Đề tài kỹ thuật sản xuất nh3

LOGO LOGO GIỚI THIỆU CHUNG AMƠNIĂC LÀ GÌ? Amơniăc chất khí khơng màu có mùi khó chịu Thuật ngữ 'amơniăc' có nguồn gốc từ liên kết hố học có tên 'clorua ammoni' tìm thấy gần đền thờ thần Mộc tinh Ammon Ai Cập Người chế amôniăc nguyên chất nhà hố học Dzozè Prisly.Ơng thực thành cơng thí nghiệm vào năm 1774 người ta gọi amơniăc 'chất khí kiềm' GIỚI THIỆU CHUNG Tính chất vật lí Amơniăc chất khơng màu, mùi khai xốc, nhẹ khơng khí (Khối lượng riêng D = 0,76g/l Amơniăc hố  lỏng -34 C và hố rắn -780C Trong số khí, amơniăc tan nhiều nước.1 lít nước 200C hồ tan 800 lít NH3 Hiện tượng tan nhiều giải thích có tương tác NH3 H2O, chất có phân tử phân cực N 0.102m 1070 H H H GIỚI THIỆU CHUNG Tính chất hóa học N2 + H2 to Muối NH4 + + acid NH3 +H2O Oxi Hoá N2 + H2O N2 + HCl NH4 + OH - LOGO ỨNG DỤNG CỦA NH3 Hợp chất nitơ ứng dụng rộng rải dể sản xuất thuốc thuốc nhuộm, chất dẻo, thuốc chữa bệnh.v.v ngồi hợp chất nitơ cịn dùng để sản xuất chất cháy, chất nổ Từ NH3 người ta diều chế axit HNO3 phân đạm ỨNG DỤNG CỦA NH3 Làm phân bón NH3 xem thành phần phân bón NH3 bón trực tiếp lên ruộng đồng cách trộn với nước tưới mà khơng cần thêm q trình hố học  NH3 tác dụng với acid (HCl, HNO3 …) tạo muối thành phần phân bón hố học Amơni Sunphat loại phân bón tốt Amôni Nitrat sử dụng loại phân bón cịn dạng thuốc nổ ỨNG DỤNG CỦA NH3 Điều chế acid nitrit Nguyên lý chung - Ðiều chế acid nitric phương pháp oxi hóa khí amôniăc ,được tiến hành qua giai đoạn:  Oxi hóa amơniăc thành NO 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O xúc tác hợp kim Pt - Rh (5 - 10% Rh)  Ðiều chế acid nitric 2NO + O2  NO2 Hấp thụ NO2 nước tạo thành acid nitric :   3NO2 + H2O  2HNO3 + NO Hấp phụ bẳng dung dịch amiac - đồng Rửa dung dịch amoniac – đồng p =(1 – ).107n/m2 , t = – 250c(nhiệt độ thấp dễ xảy tượng kết tinh dung dịch) Thường sử dụng dung dịch đồng – amniac aicd yếu : axetic (axetat) cacbonic (cacbonat) muravic Phương pháp hyro hóa Xúc tác niken (phủ lên oxit nhơm ) t= 200 – 4000c CO + 3H2  CH4 + H2O CO2 +4 H2  CH4 + 2H2O Rửa khí nitơ hóa lỏng Hydro hóa xúc tác (khi hàm lượng co thấp) Ngưng tụ tạp chất phương pháp làm lạnh sâu Làm khí khỏi CO Biện pháp ngưng tụ phân đoạn cách làm lạnh sạu dùng để phân chia khí cốc hóa hỗn hợp có thành phần phức tạp Biện pháp ngưng tụ phân đoạn cách làm lạnh sạu dùng để phân chia khí cốc hóa hỗn hợp có thành phần phức tạp LOGO N2 +3H2  2NH­3 + Q Giá trị hiệu ứng nhiệt 5000C ứng với giá tri áp suất khác có giá trị khác phản ứng giảm thể tích Theo Le – Shatelia P tăng , cân sang phải , tốc độ tăng lên nhiều nên lượng Q tỏa lớn Cơ sở lý thuyết tổng hợp NH3 Q trình tổng hợp NH3 sử dụng chất xúc tác như: Fe(chứa kích hoạt Al2O3, K2O, CaO), Pt, Oc, Mg,W ,U, Rh… Để chuyển cân phía tạo NH3 cần phải có áp suất cao nhiệt độ thấp Tuy nhiên nhiệt độ cao tốc độ phản ứng tổng hợp NH3 xảy chậm không sử dụng xúc tác Khuếch tán N2và H2 từ dịng khí đến bề mặt hạt xúc tác mao quản hạt Hấp phụ hóa học khí lên chất xúc tác Động học trình tổng hợp NH3 Giải hấp phụ (nhả hấp phụ) NH3 khuyếch tán vào thể tích pha khí Tác dụng N2và H2 bề mặt xúc tác Lúc N2 thu điện tử