Экзамен ХП шпора

26.Сравнение единичного реактора смешения, каскада РИС и параллельного соединения РИС при проведении простых и сложных реакций.

Объемы параллельно соединенных реакторов с одинаковыми τ:

Такая схема работает так же, как один РИС с . Необходимое условное время определяется как площадь соответствующего прямоугольника на графике «1/r – C». В последовательной схеме(каскад реакторов рис в)

Определим концентрации после реакторов С₁, С₂, С₃,… С_К. Площадь прямоугольника в интервале |C₀-C₁| есть τ₁, в интервале |C₁-C₂| есть τ₂ и т.д. Площадь под ступенчатой линией (рис 5.47 г) равна Очевидно, что суммарное условное время и объем реакторов в последовательной схеме меньше, чем в параллельной или в одном реакторе. Чем больше число реакторов в каскаде, тем меньше в нем, и тем больше оно приближается к в режиме ИВ. Математически процесс в реакторе при протекании реакции первого порядка описывается уравнением (С₀-С)/τ=kC, откуда

В случае реакторов одинакового объема (равных значениях τ):

С_К=С₀/(1+kτ)ⁿ, где n – число реакторов. Из этой формулы можно рассчитать τ, объем каждого реактора v_p=V₀τ и всех реакторов .

27. Сравнение единичного реактора вытеснения, последовательного и параллельного соединения РИВ при проведении простых и сложных реакций

Математическая модель реактора идеального вытеснения dC/dτ = W(C); C=C₀ при τ = 0.

Математически процесс в реакторе описывается уравнением dx/dt= r(x). В системе последовательно соединенных реакторов их общий объем ∑v_Рi пропорционален сумме времен контакта в них: ∑v_Рi = V₀∑. или

Из уравнения следует, что ∑v_Рi не зависит от того, как распределены объемы реакторов между собой.

В системе параллельно соединенных реакторов полагаем в каждом из них одинаковую степень превращения, равную х_К. Следовательно, все одинаковые и

Если в каком-то реакторе уменьшить степень превращения, то в другом ее надо увеличить. Но выигрыш в первом из них будет меньше, чем его увеличение во втором: зависимость х() – нелинейная затухающая функция. Соблюдение равных в параллельно соединенных реакторах приводит к максимальной интенсивности.

Как видно из уравнений , в обеих схемах интенсивность процесса одинаковая (равные ∑v_Рi) и такая же, как в одном реакторе смешения . Действительно, рассмотренные схемы реакторов идеального вытеснения можно представить как один такой реактор, разделенный продольными или проницаемыми поперечными перегородками; это не повлияет на режим течения и, следовательно, показательно процесса. Соответственно, селективность превращения для сложных реакций в этих условиях будет также одинаковой. Но в параллельной схеме поток распределяется между реакторами, соответственно его скорость в каждом из аппаратов меньше, чем в их последовательности, поэтому гидравлическое сопротивление и энергетические затраты в параллельной схеме меньше.

29.ХТС производства аммиака из природного газа. Химическая и функциональная схемы. Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление очистки природного газа от соединений серы.

Химическая схема:

Паровая конверсия метана CH₄ + H₂О = CO+ 3H₂;

Конверсия оксида углерода CO + H₂О = CO₂+H₂;

Синтез аммиака N₂ + 3H₂ = 2NH₃.

Все реакции протекают с участием катализатора

1-очистка СН₄ от серосодерж.соединений; 2-конверсия метана с водяным паром; 3-конверсия СО с водяным паром(достигается максимально возможное извлечение СН₄) 4-получение азота 5-абсорбция диоксида углерода; 6-очистка газа от СО; 7-синтез аммиака.

Очистка природного газа от соединений серы:

Природный газ содержит примеси серосодержащих соединений: меркаптаны, тиофен, сероуглерод, сульфиды, сероводород и др. Сера в любом виде отравляет катализаторы, используемые в производстве аммиака.

Для очистки от малых кол-в примесей эффективны сорбционные методы, но различные компоненты удаляются разными, специфическими сорбентами. Чтобы избежать многоступенчатой сорбционной сероочистки, все серосодержащие соединения сначала «приводят» в одно состояние - их гидрируют до сероводорода: RSH+H₂=H₂S+R; C₄H₄S+4H₂=H₂S+C₄H₁₀; CS₂+4H₂=H₂S+CH₄ и тд

Выходящий из реактора гидрирования газ содержит только серу в виде сероводорода и направляется в абсорбер, в котором происходит очистка природного газа.

