Шпаргалка по "Товароведению"

33 Технологич. основы пр-ва серной  кислоты.Технико-экон.оценка сырья  и способов пр-ва серной кислоты.

Производство  серной кислоты — одной из самых  сильных и дешевых кислот — имеет важное народнохозяйственное значение, обусловленное ее широким применением в различных отраслях промышленности.

Безводная серная кислота (моногидрат)—тяжелая маслянистая жидкость (плотность при 20 °С 1830 кг/м³, температура кипения 296,2 °С при атмосферном давлении; температура кристаллизации 10,45 °С). Она смешивается с водой в любых соотношениях со значительным выделением теплоты (образуются гидраты). В серной кислоте растворяется оксид серы. Такой раствор, состав которого характеризуется содержанием свободного SОз, называется олеумом.

Серная кислота  используется для производства удобрений — суперфосфата, аммофоса, сульфата аммония и др. Значителен ее расход при очистке нефтепродуктов, а также в цветной металлургии, при травлении металлов. Особо чистая серная кислота используется в производстве красителей, лаков, красок, лекарственных веществ, некоторых пластических масс, химических волокон, многих ядохимикатов, взрывчатых веществ, эфиров, спиртов и т. п.

Производится  серная кислота двумя способами: контактным и нитрозным (башенным). Контактным способом получают около 90 % от общего объема производства кислоты, так как при этом обеспечивается высокая концентрация и чистота продукта.

В качестве сырья  для производства серной кислоты  применяются элементарная сера и серный колчедан; кроме того, широко используются серосодержащие промышленные отходы.

Серный колчедан характеризуется содержанием серы 35...50 %. В залежах серного колчедана  часто присутствуют сульфидные руды, которые используются в производстве цветных металлов (Си, Zn, Pb и др.).

Сульфидные  руды подвергаются обжигу, в процессе которого образуются сернистые газы, используемые для производства серной кислоты. В настоящее время сырьем для ее производства служат сероводородные газы, образующиеся при переработке нефти, коксовании углей, а также получаемые при очистке природного газа.

Наиболее  просто производство серной кислоты из серы, выделяемой из самородных руд или из побочных продуктов  ряда производств (газовой серы). Однако   стоимость кислоты, получаемой из серы, выше, чем из колчедана. Кроме того, сера необходима для производства резины, спичек, сероуглерода, ядохимикатов, лекарственных препаратов и т. д.

На современном  этапе обеспечение промышленности серосодержащим сырьем предусматривается  за счет разработки природной и получения попутной серы. В цветной и черной металлургии, газовой и нефтехимической промышленности серу получают из газоконденсатов. Поэтому увеличивается выпуск флотационного колчедана на предприятиях цветной металлургии.

Разрабатывается технология переработки новых видов сырья: сульфатизирующий обжиг коллективного сульфидного концентрата Соколовско-Сарбайского комплекса и обжиг некондиционного колчедана.

Процесс получения  серной кислоты контактным способом значительно упрощается, если в качестве сырья для получения SO применять серу, почти не содержащую мышьяка, или сероводород, получаемый при очистке горючих газов и нефтепродуктов. При использовании в качестве сырья выплавленной серы процесс производства серной кислоты включает три стадии: сжигание серы в форсуночных печах; окисление диоксида серы в триоксид в контактных аппаратах; абсорбцию триоксида серы.

Промышленность  выпускает техническую, аккумуляторную и реактивную серную кислоту. Эти виды кислоты отличаются по назначению и содержанию основного компонента и примесей.

Перспективными  в отношении улучшения технико-экономических  показателей производства серной кислоты являются системы сухой очистки газа. Классический контактный способ ее производства включает ряд противоположных процессов: горячий обжиговый газ охлаждается в очистном отделении, затем вновь нагревается в контактном; в промывных башнях газ увлажняется, в сушильных — тщательно осушается. В СССР на основе научных исследований создан новый процесс производства серной кислоты — сухая очистка (СО). Основная особенность процесса СО состоит в том, что после очистки от пыли горячий обжиговый газ без охлаждения, промывки и сушки направляется непосредственно в контактный аппарат. Это обеспечивается таким режимом работы обжиговых печей со взвешенным (кипящим) слоем колчедана, при котором значительная часть соединений мышьяка адсорбируется огарком. Таким образом, вместо четырех этапов классического процесса СО включает только три, за счет чего капиталовложения снижаются на 15...25 %, себестоимость серной кислоты — на 10...15%.

