichel

      -temperatura 800 grade la presiune de 40 at

3.Conversia CO la CO2

                

                 CO+2H2O=CO2+4H2

4.Purificarea gazului de sinteza brut

      a.)Eliminarea CO2

                           K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3

                                                      Absorbtie

               KHCO3-K2CO3 +CO2+H2O

                                                      Regenerare

100-110 grade

     b.)Eliminarea CO(prin absorbtie)

            CO+3H2=CH4+H2O

            CO2+4H2=CH4+2H2O

            O2+2H2=2H2O

 Pentru metanizare se utilizeaza catalizatori pe baza de oxid de nichel.

5.Sinteza amoniacului

                   N2+3H2=2NH3

         Sinteza amoniacului din elemente se bazeaza pe reactia reversibila.

Reactia este puternic exoterma,decurgand cu contractie de volum.

Procedeele  industriale de sinteza utilizeaza presiuni mari 150-1000 at.

   Temperatura este de 400 de grade pe catalizator pe baza de fier.

Capitolul II

PURIFICAREA GAZELOR PENTRU SINTEZA  AMONIACULUI

     Gazele de sinteza contin, pe langa hidrogen si azot, cantitati  variabile de oxid  si dioxid de carbon, metan nereactionat si uneori oxigen. Oxidul de carbon si oxigenul provoaca reducerea treptata a activitatii catalizatorilor utilizati la sinteza amoniacului. Dioxidul de carbon, prin acumularea treptata duce la formarea  si depunerea carbonatului si bicarbonatului de amoniu  in circuitul de gaze. Metanul constituie un component inert care, prin acumulare treptata, determina micsorarea corespunzatoare a presiunilor partiale ale hidrogenului si azotului ceea ce duce la micsorarea randamentului. De aceea se impune eliminarea, cat mai avansata, a acestor impuritati,astfel incat continutul acestora sa scada sub anumite limite.

     Pentru eliminarea oxidului si bioxidului de carbon se utilizeaza procedee bazate pe absorbtia acestora in dizolvanti cu capacitate mare de absorbtie, usor regenerabil. In cazul cand continutul in oxid si dioxid de carbon este relativ scazut, eliminarea acestora se face prin dehidrogenare catalitica, ambii compusi transformandu-se in metan.

     Procedeele de absorbtie se pot subinpartii in procedee in care gazul nu reactioneaza cu dizolvantul (absorbtie fizica) si in procedee in care gazul reactioneaza cu absorbantul (chemosorbtie).

     Regenerarea absorbantilor se realizeaza prin incalzire. In cazul proceselor in care are loc absorbtia fizica, incalzirea absorbantului provoaca desorbtia gazului absorbit. In cazul proceselor bazate pe chemosorbtie, incalzirea favorizeaza descompunerea combinatiilor chimice formate, ceea ce duce la regenerarea absorbantului si eliminarea gazului de sistem.

     Procedeele moderne de purificare a gazelor de sinteza sunt foarte variate, dipinzand de concentratia impuritatilor, de capacitatea de productie si de considerente de ordin economic.

Purificarea gazului brut de sinteza de CO

 

  

Metode:-absorbtia  īn H2O

                 -absortia īn sol.fierbinti de K2CO3

K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3

Fenomene:-absorbtie:-temperatura mica

                                          -presiune mare

                     -desorbtie:-temperatura mare

                                            -presiune mica

Descrierea purificarea CO2

Gazului brut de sinteza ce contine hidrogen azot bioxid de carbon,oxid de carbon,intra īn coloana cu umplutura si storpire cu solutia de carbonat de potasiu.Bioxid de carbon din gazul brut de sinteza se absoarbe īn solutie si rezulta bicarbonat de potasiu care trece īn rezervor iar la partea superioara rezulta gazul de sinteza care contine hidrogen ,azot,CO,care trece la purificarea de CO.Solutia de bicarbonat de potasiu se īncalzeste si intra īn coloana de desorbtie rezlutānd CO 2 ce se trimite la uree si solutie bicarbonat de potasiu care se raceste si se trimite la absorbtie.




Purificarea gazului brut de sinteza de CO

Metode:abs. in N2 lichid

                abs. in monoetanolamina

                abs. metanare cu ajutorul gazul de sinteza purificat.

