4035
.pdf
20
газ на каталитическую очистку
вода
конденсат HNO3
нитрозный
газ
60 %-ная HNO3
Вариант № 8 1. Физико-химические основы синтеза аммиака. Равнове-
сие и кинетика реакции – зависимость полноты протекания процесса от температуры и давления. Промышленные катализаторы синтеза и механизм превращения вещества на них.
2. Условия окисления SO2 в SO3 в сернокислотном производстве, факторы, влияющие на скорость реакции и равновесную степень превращения диоксида серы. Технологический режим контактирования.
3. Рассчитайте материальный баланс абсорбционной колонны производства неконцентрированной азотной кислоты. Исходные данные: производительность агрегата 6800 кг/ч 100 % HNO3; давление в колонне 1,16 МПа, давление паров воды над 60%-й HNO3 при 30 ÅС составляет 1,37.103 Па.
газ на каталитическую очистку
вода
конденсат HNO3
нитрозный
газ
60 %-ная HNO3
21
Из промывной колонны в абсорбционную колонну поступает 64,3 т/сут (в пересчете на 100 % HNO3) 40%-го конденсата HNO3. Степень превращения оксидов азота α = 0,982. Состав нитрозного газа на входе в колонну:
газ |
NO2 |
NO |
O2 |
N2 |
H2O |
%, об. |
6,18 |
0,28 |
3,89 |
88,97 |
0,68 |
Вариант № 9 1. Особенности колонн синтеза аммиака, используемых в
промышленности. Каков ход в них технологических потоков газов? Особенности эксплуатации промышленных катализаторов синтеза, технологические параметры в колонне и их контроль. Укажите, из какого материала изготовлены колонны синтеза и почему.
2. Обжиг серного колчедана при производстве серной кислоты. Технологический режим, состав печного газа и огарка при сжигании колчедана.
3. Рассчитать материальный баланс контактного аппарата производства азотной кислоты. Исходные данные: производительность агрегата 7400 кг/ч 100 % HNO3; выход по окислению аммиака ηк = 0,976, выход по абсорбции оксидов азота ηа = 0,98; содержание аммиака в аммиачно-воздушной смеси (АВС) 9,8 %; содержание водяных паров в воздухе после промывки его водой 4,9 % (концентрации газов даны по объему).
АВС
нитрозные
газы
22
Вариант № 10 1. Назначение конденсационной колонны в производстве
аммиака. Опишите ее устройство и ход материальных потоков в ней. Укажите технологические параметры, материал изготовления, габариты колонны.
2. Печное отделение в производстве серной кислоты. Основные типы печей для обжига серного колчедана, их конструкции.
3. Рассчитайте материальный баланс абсорбционной колонны производства неконцентрированной азотной кислоты. Исходные данные: производительность агрегата 7400 кг/ч 100 % HNO3; давление в колонне 1,16 МПа; степень превращения оксидов α = 0,98; давление паров воды над 60 %-ной HNO3 при 30 ÅС составляет 1,37 103 Па, из промывной колонны в виде конденсата в абсорбционную колонну поступает 70 т/сут (в пересчете на 100 % HNO3) 40 %-го конденсата HNO3. Состав нитрозного газа на входе в колонну:
газ |
|
NO2 |
|
NO |
|
|
O2 |
N2 |
H2O |
%, об. |
|
6,15 |
|
0,29 |
|
3,88 |
89,02 |
0,66 |
|
|
|
|
|
|
газ на каталитическую очистку |
||||
|
|
|
|
|
|
|
вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нитрозный газ |
|
|
|
конденсат HNO3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
60 %-ная HNO3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант № 11 1. Опишите принципиальную схему энергетического обес-
печения агрегата синтеза аммиака. Расшифруйте понятие ©энерготехнологическая° схема синтеза аммиака.
2. Высокотемпературное каталитическое восстановление оксидов азота в процессе очистки выхлопных газов. Что диктует эту стадию? Уравнения реакций и условия их проведения в промышленных условиях получения азотной кислоты.
23
3. Рассчитайте материальный баланс печного отделения производства серной кислоты с использованием в качестве сырья природной серы. Исходные данные: производительность цеха 900 т/сут моногидрата (100 % Н2SO4) содержание S в сырье 99,60 %, степень превращения в готовый продукт 99,76 %, состав газа на выходе из печного отделения:
газ |
SO2 |
O2 |
|
N2 |
||
%,об. |
9,75 |
|
9,75 |
|
79,80 |
|
|
сера |
|
|
SO2, O2, N2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
воздух |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант № 12 1. Какова структура управления и система защиты агрегата
синтеза аммиака. Основные принципы автоматизации современного агрегата синтеза аммиака. Что обеспечивает безопасность и надежность агрегата?