Технологическая схема:

1-огневой подогреватель,2-реактор гидрирования,3-абсорберы, АВС-азотовод.смесь

Поглотитель сероводорода - оксид цинка:

ZnO+H₂S=ZnS+H₂S

Поглощение серы происходит послойно и описывается моделью «с невзаимодействующим ядром» процесса «газ-твердое». Абсорбер – однослойный реактор с неподвижным слоем зернистого поглотителя. Зона реакции занимает только часть высоты слоя, которая продвигается по слою по мере насыщения сорбента серой. Когда концентрация на выходе превышает допустимую, потом переключается на другой абсорбер, а отработанный поглотитель заменяют свежим.

30. Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление очистки азото-водородной смеси от оксидов углерода.

Конвертированный газ содержит 17-18% СО₂ и 0,3-0,5% СО. Первая примесь – балласт для синтеза аммиака, вторая-яд для катализатора.

2RNH₂+H₂O+CO₂ ⇋(RNH₃)₂CO₃

СО₂ абсорбируют 19-21% водным раствором моноэтаноламина(МЭА). Поглощение СО₂ –обратимый процесс. С ↑ Т равновесие сдвигается влево, возможна регенерация сорбента. CO превращают в метан: СО+3Н₂=СН₄+Н₂О

Технологическая схема МЭА-очистки включает в себя два основных аппарата абсорбер и десорбер. Над чистым МЭА-раствором равновесное давление СО₂ мало,поэтому газ и жидкость подают противотоком. Абсорбер – вертикальный газожидкостной реактор насадочного или тарельчатого типа, разделенный на две секции. Газ сначала проходит нижнюю секцию абсорбера, где происходит поглощение основного количества СО₂. Эта секция орошается не полностью регенерированным раствором. В верхней секции, орошаемой тонко регенерированным МЭА-раствором, происходит доочистка, и газ выходит с остаточным содержанием СО₂ не более 0,03%об. Т_АБСОР не выше 330К. Насыщенный раствор, содержащий углекислоты 80-100г/л, нагревается в рекуперативных теплообменниках и тремя потоками направляется в десорбер. Тепло на десорбцию подается через паровой кипятильник. Чистый раствор отбирают в нижней части десорбера, грубо регенерированный – из середины колонны. Эти потоки после охлаждения направляются в абсорбер. Десорбция происходит при Т=380-390К. Такая схема «регенерации с рециклом» позволяет выделить в чистом виде примесь и исключить постоянное потребление сорбента. Чистый СО₂ используют в других производствах. Раствор МЭА не поглощает СО, и выходящий газ содержит СО. Как примесь его не выделяют, а превращают в метан, безвредный для kt и инертный в процессе синтеза аммиака.

1-абсорбер,2-десорбер,3-кипятильник,4-т/o,5-реактор метанирования,6-холод-к,

31. ХТС производства аммиака. Химическая и функциональная схемы. Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление конверсии метана.

Химическая схема:

Паровая конверсия метана CH₄+H₂О=CO+3H₂;

Конверсия оксида угл. CO+H₂О=CO2+H₂;

Синтез аммиака N₂ + 3H₂ = 2NH₃.

Все реакции протекают с участием катализатора.

1-очистка СН₄ от серосодер.соедин,2-конверсия метана, 3-конверсия СО,4-очистка от оксидов углерода, 5-синтез аммиака

Конверсия метана. Физико-химические свойства процесса. Взаимодействие метана с водой протекает на никельсодержащем катализаторе:

CH₄ + H₂О ⇆CO + 3H₂ – Q1;

CO + H₂O ⇆CO₂ + H₂ + Q2.

Аппаратурное оформление. Протеканию процесса способствует высокая температура. Необходимую теплоту можно подвести через стенки обогреваемых труб, в которых находится катализатор и протекает реакция, т.е. осуществить процесс в трубчатом реакторе, или, как его называют, трубчатая печь. Необходима вторая ступень конверсии. Она представлена адиабатическим реактором, или, как его называют, шахтным конвертером. Шахтный конвертер еще выполняет функцию выделения азота из воздуха.

1-трубчатая печь, 2-шахтный конвертор,3-котел-утилизатор,4-смеситель, 5-7-подогреватели

32.Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление конверсии оксида углерода.