Намечено  увеличение мощностей действующих  и строящихся предприятий по производству серной кислоты контактным способом при небольших дополнительных затратах. Это будет достигнуто за счет повышения концентрации SО2 в перерабатываемых газах, а также внедрения короткой схемы при переходе с обжига колчедана на сжигание серы. В целях совершенствования аппаратурного оформления процесса разработан контактный аппарат с параллельными слоями катализатора (металлоемкость его стала ниже на 25 %). Применение кожухотрубных холодильников с анодной защитой позволит продлить срок их службы до 10 лет.

Технология  производства серной кислоты нитрозным способом обновляется за счет совершенствования башенных систем. Расчеты показывают, что по сравнению с контактным способом переработки газов, полученных при обжиге колчедана в воздухе, при нитрозном способе и установке аналогичной мощности (180 тыс. т в год) капитальные затраты снижаются на 43,6 %, себестоимость переработки сернистых газов — на 45,5, приведенные затраты — на 44,7 и трудоемкость — на 20,2 %.

Крупные потребители  серной кислоты должны производить ее на своих предприятиях вне зависимости от ведомственной принадлежности, это позволит в 3 раза сократить загрузку железнодорожного транспорта и потребность в цистернах.

Увеличится  использование в производстве минеральных удобрений отработанных серных кислот после их очистки и регенерации.

34.Технологические  основы производства азотной  кислоты. Технико-экономическая  оценка способов и установок  для производства азотной кислоты. Производство азотной кислоты является одним из самых крупнотоннажных процессов современной химической промышленности. Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платино-родиевых катализаторах до смеси оксидов азота (нитрозных газов), с дальнейшим поглощением их водой.Концентрация полученной таким методом азотной кислоты колеблется, в зависимости от технологического оформления процесса от 45 до 58 %.Дальнейшей дистилляцией может быть получена т. н. «дымящая азотная кислота», практически не содержащая воды. Методы производства разбавленной азотной кислоты могут быть подразделены на три основные группы: производство под атмосферным давлением, 
производство под повышенным давлением и комбинированные методы производства азотной кислоты (окисление аммиака производится под атмосферным давлением, абсорбция под повышенным давлением).

35. Минеральные  удобрения, их классификация.  Технологические основы производства  азотных удобрений.

 Удобрениями называются вещества, содержащие элементы, необходимые для питания растений и вносимые в почву с целью получения высоких устойчивых урожаев. Удобрения класс-ют по ряду признаков. По происхождению удобрения подразделяются на минеральные, органические, органоминеральные и бактериальные. К минеральным относятся неорганические в-ва, в основном минеральные соли. Органические (навоз, фекалии, солома, торф). Органоминеральные – смеси различных органических и минеральных удобрений. Бактериальные содержат некоторые культуры микроорганизмов, способствующие накоплению в гумусовом слое усвояемых форм пит. элементов. По составу мин. удобрения подразделяются на азотные, фосфорные, калийные и микроудобрения. По содержанию главных питательных элементов бывают простые  и комплексные. При содержании пит. в-в более 33%-концентрированные удобрения, более 60%-высококонцентрированные. По назначению и срокам внесения : основные(вносимые до посева), припосевные(во время посева),подкормки. По степени растворимости :водорастворимые и водонерастворимые. Технологические основы производства азотных удобрений: Промышленностью выпускаются следующие виды азотных удобрений: аммиачные, нитратные, аммиачно-нитратные. По агрегатному состоянию азотные удобрения бывают твёрдые и жидкие. Самая распространённая из аз. уд. является аммиачная селитра и карбамид(мочевина).Они хорошо водорастворимы и хорошо усваиваются растениями.  Аммиачная селитра является безбаластным удобрением, содержащим до 35% азота в аммиачной и нитратной формах. Это удобрение можно использовать для любых с/х культур и почв. Есть недостатки нитрат аммония: его гранулы сильно гигроскопичны и поэтому расплываются на воздухе, слёживаются при хранении, трудно вносимые в почву, огне- и взрывоопасен.Тех. процесс включает: нейтрализацию разбавленной азотной кислоты аммиаком; упаривание раствора нитрата аммония; кристаллизацию нитрата аммония; гранулирование и охлаждение сплава; рассев гранул на товарные фракции. Карбамид относится к ценным азотным удобрениям, содержащим до 46% азота. Его применяют также как азотную добавку в корм скоту. Высокая концентрация азота, ценные физико-химические св-ва, малая слеживаемость, низкие расходы на хранение и транспортирование сделали карбамид основным азотным удобрением. Сырьём для производства карбамида является аммиак и диоксид углерода. Тех. проц. включ.: синтез карбамида; упаривание раствора карбамида до плава; кристаллизация или гранулирование плава; фильтрация кристаллов; рассев гранул на товарные фракции.