2. Почему выхлопные газы производства неконцентрированной азотной кислоты предварительно очищают? Перечислите способы очистки, подробно охарактеризуйте селективную каталитическую очистку.
3. При производстве серной кислоты в контактный аппарат, состоящий из пяти слоев катализатора, поступает 3004,53 м3/ч сухого газа следующего состава:
газ |
SO2 |
O2 |
N2 |
%,об. |
9,85 |
9,65 |
78,80 |
Выполните расчеты и материальные балансы 1 и 2 слоев контактного аппарата, учитывая, что степень превращения в них SO2 составляет 65,0 % и 82,3 % соответственно.
24
Вариант № 13 1. Каковы мероприятия, которые обеспечивают технику
безопасности, соблюдение санитарных норм выбросов в атмосферу и сбросов сточных вод в производстве аммиака?
2. Конверсия аммиака в производстве азотной кислоты – степень конверсии и расход аммиака, зависимость степени конверсии от технологических параметров.
3. Рассчитайте материальный баланс моногидридного абсорбера сернокислотного производства. Исходные данные: производительность цеха 200000 т/год 100 %-ной H2SO4; степени абсорбции в олеумном и моногидратном абсорберах составляют соответственно 49,5 и 99,99 %; в абсорбционное отделение поступает газ с содержанием SO3 7,55 % (об.), а в сборник моногидратного абсорбера подается 30730 кг/ч олеума.
Вариант № 14 1. Запишите реакции окисления аммиака кислородом. Ка-
ковы условия проведения окисления с целью получения оксида азота (II) – целевого продукта промышленной технологии производства азотной кислоты? Влияние различных факторов на эффективность этого процесса.
2. Опишите основные стадии производства серной кислоты контактным методом.
3. Рассчитайте материальный баланс колонны синтеза аммиака. Исходные данные: производительность агрегата 500 т/сут аммиака; концентрация аммиака на входе 2,94 %, на выходе из колонны 18,6 % по объему в смеси газов; концентрация инертов: метана 3,88 %, аргона 3,12 %. Плотность газов приведена в приложении. АВС – азотоводородная смесь, в которой соотношение газов Н2 : N2 = 3,007 : 1.
газ на охлаждение
АВС
25
Вариант № 15 1. Требования, предъявляемые к катализаторам процесса
окисления аммиака в производстве разбавленной азотной кислоты. Процессы, вызывающие потери платиноидного катализатора. Каковы способы снижения потерь и улавливания платиноидов из нитрозных газов?
2. Сущность контактного метода производства серной кислоты. Очистка обжигового газа от пыли и тумана: схема и аппаратура очистного отделения.
3. Рассчитать материальный баланс реактора гидрирования в производстве аммиака (сероочистка). Исходные данные: производительность агрегата по аммиаку 200 т/сут; азотоводородная смесь (АВС) поступает с компрессора синтез-газа в количестве, которое обеспечивает содержание водорода в общей смеси газов перед колонной гидрирования 10 %; количество серосодержащих соединений в природном газе (СН4) принять равным 1,5 мг/м3 в пересчете на серу; АВС содержит аргона 3,07 %, метана 3,93 %, отношение N2:Н2 = 1:3,007. Процентная концентрация газов дана по объему.
АВС
природный
газ
газ в адсорбер
Вариант № 16 1. Физико-химические основы переработки оксидов азота в
азотную кислоту (состояние равновесия, скорость, механизм взаимодействия), технологические параметры процесса.
2. Производство серной кислоты контактным методом. Общая характеристика. Основные типы печей и их конструкции при сжигании серы.
26
3. Рассчитать материальный баланс абсорбционной колонны производства аммиака - метилдиэтаноламиновая (МДЭА) очистка конвертированного газа. Исходные данные: производительность агрегата по аммиаку 500 т/сут; состав газа, поступающего на очистку:
газ |
SO2 |
CO |
H2 |
N2 |
CH4 |
Аr |
%,об. |
17,42 |
0,42 |
61,56 |
20,08 |
0,26 |
0,26 |
Для абсорбции СО2 используют 42%-й раствор МДЭА. Степень карбонизации его составляет 0,48 моль СО2 на 1 моль МДЭА. Газ после очистки уходит с содержанием СО2 0,03%.
газ очищенный
конвертированный |
|
газ |
43%-й раствор МДЭА |
|
раствор МДЭА, насыщенный
Вариант № 17 1. Опишите технологические способы очистки воздуха и
аммиачно-воздушной смеси в производстве азотной кислоты. Назначение этой стадии и ее технологические параметры.