Конверсия СО. Физико-химические свойства процесса. Высокая температура на стадии конверсии метана не позволяет использовать потенциал СО для получения водорода. Избирательную конверсию СО при низких температурах, исключающую обратное протекание реакции (6.10), проводят, используя специфическое действие катализатора. Селективными катализаторами конверсии СО являются железохромовый и медьсодержащий. Первый из них активен в области температур 600-700К, ограничение температурного интервала второго, более активного (480-530К) катализатора обусловлено его дезактивацией при более высоких температурах. CO₂+H₂+Q

СО+H₂O⇆ CO₂+H₂+Q (6.10)

Конверсия СО – обратимая экзотермическая реакция:

Подобно окислению SO₂ реакцию проводят в реакторе с адиабатическими слоями катализатора с охлаждением реакционной смеси между ними. Технологическая схема: В первом слое (реакторе) загружен более термоустойчивый железохромовый катализатор, а во втором – высокоактивный медьсодержащий. Соотношение пар:газ составляет (0,6-0,7):1. Остаточное содержание СО не превышает 0,3-0,5%.

В некоторых схемах промежуточное охлаждение осуществляют впрыском конденсата, и за счет испарения воды температура между слоями снижается. Одновременно с этим увеличивается соотношение пар:газ, т.е. избыток одного из реагентов, и необходимая степень превращения достигается при более высоких температурах. Такая схема используется в случае загрузки в оба слоя железохромового катализатора.

1-увлажнитель,2-реактор с железохромовым катализатором, 3- котел-утилизатор,4-реактор с медьсодержащим катализатором; Х_Р-равновесные степени превращения СО;

33.Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление синтеза аммиака.

Синтез аммиака N₂+ 3Н₂ = 2NН₃ + Q. Реакция на катализаторе (пористое железо) при понижении температуры и повышении давления. Равновесие реакции описывается уравнением: . При атмосферном давлении превращение очень мало, поэтому оптимальным считается 30 – 32МПа. Степень превращения азотоводородной смеси (x) и концентрация аммиака (ʐ) в реакционной смеси связаны: . Для полноты реакции используют рецикл. Аммиак выделяют конденсацией сначала в воздушном холодильнике, а затем в конденсационной колонне при 2 – 5С. Процесс реализуется или в трубчатом реакторе с охлаждением или в многослойном с промежуточным теплообменом для поддержания оптимальной температуры.

В трубчатом катализаторе теплота отводится к свежей реакционной смеси. Газ поступает в трубки, нагревается и на выходе из них поворачивает противотоком в слой катализатора (межтрубное пространство). У трубок Фильда газ поступает во внутренние трубки, затем заворачивает в кольцевое пространство между внутренними и наружными трубками. Проходя его, газ нагревается от слоя катализатора и одновременно отдает часть теплоты газу во внутренних трубках. Т.о. нагрев осуществляется более плавно. В многослойном реакторе процесс проводится адиабатически в нескольких слоях с промежуточным охлаждением. Во всех типах ректоров обогрев газа в теплообменнике происходит потоком, выходящим из слоя катализатора. Холодный газ проходит в узком кольцевом пространстве вдоль стенок, предохраняя их от нагрева.

1-газоход после трубчатой печи,2-паросборник,3-дополнительная горелка, 4,5-котлы-утилизаторы,6-вспомогательный котел

36 Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление окисления диоксида серы.

Окисление диоксида серы. Обратимая экзотермическая реакция, протекает на катализаторе с уменьшением объема.

; .

Так как давление не сильно влияет на x_p в промышленности процесс проводят при давлении, близком к атмосферному. Катализаторы окисления готовят на основе оксида ванадия с добавкой щелочных металлов, нанесенных на оксид кремния.

Скорость реакции: , , A=0,8.

Состав и свойства образующихся соединений, а также энергия активации меняются с температурой. В промышленности приближение к теоретической оптимальной температуре реализуют в многослойном реакторе с адиабатическими слоями катализатора и промежуточным отводом теплоты. Охлаждение между слоями осуществляется с помощью теплообменников или поддувом холодного газа.

1-слои катализатора,2-промеж т/o,3-смеситель,4-внешний т/о

34.ХТС производства серной кислоты. Химическая и функциональная схемы. Физико-химические основы и аппаратурное оформление обжига серосодержащего сырья.

