химический каталог
  FAQFAQ    ПоискПоиск    ПользователиПользователи    РегистрацияРегистрация   ПрофильПрофиль   ВходВход


Про азотную кислоту

 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Химический форум -> Неорганическая химия
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Ravega
абитуриент


Зарегистрирован: 01.12.2010
Сообщения: 3

СообщениеДобавлено: 10:48 01-12-2010    Заголовок сообщения: Про азотную кислоту Ответить с цитатой

Доброго времени суток. Нужна помощь знающих химиков.
Необходимо рассчитать энергетический баланс производства азотной кислоты. Процесс в следующем: аммоний с воздухом при нормальной температуре поступают в реактор. Происходит нагрев до 850 градусов. На выходе получаются: О2, NO2, NO, N2, NH3, H2O. Всё это поступает в адиабатическую систему, из которой газ направляется частично в реактор, частично из системы. После оксидации содержимое, проходя через катализатор, подвергается охлаждению до температуры 40 градусов выше нуля. Что позволяет, в том числе, улучшить движение азотной кислоты по трубопроводу к системе абсорбции. Затем NO2, H2O направляются на концентрацию до 98 процентов. Часть абсорбированной азотной кислоты возвращается в реактор в целях снижения производственных потерь. Часть - на выхлоп.
Заранее выражаю признательность!
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
прохожий
доктор


Зарегистрирован: 12.02.2005
Сообщения: 801

СообщениеДобавлено: 19:17 01-12-2010    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Если не секрет, какая у Вас основная реакция процесса? А ещё лучше материальный баланс... Rolling Eyes
_________________
мы не правые, и не левые, потому что мы валенки....
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Ravega
абитуриент


Зарегистрирован: 01.12.2010
Сообщения: 3

СообщениеДобавлено: 20:43 01-12-2010    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

прохожий писал(а):
Если не секрет, какая у Вас основная реакция процесса? А ещё лучше материальный баланс... Rolling Eyes


Про материальный баланс пока ничего не скажу. Его ещё нет. Основная реакция процесса - окисление и абсорбция, если правильно понимаю. Сначала идёт конверсия аммиака, затем - переработка нитрозных газов.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
прохожий
доктор


Зарегистрирован: 12.02.2005
Сообщения: 801

СообщениеДобавлено: 21:52 02-12-2010    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Понимаете, рассчитать энергетический баланс без материального баланса или хотя бы без уравнений основных реакций - вещь практически безнадёжная... Sad

Вы привели выдержку из техрегламента существующего процесса, но рассчитать энергетический баланс можно только косвенно и ОЧЕНЬ грубо. Суда по продуктам реакции часть реакций эндотермическая, часть экзотермическая. А не зная чего и сколько берётся трудно проводить какие-то вычисления... опять же реактор адиабатический... Не понятно какая массовая доля чего куда направляется и с какой температурой.

Грубо можно сказать, что изначально на время заполнения рецикла ежесекундно затрачивается энергии:

Q=Cp*m*(Tк-Tн), где

Cp - изобарическая теплоёмкость газовой смеси для данного давления в реакторе (если реактор под постоянным давлением);
m - масса газовой смеси за секунду;
(Tк-Tн) - разность температур газовой смеси ПОСЛЕ нагрева и ДО подачи на нагрев.

Это без учёта тепловых потерь, которые в зависимости от конструкции теплообменников, реактора, печи и трубопроводов могут достигать 40% (основные потери на печи).

Теперь химические процессы Very Happy
Какая основная реакция не понятно Wink , какие побочные соответственно даже и представить сложно Wink , следовательно вывод: о падении или росте температуры в реакторе нет НИКАКИХ представлений.

Адиабатическая система - как я понимаю, это скруббер... Confused
Что там происходит опять непонятно Wink

Газ частично (насколько процентов массовых частично?) направляется в реактор!... Вот здесь и заканчивается весь предварительный анализ! Так как температура отводимого в реактор газа неизвестна - не понятно какое количество теплоты нужно добавить или отнять на входе в реактор и главное КАК. Можно уменьшить температуру или количество подаваемого исходной газовой смеси.

После оксидации.... А где она проходит? Я вот из описания понял, что в скруббере Wink Cool Хотя по логике должно быть в реакторе.

