Цель: Рассчитать материальный баланс установки синтеза аммиака

Теоретические основы

     Синтез аммиака описывается уравнением: 

     N₂ + 3H₂ « 2 NH₃ +Н

     Это обратимый гетерогенный каталитический процесс, протекающий с выделением теплоты и значительным уменьшением объема. По принципу Ле Шателье для увеличения выхода аммиака (смещения равновесия вправо) необходимо повышение давления и понижение температуры. 

     Равновесный выход аммиака с уменьшением температуры увеличивается, но при этом падает скорость реакции. В промышленных условиях для ускорения процесса синтез аммиака проводят при 450-520⁰С в присутствии катализатора.

     Из существующих катализаторов наибольшую активность проявляют контактные массы на основе пористого железа с добавлением промоторов Al₂O₃, K₂O, CaO, MgO и SiO₂. Однако под воздействием высокой температуры и каталитических ядов железный катализатор быстро теряет свою активность, поэтому для увеличения срока службы катализатора азотно-водородную смесь перед синтезом тщательно очищают от каталитических ядов. Срок службы железного катализатора составляет два года.

Цель: Научиться составлять материальный и тепловой балансы трубчатой печи для конверсии природного газа в производстве водорода.

Теоретические основы

     Наиболее перспективным методом получения водорода является конверсия метана. Конверсия метана до водорода осуществляется в две стадии. Первая стадия – конверсия метана на никелевом катализаторе при 850-900⁰С:

СН₄ + Н₂О ® СО + 3Н₂

Цель: Составить и рассчитать материальные балансы производства серной кислоты методами сухого и мокрого катализа.

Теоретические основы

     · Производство серной кислоты методом «сухого» катализа.

     Сырьем является сера. При получении серной кислоты из серы в контактный аппарат не поступают водяные пары, поэтому этот метод получил название метода «сухого» катализа.

     Рассмотрим технологическую схему получения серной кислоты методом «сухого» катализа.

Цель: Составить и рассчитать материальный и тепловой балансы производства серы

Теоретические основы

     При температуре 523К сероводород воспламеняется и горит с образованием диоксида серы и воды, а при недостатке кислорода – серы и воды:

           2H₂S + О₂ = 2S + 2H₂О              (1)

Цель: Составить и рассчитать материальный и тепловой балансы производства синтез-газа паро-кислородной конверсией метана.

Теоретические основы

     В настоящее время для получения синтез-газа широко используют метод конверсии метана. Конверсию можно проводить в водяным паром, с диоксидом углерода и с кислородом (окислительная конверсия).

СН₄ + Н₂О « СО + 3Н₂

СН₄ + СО₂ « 2СО + 2Н₂

СН₄ + 0,5О₂ « СО + 2Н₂