Химическая схема: 4FeS₂ +11O₂=2Fe₂O₃ + 8SO₂ (обжиг серного колчедана)

S₂ + 2O₂=2SO₂ (Или серы)

SO₂ + 1/2O₂=SO₃(Окисление диоксида серы)

SO₃ + H₂O=H₂SO₄(Абсорбция триоксида серы)

Функциональная схема:

1 – обжиг серосодержащего сырья; 2 – очистка и промывка обжигового газа; 3 – окисление SO₂; 4 – абсорбция SO3

Обжиг серосодержащего сырья. Обжиг пирита – сложный ф-х процесс, включает в себя ряд последовательно или одновременно протекающих реакций:

Термическая диссоциация: 2FeS₂=2FeS + S₂

Газофазное горение серы: S₂ + 2O₂=2SO₂

Горение пирротина: 4FeS + 7O₂=2Fe₂O₃ + 4SO₂

Cуммарная реакция: 4FeS₂ + 11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂

При небольшом недостатке или избытке кислорода: 3FeS₂ + 8O₂=Fe₃O₄ + 6SO₂

Термическое разложение пирита начинается уже при 200⁰С и одновременно воспламеняется сера. При температуре выше 680⁰С интенсивно протекают все 3 р-ции. В промышленности обжиг ведут при 850-900⁰С. Лимитирующая стадия – процесс массопереноса продуктов разложения в газовую фазу и окислителя к месту реакции. При этих температурах тв продукт размягчается, что определило способ проведения в 3 реактора

а) 1 – корпус 2 – полки 3 – скребки 4 – ось привода скребков; б) 1-корпус 2-теплоообменник

сначала использовали полочный реактор (а).Кусковой колчедан (тонкий создает значительное гидравлическое сопротивление и слипается) располагается на полках и воздух проходит через неподвижные слои. Для непрерывности процесса твердый мат-л передвигается

гребками, вращающмися на валу. Перемешивание от оси аппарата к стенкам предотвращает слипание. Свежий колчедан подается на верхнюю полку, огарок выводится снизу. Кол-во колчедана, проходящее ч/з единицу сечения реактора – не более 200 кг/(м2*ч). Скребки усложняют конструкцию, создается неоднородный температурный режим по полкам, трудный отвод тепла из зоны р-ции. Трудности теплосъёма не позволяют получить обжиговый газ с конц SO2 8-9%. Ограничение – нельзя исп-ть мелкие частицы, когда основной способ увеличения скорости превращения-дробление.

Подсистема обжига колчедана

1-тарельчатый питатель 2 – реактор кипящего слоя 3 – котел-утилизатор 4 – циклон 5 – электрофильтр.Мелкие ч-цы можно перерабатывать в кипящем слое(б). Пылевидный коолчедан подается через питатель в реактор. Окислитель (воздух) подается снизу через распределительную решётку со скоростью, достаточной для витания, что предотвращает слипание и улучшает контакт с газом, выравнивает температуру, обеспечивает подвижность тв мат-ла. Коэфт-т теплоотдачи от ПО слоя сравним с коэф-том от кипящей жидкости, тем самым обеспечен эффективный теплоотвод из зоны р-ции, управление температурным режимом и использование тепла р-ции. Интенсивность процесса – 1000 кг/(м2*ч), конц-ия SO2 в обжиговом газе – 13-15%. Недостаток – запыленность обжигового газа из-за мех эрозии подвижных тв ч-ц. требуется очистка газа от пыти в циклоне или электрофильтре.

35. ХТС производства серной кислоты из колчедана. Химическая и функциональная схемы. Физико-химические основы и аппаратурное оформление очистки и промывки обжигового газа.

Производство минеральных удобрений является крупнейшим потребителем серной кислоты.

Сырьевая база – это серосодержащие соединения, из которых с помощью обжига можно получить диоксид серы (природная сера и железный колчедан).

Химическая схема данного производства включает следующие реакции:Обжиг серного колчедана: 4FeS₂+11O₂ = 2Fe₂O₃+8SO₂;

Окисление диоксида серы: SO₂+1/2O₂ = SO₃;

Абсорбция триоксида серы: SO₃+H₂O = H₂SO₄.