36. Значения  минеральных удобрений для интенсификации с/х производства. Технологические основы производства фосфорных удобрений. Общий прирост урожайности с/х культур от внесения удобрений на 2/3 зависит от минеральных. Внесение минеральных удобрений - это прежде всего прямая компенсация потерь минеральных веществ почвы после извлечения их урожаем. Внесение минеральных удобрений непосредственно отражается на физических, химических и биологических свойствах почвы и может привести к ее оздоровлению или наоборот, к заболеванию. Удобрения повышают плодородие почвы (её питательный, водный, тепловой и воздушный режимы), улучшают химические, физико-химические, физические и микробиологические свойства. К фосфорным удобрениям относятся природные фосфаты и продукты их переработки. В отличие от других видов минеральных удобрений, фосфорные обладают разной растворимостью, по которой  делятся на водорастворимые;растворимые в орган. кислотах или усвояемые; нерастворимые или растворимые только в сильных мин.кислотах. По содержанию пит. элем. фосфор. удоб. бывают концетрир-ые(более 30%) и неконцентр-ые(менее 30%). Методы переработки фосфорн.сырья бывают механические и химические. Механической обработкой получают простейшее фосф. уд- фосфоритную муку. При хим. переработке происходит превращение исходного фосфоросодержащего сырья в такие соединения фосфора, которые легко усваиваются растениями и являются высококонцентрированными. Важнейшими фосфорными удобрениями являются простой и двойной суперфосфаты,которые выпускаются в виде порошка или гранул. Простой суперфосфат  получают камерным методом при разложении природных фосфатов серной кислоты. Стадии пр-ва : смешение апатитового концентрата или фосфоритной муки с серной кислотой; разложение сырья при химическом взаимодействии исходных компонентов с образованием суперфосфата и фосфогипса; отверждение получаемой суспензии в суперфосфатной камере; дозрение суперфосфата на складе дообработки; дробление простого суперфосфата; грохочение; гранулирование простого суперфосфата. Двойной суперфосфат более концентрированный чем простой. Его получают путём разложения природных фосфатов фосфорной кислоты. Пр-во осущ. двумя методами: камерным и поточным. Стад. пр-ва: смешение апатитового концентрата или фосфоритной муки с 32%-ой фосфорной к-той.; разложение фос.сырья в реакторе-смесителе; сушка в распылительной сушилке и получение порошкообразного удобрения; гранулирование; сушка грунул;рассев гранул на грохоте и получение товарной фракции двойного суперфосфата.

37.Направления развития минеральных удобрений. Технологические основы производства калийных удобрений. Калийные мин. уд. представляют собой природные или синтетические соли и содержат питательный элемент в форме иона калия. Кал.уд. подразделяются на хлоросодержащие и бесхлорные. Все кал. уд. растворимы в воде. Их выпускают в порошкообразном и гранулированном виде. В общем ассортименте калийных удобрений около 94% приходится на хлорид калия, содержащий 92-95% KCL. В качестве сырья для получения калийных удобрений в нашей стране используется сильвинит-минерал(смесь сильвина и галита). Получают хлористый калий из сильвинита двумя осн. способами: химическим, основанным на разkbxyjq hfcndjhbvjcnb KCL и NaCL  при разных t; физическим, основанным на различной смачиваемости KCL и NaCL. Упрощённая схема получения KCL из сильвинита галургическим методом включает следующие основные стадии: дробление и усреднение руды по гранулометрическому составу; растворение хлорида калия из сильвинита горячим оборотным раствором; отделение горячего щелока от твёрдой фазы отстаиванием и его осветление; охлаждение раствора и кристаллизация из него хлорида калия; фильтрование суспензии и отделение концентрата хлорида калия; сушку концентрата хлорида калия;нагревание оборотного раствора и возвращение его на стадию выщелачивания сильвинита. В флотационном методе получения хлорида калия используется различная способность к смачиваемости водой частичек NaCL и KCL38. Знач-ие топливной пром-сти. Спос-бы перераб-ки топлив. Топливо – в-во, прир-ого или иск-ного происх-ния, превращением кот получают большие кол-ва энергии. По виду высвобожд-ой энергии топливо делят на ядерное и хим. В свою оч-дь хим топливо подразд-ют на органич-ое и металлосодер-ее  (исп-ся в реактивных двиг-лях). В наст время 80% энергии получают при сжигании органич топлива.