xúc tác , cịn hyro cho xúc tác điện tử để bù đắp tổn thất điện tử xúc tác Kết tạo thành hợp chất hóa học bề mặt :imit NH,amit NH2, amiac NH3 Mức độ cao hỗn hợp khí vào H2 – N2 để tẩy chất độc xúc tác trơ giữ tỷ lệ N2/H2≈ 1/3 Nhiệt độ tối ưu trình theo chiều dài vùng xúc tác Thiếi bị tổng hợp NH3 Hoàn thiện cấu thiết bị tiếp xúc Giảm hàm lượng NH3 cửa vào thiếi bị tiếp xúc Trong công nghiệp sản xuất NH3,thường dùng áp suất từ 1.107 đến 1.108N/m2 Phụ thuộc vào áp suất chia thành hệ: + áp suất thấp 1.106 ÷ 15.106 N/m3 + áp suất trung bình (25÷60).106 N/m3 +áp suất cao (60÷100) 106 N/m3 Phương pháp công nghiệp để tổng hợp NH3 Hệ áp suất trung bình Đây hệ áp dụng rộng rãi điều kiện giải thành công vấn đề tách NH3 với tốc độ trình đủ lớn thiết bị tiếp xúc Sơ đồ công nghệ tổng hợp Amoniac áp xuất thấp Sự phụ thuộc hàm lượng NH3 hỗn hợp N2,H2 hồi lưu vào nhiệt độ áp suất đưa hình sau: Qua hình vẽ ta thấy : áp suất tăng, nhiệt độ giảm lượng NH3 hỗn hợp hồi lưu giảm, tức độ chuyển hóa cân thấp tổng hợp (2) tăng Hàm lượng NH3 tính cơng thức thục nghiệm sau: Ở đây, C’-hàm lượng NH3 hỗn hợp khí N2,H2 tính % thể tích THÁP TỔNG HỢP NH3 Hình 55 : Tháp tổng hợp NH3 áp suất trung bình 1.Nấp đậy 2.Thân Tháp 3.Hộp xúc tác 4.Các ống trao đổi nhiệt 5.Lớp cách nhiệt 6.Ghi lò 7.Ống trung tâm 8.Bộ phận trao đổi nhiệt Năng suất tháp tổng hợp NH3 tính: Ở đây: G – suất tháp, kg/h V – vận tốc thể tích khí, m3/s V – thể tích xúc tác, m3 C1 – nồng độ NH3 hỗn hợp N2,H2 cửa vào,% C2 - nồng độ NH3 ra,% 0.771 – tỉ trọng NH3, kg/ m3 Thời gian làm việc lớp xúc tác phụ thuộc vào mức độ làm khơng khí, thơng thường gần năm Sơ đồ công nghệ đại tổng hợp Amoniac LOGO Phương hướng phát triển công nghiệp NH3 Tăng công suất dây chuyền cơng suất liên tục tăng: 50÷60 tấn/ngày 1955 100 tấn/ngày 1960 1000 tấn/ngày 1970 1500 tấn/ngày1977 3000 tấn/ngày Vấn đề đặc phải chế tạo thiết bị có suất cao Trên thực tế người ta quan tam đến tâng sơi Trong lị tầng sơi diện tích bề mặt tiếp xúc chất xúc tác với khí tăng lên, cải thiện chế độ nhiệt xúc tác cường hóa q trình Điện tiêu tốn nhiều (1250 kWh/tấn NH3 dây chuyền áp suất trung bình) chủ yếu dùng vào việc nén khí Vì có hướng dùng áp suất thấp , áp suất thấp mức chuyển hóa cân giảm phải dùng nhiệt độ thấp, mà nhiệt độ thấp tốc độ chậm, chí phản ứng khơng tiến hành được, vỉ phải tìm chất xúc tác có khả làm việc nhiệt độ thấp cho hiệu cao bị ngộ độc TÀI LIỆU THAM KHẢO http://vi.wikipedia.org Kỹ thuật hóa học đại cương _ TS Nguyễn Thị Diệu Vân http://tailieu.vn http://youtube.com LOGO ... LOGO ỨNG DỤNG CỦA NH3 Hợp chất nitơ ứng dụng rộng rải dể sản xuất thuốc thuốc nhuộm, chất dẻo, thuốc chữa bệnh.v.v ngồi hợp chất nitơ cịn dùng để sản xuất chất cháy, chất nổ Từ NH3 người ta diều... HNO3 phân đạm ỨNG DỤNG CỦA NH3 Làm phân bón ? ?NH3 xem thành phần phân bón NH3 bón trực tiếp lên ruộng đồng cách trộn với nước tưới mà khơng cần thêm q trình hố học  NH3 tác dụng với acid (HCl,... nitric :   3NO2 + H2O  2HNO3 + NO ỨNG DỤNG CỦA NH3 ? ?Kỹ nghệ làm lạnh NH3 chất thay CFCs, HFCs chúng độc bắt cháy Trong phịng thí nghiệm phân tích NH3 xem hỗn hợp khí chuẩn cho việc kiểm sốt phát