CO+3H2=CH4+H2O   

Temperatura 400 OC catalizator CU,Cr

Sinteza:N2+3H2=2NH   temperatura 700-9000  catalizator de Fe,presiunea 250-350 at.

Se deosebesc mai multe cazuri de aplicare a purificarii catalitice:

                -Cand continutul de CO, CO si O este foarte mic (sub 0,05%), procesul de reducere are loc pe catalizator de fier (de acelasi tip cu cei utilizati in sinteza amoniacului) la temperaturi mari  (550-650C) si presiunea de regim a procesului  de sinteza al amoniacului. In aceste conditii se formeaza si cantitati, relativ reduse, de amoniac care se separa din amestecul de gaze prin racire cu apa si amoniac lichid.

                -In cazul cand amestecul de gaze contine circa 0,1% CO, CO si O (de exemplu, dupa purificare  cu solutii cupro-amoniacale), procesul de reducere poate avea loc pe catalizatori de fier la 250-330C (fara producere de amoniac) sau pe catalizatori de nichel la 250-290C. Apa rezultata se separa prin condensare.  

                -Daca continutul de CO,COsi O este de 0,2-0,5% se poate utiliza metoda combinata: in prima faza are loc procesul fara formare de amoniac, iar in faza a doua cu formare de amoniac.

                                                      

                                          Capitolul III

                     

Masuri de  protectie la fabricarea amoniacului NH3

  

      In fabricile de amoniac moderne aparatura de control si automatizare asigura securitatea muncii si conditii igienice de lucru,cu conditia respectarii stricte a normelor de functionare a utilajelor.

Principalele pericole care pot aparea ca urmare a nerespectarii acestor norme sunt:perivolul de explozie,actiunea toxica a gazelor,arsurile provocate de amoniac,incendiile.

Pericol de explozie provine din faptul ca majoritatea amestecurilor de gaze folosite la fabricarea amoniacului pot deveni explozive,in amestec cu aerul,inanumite conditii.

Astfel amestecurile continand 5-15 % metan in amestec cu aerul se autoaprind la aproximativ 675 grade.

Amestecuri cu 4-75 %  hidrogen si aer se autoaprind in jurul temperaturii de 575 grade.

Amestecurile continand 13-17 % oxid de carbon se autoaprind la 610 grade.

Amoniacul se poate deasemenea autoaprinde in amestec cu aerul.

            Motoarele electrice,folosite in instalatiile de fabricare a amoniacului trebuie sa fie  protejate contra  scanteilor prin capsulare.

O alta sursa de explozie o constituie faptul ca sinteza amoniacului are loc la presiune inalta.De aceea aparatura trebuie periodic si riguros controlata.

La pornirea compresoarelor acestea trebuie spalate cu gaz inert pana la eliminarea completa a aerului,ceea ce se controloeaza prin analiza.

Pericol de intoxicare se datoreste de cele mai  multe ori acumulariilor de gaze toxice,ca urmare a neetanseitatiilor conductelor si a ventilatiei necorespunzatoare.

    Componentii gazosi cei mai toxici sunt oxidul  de carbon si amoniacul.

Oxidul de carbon este un toxic general,in concentratie mare poate provoca moartea.Continutul acestuia in aer nu trebuie sa depaseasca 0,02-0,03 mg/l.

In sectii trebuie instalate semnalizatoare care sa avertizeze pe muncitori cand concentratia gazelor toxice a atins limita periculoasa.

In scopul protectiei individuale impotriva actiunii vatamatoare a gazelor se folosesc masti  filtrante saui izolante.Aceste masti sa pastreaza in sectie in dulapuri speciale.

Prevenirea incendiilor trebuie asigurata,in primul rand,prin respectarea masuriilor generale de prevenire a incendilor.

In caz de izbucnire a incendiilor se iau masuri specifice cauzei care l-a generat.    

                          

BIBLIOGRAFIE

   

Tehnologia Chimica Anorganica

                                       

                                                             Dr.Ing.E.Pincovschi

                                                              Ing.Elena Radoi

                                                             Ing.Mioara Teodorescu

                                    Editura Didactica si Pedagogica 1985

Tehnologia Fabricarii Produselor Chimice

                             

                                                   Ing.Elena Radoi

                                                   Dr.Ing.E. Pincovschi

               

                                   Editura Bucuresti 1979


loading...










Document Info


Accesari: 2621
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




Coduri - Postale, caen, cor

Politica de confidentialitate

Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2018 )