...проходя через катализатор, подвергается охлаждению до температуры 40 градусов выше нуля...
А что за катализатор и зачем он там вообще нужен? Что-то не припомню КАТАЛИЗАТОРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ... Wink Но это уже не важно, ибо вот они! те цифры что помогут нам хоть в чём-то... "40 градусов выше нуля", как я понимаю по Цельсию... Следовательно ГРУБЕЙШИЙ энергетический расчёт выглядит примерно так:

Qк = Cp*Мк*(Tк-Tн), где
Cp - изобарическая теплоёмкость продукта для атмосферного давления (но это вообще некорректно, так как на входе газ, а на выходе жидкость, но у нас НЕТ данных о температуре на момент выхода смеси из реактор или хотя бы из того места, где концентрация азотной кислоты более 50%);
Мк - масса смеси конечного продукта за секунду;
(Tк-Tн) - разность температур готового продукта и газовой смеси входе в реактор.

И это всё без учёта потерь, без учёта теплообменников, и даже не обращая внимания на РАЗНЫЙ фазовый состав исходных и конечных веществ

А теперь прикиньте dQ = Q-Qк, где Q - см. начало, а Qк - см. конец... Wink Cool

Разница внушает уважение? А должно быть 0
_________________
мы не правые, и не левые, потому что мы валенки....
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Ravega
абитуриент


Зарегистрирован: 01.12.2010
Сообщения: 3

СообщениеДобавлено: 0:08 03-12-2010    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

прохожий писал(а):
Понимаете, рассчитать энергетический баланс без материального баланса или хотя бы без уравнений основных реакций - вещь практически безнадёжная... Sad

... несмотря на трагичность положения, очень признательна Вам за мощное начало разрешения моего вопроса... хотя бы с этого начинать... а то в совершенном тупике... Хочу Вас попросить прочесть более подробную информацию. И если получится, то помогите решить задачку? Заранее спасибо ещё раз!
Итак.
Процесс, используемый в производстве азотной кислоты базируется на окислении аммония. Электроны аммония окисляются воздухом с использованием платинового катализатора. Окислы азота увлажняются и превращаются в азотную кислоту.
NH3+2O2= HNO3 + H2O
Процесс начинается с повышением давления и увеличением температуры до 850 градусов. Горячий NH3 смешивается с холодным газом NO2 при этом выделяется конденсат. В адиабатическиой системе формируется газ с воздухом нулевой температуры. Газы проходят в конденсатор-охладитель где содержимое охлаждается до 40 градусов по Цельсию. Затем происходит абсорбция, в которой против выходящего газа подаётся вода. Процесс уравновешанный, поэтому происходит выделение газа NO. Кислота слабой концентрации проходит абсорбцию щёлочью с подаваемым воздухом в специальной башне. Здесь и происходит увеличение её концентрации.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
прохожий
доктор


Зарегистрирован: 12.02.2005
Сообщения: 801

СообщениеДобавлено: 19:50 03-12-2010    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Ну вот теперь картина проясняется... Wink

Вся задача разбивается на несколько частей:
1) подготовительная стадия, расчёт по приводимой ранее формуле Q=Cv*m*(Tк-Tн) для каждого компонента на входе в реактор, в том числе и для части нитрозных газов. Необходимо определить начальные и конечные температуры, и массовый расход. Только учтите, теплоёмкость надо брать изохорическую. Ну и потери не забудьте учесть. (приход - энергия нагрева, расход - потери)

2) реактор, по справочникам определяется тепловой эффект реакции NH3+2O2= HNO3 + H2O полученное количество теплоты вычитаете, ну или добавляете к теплоте на входе в реактор, и потери учитываем. (приход - энергия со стадии 1), расход - энергия на реакцию и потери)

3) конденсатор-охладитель, температура приход - энергия газов из реактора за ВЫЧЕТОМ доли рецикла, расход - охлаждение газов и потери.

4) скруббер, приход - энергия газов из охладителя, энергия воды, расход - охлаждение газов, теплота абсорбции, охлаждение раствора азотной кислоты получаемой концентрации, нагрев воды и энергия уносимая с NO и потери.

5) абсорбция щёлочью, приход - энергия кислоты слабой концентрации, воздуха и щёлочи, расход - энергия абсорбции, энергия раствора кислоты и щелочи и потери.

6) подбиваете итоговый баланс, складываете все приходы и расходы (причет энергия и там и там может быт как со знаком плюс, так и со знаком минус) и сравниваете суммы между собой

Это тем не менее тоже всё приблизительно, так как не известен точный химический состав потоков и их количество. Вам ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно знать температуры на входе и выходе каждой из обозначенных стадий и массу потоков!

Как-то так, если ничего не забыл... А то, знаете ли, годы начинают потихоньку брать своё...
Laughing Wink
_________________
мы не правые, и не левые, потому что мы валенки....
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Химический форум -> Неорганическая химия Часовой пояс: GMT + 3
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах


Powered by phpBB © 2001 phpBB Group
[каталог]  [прайс-листы]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

ЛО | Ссылки |
Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100 Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012.