Исходные вещества (минеральное сырье) содержат примеси, и поэтому функциональная схема включает еще стадию оч газа после обжига

1-обжиг серосод.сырья,2-очистка и промывка обжигового газа,3-окисление SO₂,4-абсорбция SO₃

Промывка газа после обжига. Газы обжига колчедана содержат примеси соединений фтора, селена, теллура, мышьяка и некоторых других элементов. Естественная влага сырья также переходит в газ. При горении образуется некоторое количество SO₃, возможно, и оксиды азота. Эти примеси приводят или к коррозии аппаратуры, или к отравлению катализатора, а так же сказываются на качестве продукта – серной кислоты, поэтому их удаляют в промывном отделении. В первой промывной башне 1 обжиговый газ охлаждается от 570-770К до 330-340 К, здесь же улавливаются остатки пыли. Для частичного поглощения химических примесей газ орошается 50-60%-ной серной кислотой. Разбавленная кислота образует в башне сернокислый туман с развитой поверхностью, что способствует лучшей абсорбции примесей. Обеспыленный газ отмывается 15-20%-ной кислотой от соединений As, F, Se во второй промывной башне 2, оснащенной насадкой. Частички тумана укрупняются, что облегчает их удаление вместе со сконденсировавшейся влагой в последующем мокром электрофильтре 3. Эта операция необходима, поскольку капли тумана содержат растворенные примеси и вызывают сильную коррозию оборудования. Окончательное удаление остатков влаги осуществляется в сушильной башне 4, орошаемой концентрированной серной кислотой. Очищенный газ поступает в турбогазодувку, обеспечивающую его транспортировку через систему.

37. Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление абсорбции триоксида серы.

Абсорбция триоксида серы:

Это последняя стадия процесса, в которой образуется серная кислота. Взаимодействие SO₃ с H₂O: SO₃+H₂O=H₂SO₄

Протекает достаточно интенсивно как в жидкой, так и в газообразной фазах. Кроме того, H₂SO₄ может растворять себе SO₃, образуя олеум. Олеум в отличие от серной кислоты не вызывает коррозии даже обычных сталей и является основным продуктом сернокислотного производства.

Схема абсорбции является двухстадийной:1-олеумный абсорбер,2-моногидратный абсорбер,3-холодильники,4-сборники кислоты,5-брызгоотделитель

Газ, содержащий SO₃после реактора проходит последовательно олеумный 1 и моногидратный 2 абсорберы. Другой компонент реакции (вода) подается противотоком в моногидратный абсорбер. За счет интенсивности циркуляции жидкости в ней можно поддерживать близкую у оптимальной концентрацию серной кислоты- 98%. Концентрационные условия абсорбции обеспечивают полное поглощение SO₃и минимальное образование сернокислотного тумана. Кислота их моногидратного абсорбера поступает в олеумный. В нем циркулирует 20%-й раствор SO₃ в серной кислоте, который частично отбирается как конечный продукт-олеум. Кислота из предыдущего абсорбера (могногидрат) также может быть продуктом.

Образование серной кислоты и абсорбции триоксидасеры-экзотермические процессы.

38. ХТС производства азотной кислоты. Химическая и функциональная схемы. Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление окисления аммиака и оксида азота.

Окисление аммиака. Физико-химические свойства процесса. Окисление аммиака – сложная необратимая экзотермическая каталитическая реакция. Аммиак окисляется до N₂ и NO. Превращения описываются двумя независимыми стехиометрическими уравнениями:

4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O +904кДж (6.15)

4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O +1269кДж (6.16)

В качестве катализатора используется платина или платино-палладий-родиевый сплав, содержание платины в котором находится в пределах 81-93%. Температура процесса 1100-1200К. В этих условиях практически не образуется закись азота N₂O. Из-за обратимости экзотермической реакции ее равновесие при температуре окисления аммиака сдвинуто влево, и диоксид азота также отсутствует.

Схема превращения отличается от системы стехиометрических уравнений (6.15)-(6.16): реакция окисления аммиака включает четыре частные реакции (этапа):

Данная схема была установлена экспериментально: подавая только NO на катализатор, наблюдали образование азота и кислорода по реакции 2NO=N₂+O₂; подавая смесь аммиака и NO, наблюдали образование азота по реакции 4NH₃+6NO=5N₂+6H₂O. Такая схема превращения дает экстремальную зависимость выхода оксида азота от времени превращения

1-воздушный компрессор,2-система окисления аммиака,3-компрессор нитрозных газов,4-система абсорбции нитрозных газов

Реакторы окисления: Аммиак смешивают с воздухом или в выносном смесителе, или в верхней части реактора через кольцевую щель, обеспечивающую равномерную подачу аммиака. Высокая конусная часть реактора служит для равномерного распределения потока по сечению, так как слой сеток очень тонкий и не может сам выравнивать поток.