По огрегат. сост-ию: жидкое, твердое, газообр-ое. По происх-ию: естеств-ое, искусст-ое. Кислород, сера и азот –  внутрен-ий балласт топлива. Зола и  вода – внешний балласт топлива. Важн-шей хар-кой любого топлива  явл-ся теплота сгорания – кол-во тепла, кот выделяется при полном сгорании ед-цы массы жидкого и твердого топлива или ед-цы объёма газообр топлива. Каждый вид топлива имеет разный состав, хим., физ св-ва, а след-но и различн теплоту сгорания, поэтому для удобства сравн-ия отд. видов топлива, подсчета запасов, замены од-го топлива др-им устан-лен эталон – условное топливо, теп-та сгор-ия кот для тв и жид-го топлива принята равной 29307 кДж/кг. Способы перераб-ки топлив. Топливо применяют для получ тепловой энер-ии. Ископ. топлива содержат огромное кол-во разнообр. в-в при исп-нии кот можно получить гораздо больший эк эф-кт, чем при сжигании. Для полного и эк-го исп-ния топлива в нархозе его предварит перераб-ют, получая при этом не только более эф-ное и высококач., искусств.  топливо(кокс, бензин), но и сырье хим пром-сти. Способы перераб-ки топлив зависят от его агрег сос-ния и происх-ния , а также от назнач-ия получ-ия продуктов. Известные сп-бы перераб-ки топлви условно подразд. на 2 группы (физ и хим сп-бы). Физ сп-бы исп-ют для разд-ния топлива на сост-ные компоненты. К этим сп-бам отн-ся: - перегонка(проц-с разделения смеси взаимнораствор-х жидкостей на фракции, кот различ-ся по t кипения). При перег-ке смесь нагрев-ся до кипения и частично испар-ся. Получ-мые пары отбираются и конденсир-ся; - ректификация (проц-с разделения жидк-ей, различ-ся по t кипения за счет противоточного многократ-ого контактир-ия паров и жид-ей.) Этот проц-с осущ-ся в вертик цилиндр. апп-ах (ректифик-ных колоннах) в кот имеются спец устр-ва ректиф. тарелки)кот позв-ют создавать тесный контакт м/у паром, поднимающ-ся вверх по колонне и жид-тью, стек-щей вниз. Хим. проц-сы: - газификация топлива(проц-с термич превращ-я тв топлива в горючие газы путем частич-го окисления под дейтс-ем газифицир-их агентов:воздух, кисл-д,водяной пар и их смеси). В проц-се газиф-ии малоценное многозольное тв топливо превращ-ся в газообр-ное, кот можно исп-ть или как тполвио или как сырье для хим пром-сти); - гидриров-ние(проц-с термич. превращ-я топлив, протек-ий под высоким давл-ем подорода 20-70 МПа в присутствии катал-ров. Провод-ся с целью получ-я мах кол-ва искуст. жидких топлив более богатых водородом, чем исходное топ-во);- сухая перегонка(пиролиз)- проц-с термич разлож-ия топлива без доступа воздуха. Этим сп-бом перераб-ют тв топлива, а также жид-ие. В рез-те сложных физ-хим проц-ов орган-ая часть топлива превращ-ся в тв продукт (кокс, полукокс, торфяной кокс) и летучие прод-ты, сост-ие из смеси газов и паров жид-их прод-ов. Разновид-ми сухой перег-ки ископ-ых углей явл-ся коксование и полукокс-ие. Коксование- разновид-ть пиролиза, в ходе кот осущ-ся высокоt-ое (до 1100С) разлож-ие ископ-ых углей без доступа воздуха. Прод-ми кокс-ния явл-ся каменно-угл-ный кокс, кот исп-ся в доменном произ-ве и коксовый газ, кот отлич-ся от др искусств газов высокой теплотой сгор-ия, большим содер-ием ценных комп-тов. Полукокс-ие – низкоtный (до 550С) разгож-ие углей без доступа воздуха. Осн цель проц-са- получ-ие смолы, кот перераб-ют на жид-ое топливо.