2. Осушка обжигового газа в производстве серной кислоты контактным методом (цель сушки, схема и аппаратура). Факторы, влияющие на абсорбцию паров воды серной кислотой.
3. Рассчитать материальный баланс колонны синтеза аммиака. Исходные данные: производительность агрегата 650 т/сут, концентрация аммиака на входе 2,97 %, на выходе из колонны синтеза 18,7 % по объему, концентрация инертов: метана 3,85,
27
аргона 3,16 % (по объему). Азотоводородная смесь (АВС) имеет соотношение H2 : N2 = 3,007 : 1.
газ на охлаждение
АВС
Вариант № 18 1. Укажите особенности технологии производства азотной
кислоты в агрегатах фирмы Гранд Паруасс (Франция), отличные от отечественной в агрегатах АК-72.
2. Физико-химические основы процесса окисления оксида серы (IV) при производстве серной кислоты контактным методом. Факторы, влияющие на скорость реакции, равновесную степень превращения SO2 в SO3.
3. Рассчитайте материальный баланс реактора гидрирования в производстве аммиака (сероочистка). Исходные данные: производительность агрегата по аммиаку 250 т/сут, азотоводородная смесь (АВС) поступает с компрессора синтез-газа в количестве, которое обеспечивает содержание водорода в общей смеси газов перед колонной гидрирования 10 %, содержит аргон 3,08 %, метан 3,95 % (по объему), соотношение в ней Н2:N2 = 3,007:1, количество серосодержащих соединений в природном газе (метан) принять равным 1,2 мг/м3 в пересчете на серу.
АВС
природный
газ
газ в адсорбер
28
Вариант № 19 1. Дайте сравнительную характеристику производств азот-
ной кислоты в агрегатах АК-72 и агрегатах, работающих под единым давлением 0,716 МПа.
2. Физико-химические основы процесса абсорбции SO3 из газовой смеси при производстве серной кислоты. Факторы, влияющие на степень абсорбции в моногидратном и олеумных абсорберах.
3. Рассчитайте материальный баланс абсорбционной колонны метилдиэтаноламиновой очистки (МДЭА) конвертированного газа в производстве аммиака. Исходные данные: производительность агрегата по аммиаку 650 т/сут; состав конвертированного газа, поступающего на очистку:
газ |
СO2 |
CO |
H2 |
N2 |
CH4 |
Аr |
%,об. |
17,8 |
0,45 |
60,96 |
20,27 |
0,24 |
0,28 |
Для абсорбции СО2 используют 42 %-й раствор МДЭА, степень карбонизации его составляет 0,62 моль СО2 на 1 моль МДЭА. Газ после очистки уходит с содержанием СО2 0,02%.
газ очищенный
конвертированный |
|
газ |
41 %-й раствор МДЭА |
|
раствор МДЭА, насыщенный CO2
Вариант № 20 1. Опишите материальные потоки, поступающие в контакт-
ный аппарат для окисления аммиака в производстве азотной кислоты. Каковы в нем технологические параметры, из какого материала он изготовлен? Из чего состоит внутренняя насадка аппарата?
29
2. Технологический режим и конструктивные особенности аппаратуры абсорбционного отделения при производстве серной кислоты и олеума контактным методом.
3. Рассчитайте материальный баланс колонны синтеза аммиака. Исходные данные: производительность агрегата 480 т/сут; концентрация аммиака на входе в колонну 2,92 %, на выходе из колонны синтеза 18,7 % по объему. В азотоводородной смеси (АВС) соотношение Н2:N2 = 3,007:1, содержание метана 3,84, аргона 3,17 % по объему.
газ на охлаждение
АВС
Вариант № 21 1. Укажите достоинства и недостатки агрегата производства
азотной кислоты большой единичной мощности АК-72. Каковы варианты его модернизации?
2. Контактное отделение сернокислотного производства. Катализатор процесса окисления SO2 в SO3; марки ванадиевых катализаторов, их сравнительная оценка.
3. Рассчитать материальный баланс реактора гидрирования аммиака (сероочистка). Исходные данные: производительность агрегата по аммиаку 310 т/сут; азотоводородная смесь (АВС) поступает с компрессора синтез-газа в количестве, которое обеспечивает содержание водорода в общей смеси газов перед колонной гидрирования 10 %. Содержание в АВС аргона 3,08 %, метана 3,95 % (по объему); соотношение Н2:N2 = 3,007:1; количество серосодержащих соединений в природном газе (метан) принять равным 1,1 мг/м3 в пересчете на серу.