При высокой температуре платина частично испаряется в виде оксида PtO₂.

Теплоту газов после окисления аммиака используют для выработки пара в котле-утилизаторе.

Окисление оксида азота – гомогенная обратимая экзотермическая реакция;

2NO+O₂ ⇆ 2NO₂

При температурах ниже 400К равновесие практически полностью сдвинуто в сторону образования NO₂. Данная реакция может протекать везде: в трубопроводах, теплообменниках и в других аппаратах. Установлено, что кинетическая модель отвечает стехиометрии реакции:

r = k₁P²_NOP_O2 – k₂P²_NO2

Давление значительно ускоряет реакцию, что также говорит в пользу его повышения в ХТС. Вследствие не очень высокой скорости реакции устанавливают окислитель – полый аппарат, обеспечивающий необходимое время пребывания реакционной смеси для завершения реакции.

Так как окисление NO – экзотермическая, необходимо дополнительное охлаждение нитрозного газа. При охлаждении конденсируется вода – ее образуется в 1,5 раза больше потребляемого аммиака. В результате взаимодействия конденсирующейся воды с нитрозным газом образуется азотная кислота. Целесообразно сократить время контакта газа с водой, для чего используют специальный скоростной теплообменник-конденсатор. Образующаяся в нем 30%-ная кислота направляется в соответствующее этой концентрации сечение абсорбционной колонны.

1-корпус,2-смеситель,3-распределитель,4-катализаторные сетки, 5-котел-утилизатор,6-взрывная мембрана, АВС-азотноводородная смесь, НГ-нитрозные газы

39. Физико-химические основы, технологическая схема и аппаратурное оформление абсорбции оксидов азота.

Абсорбция оксидов азота. 2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

HNO₃ = HNO₃ + NO + H₂O

Суммарно абсорбция представлена уравнением: 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO + Q

Для полноты поглощения в абсорбционной колонне необходим противоток жидкой и газовой фаз. Взаимодействие NO₂ с H₂O протекает быстро, так что между HNO₃ в жидкости и NO₂ в газе почти устанавливается равновесие. Последующее окисление NO протекает медленнее. В основном окисление образовавшегося NO протекает в газовой фазе. Так как одна реакция гетерогенная газожидкостная, а другая гомогенная, реактор образования азотной кислоты представляет абсорбционную колонну с переливными ситчатыми тарелками, пространство между которыми работает как газофазный окислитель основного количества выделившегося NO. Барбатаж в невысоком слое жидкости обеспечивает интенсивный массообмен с газом, способствуя и поглощению компонентов газовой смеси и тем самым образованию HNO₃ и жидкофазному окислению NO. Можно считать, что в абсорбционной колонне протекает превращение: 4NO₂ + 2H₂O + O₂ = 4HNO₃.4NH₃ + 8O₂ = 4HNO₃ + 4H₂O, следовательно на объем NH₃ расходуются 2 объема кислорода: на стадии окисления с воздухом подается 1,8 объема и остальной подается в абсорбционную колонну. Для отвода теплоты реакции на тарелках установлены плоские змеевиковые холодильники с циркулирующей водой.

1-ситчатые тарелки,2-теплообменные элементы,3-брызгоотбойники

Производство HNO₃

Сырьем процесса служат синтетический аммиак, кислород воздуха и вода. Протекают следующие реакции:

Окисление аммиака кислородом воздуха: 4NH₃+5O₂= 4NO+6H₂O+Q₁; (6.12)

Окисление оксида азота до диоксида азота: 2NO+O₂=2NO₂+Q₂; (6.13)

Поглощение диоксида азота водой с образованием азотной кислоты: 3NO₂+H₂O= 2HNO₃+NO+Q_3. (6.14)

Одновременно с третьей реакцией проводят вторую, с тем, чтобы весь NO₂ превращался в азотную кислоту. Все реакции экзотермические.

Функциональная схема будет включать подсистемы окисления аммиака, последующее охлаждение газов, окисление оксида азота и абсорбцию образующихся нитрозных газов водой.

1-окисление аммиака,2-охлаждение газов, 3-окисление оксида азота, 4-абсорбция