Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Цех синтеза аммиака с подробной разработкой отделения сероотчистки природного газа

Содержание:

Введение. 4

1.
Теоретический обзор. 5

1.1 Назначение и
теоретические основы проектируемого процесса. 5

1.2 Характеристика
качества сырья и готовой продукции. Применение готовой продукции. 8

1.3 Подробное описание
технологического процесса. Нормы технологического режима. 15

1.4 Аналитический
контроль процесса. 22

1.5 Автоматизация
технологического процесса. 26

2.
Разработка технологии и расчет основных аппаратов производства АММИАКА.. 29

2.1.
Разработка принципиальной схемы цеха по синтезу аммиака. 29

2.2.
Технологический процесс. 36

2.2.1.
Комприрование природного газа. 36

2.2.2.
Сероочистка. 37

2.2.3.
Риформинг природного газа. 38

2.2.4.
Конверсия монооксида углерода. 39

2.2.5.
Очистка от диоксида углерода. 41

2.2.6.
Метанирование. 41

2.2.7.
Компрессия синтез-газа. 42

2.2.8.
Синтез и выделение аммикака. 42

2.2.9.
Отправка технологического конденсата. 43

2.2.10.
АХУ.. 44

2.3
Расчет материального баланса. 46

2.4.
Расчет реактора синтеза метанола. 53

2.4.1.
Тепловой расчет и тепловой баланс основного аппарата. 53

2.4.2
Расчет гидравлического сопротивления изотермического реактора синтеза метанола. 56

2.5.
Подбор оборудования. 57

3
Охрана окружающей среды.. 64

3.1
Общие сведения. 64

3.2.
Экологическая характеристика технологической схемы.. 65

3.3.
Переработка и обезвреживание газообразных отходов. 67

3.4.
Переработка и обезвреживание жидких отходов. 67

3.5.
Переработка и обезвреживание твердых отходов. 67

3.6.
Экономическая оценка природоохранных предприятий. 67

4.
Охрaнa труда. 70

4.1
Опасные и вредные производственные факторы на основных стадиях выполняемой
работы.. 70

4.2
Основные физико-химические, токсические и пожаро-взрывоопасные свойства
используемых в работе веществ. 70

4.3
Режим личной безопасности. 73

4.4.
Производственная санитария. 73

4.5
Техника безопасности. 76

Заключение. 78

Список использованных источников  79

Введение:

Процесс синтеза аммиака обеспечивает более широкое исследование
эффективности метода фильтрации. Подробная модель реактора, состоящая из системы
дифференциальных алгебраических уравнений, была предложена Murase  и др. (1970) и используется в качестве ODM в схеме
синтеза. Эта модель учитывает конкретную кинетическую информацию для реакции синтеза
аммиака. Уравнения теплопередачи и уравнения скорости были дискретизированы с коллокацией
Радау IIa (Ашер и Петцольд, 1998). Полученная система уравнений была решена в IPOPT
(Wächter and Biegler, 2006).

Остальная часть процесса синтеза аммиака, состоящего из трех
компрессоров, четырех теплообменников и двух вспышек, моделируется с помощью кубического
уравнения термодинамики состояния в рамках системы оптимизации процессов. Цель состояла
в том, чтобы максимизировать доход от продажи продукции за вычетом коммунальных
расходов. Наибольшая стоимость коммунальных услуг исходит от охлаждения между выходом
реактора и последовательностью вспышки. Подробная модель реактора отражает сложный
компромисс между температурой, давлением, составом и конверсией. Эти отношения усугубляются
задачей достижения разделения по спецификациям либо путем дешевого мгновенного разделения,
либо с помощью дорогого охлаждения. Существует очевидный потенциал для оптимизации,
чтобы помочь сбалансировать эти компромиссы.

Заключение:

В рамках данной работы предложена эффективная технология совместного
синтеза аммиака с разработкой отделения сероочистки. Выполнены необходимые расчеты
основных аппаратов, позволяющие подтвердить эти выводы. Предложенная технология
позволит гибко изменять производительность производства метанола или аммиак в связи
с экономической конъюктурой, предложена производительная аппаратура для осуществления
процесса. Применение технологии добиться увеличения прибыли от переработки газа
на крупнотоннажных производствах, снизит техногенную нагрузку на окружающую среду.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретический обзор

1.1 Назначение
и теоретические основы проектируемого процесса

Аммиак имеет решающее значение в производстве удобрений, и является
одним из крупнейших в мире синтетических химических веществ, производимых в мире.
В этой статье рассматривается эволюция производства аммиака и описываются современные
технологии производства.

У большинства людей резкий запах аммиака (NH 3) ассоциируется
с чистящими средствами или пахнущими солями. Однако использование аммиака в этих
двух продуктах составляет лишь небольшую долю от общего мирового производства аммиака,
которое в 2014 году составило около 176 миллионов метрических тонн.

Аммиак известен уже более 200 лет. Джозеф Пристли, английский
химик, впервые выделил газообразный аммиак в 1774 году. Его состав был установлен
французским химиком Клодом Луи Бертолле в 1785 году. В 1898 году Адольф Франк и
Никодем Каро обнаружили, что N2 может быть зафиксирован карбидом кальция
с образованием цианамида кальция, который затем может быть гидролизован водой с
образованием аммиака:

CaO + 3C ↔ CaC2 + CO

CaC 2 + N 2
↔ CaCN 2 + C

CaCN 2 + 3H
2 O ↔ CaCO 3 + 2NH 3

Производство значительных количеств аммиака с использованием
цианамидного процесса не происходило до начала 20го века. Поскольку этот процесс
требовал большого количества энергии, ученые сосредоточили свои усилия на снижении
потребности в энергии.

Немецкий химик Фриц Хабер выполнил одну из самых важных работ
в развитии современной аммиачной промышленности. Работая со студентом в университете
из Карлсруэ он синтезировал аммиак в лаборатории из N2 и H2.