ЗМІСТ
Вступ
1. Завдання
2. Виробництво карбаміду
3. Матеріальний баланс стадіїсинтезу карбаміду
4. Матеріальний баланс одержання плаву карбамідуСписок використаної літератури
Вступ
Тема контрольноїроботи «Виробництво карбаміду»з дисципліни «Основи екології у технології неорганічних речовин».
Сьогодніреконструкція існуючих технологій виробництв у багатьох випадках пов’язана зпідвищенням їх екологічної безпеки. При створенні нових технологій однією зосновних задач є також підвищення екологічної безпеки. Тому знання принципівстворення безвідходних і маловідходних технологій, а також основних методівутилізації відходів є необхідним для інженерно-технічного персоналупідприємств, раціоналізаторів та адміністративно-управлінського персоналу.Необхідні ці знання студентам також для більш досконалого виконання курсових ідипломних проектів.
Дана дисциплінабазується на знаннях, отриманих при вивченні курсів загальної та неорганічнохімії, органічної хімії, фізики, хімічної технології неорганічних речовин,теоретичних основ ТНР, основ екології, загальної хімічної технології, процесіві апаратів хімічної технології.
Задачею курсу євивчення принципів і методів створення нових безвідходних і маловідходнихвиробництв, а також підвищення екологічної безпеки існуючих виробництв,найбільш розповсюджених методів утилізації відходів. Основна увага приділяєтьсяпитанням класифікації відходів, джерелам їх утворення, методам утилізації,підбору основного типового устаткування.
При виконанізавдання треба:
1. Привестипринципову схему процесу.
2. Розрахуватиматеріальний баланс процесу 1 т речовини (першої в рівнянні хімічної реакції)при відомих умовах. Визначити коефіцієнти витрати сировини, кількісний таякісний склади відходів.
3. Використовуючинавчальну і науково-технічну літературу, запропонувати методи зниженнякількості відходів, що утворюються, або методи їх утилізації. Привеститехнологічну схему найбільш раціонального варіанта процесу утилізації відходівз описом, або схему основного виробництва з новими режимно-технологічними абоапаратурно-конструктивними рішеннями, спрямованими на зниження кількості відходів,що утворюються.
При виконанні завданнянеобхідно враховувати основний принцип екологізацїї техніки і технології –системний підхід. Він передбачає удосконалювання існуючих і розроблювальнихприродно-технічних систем на всіх рівнях ієрархії, починаючи з видобуткусировини і закінчуючи споживанням продукції з урахуванням взаємодії і взаємноговпливу всіх складових. Саме системний підхід дозволяє забезпечити створеннятехнічних систем з високими техніко-економічними характеристиками на кожнімокремо узятому ієрархічному рівні. В основу системної екологізації покладенонаступні основні стратегічні принципи:
1. Економічні,технологічні та екологічні задачи необхідно вирішувати одночасно, підпорядковуючисьєдиній стратегії екологізації економіки.
2. Екологізаціяекономіки сьогодні звертає основну увагу та засоби не стільки на сферуспоживання, скільки на удосконалення об’єктів, що являються фактичними абопотенційними джерелами забруднення довкілля.
3. Успіхекологізації економіки здебільшого визначається наявністю достатньопідготовлених в області теорії та практики екологізації й екологічногоменеджменту кадрів.
4. Створенняцивілізованого екологічного ринку на регіональному рівні та у масштабах країниє необхідною умовою екологізації економіки.
Тактика реалізації цихстратегічних принципів базується на сполученні спеціальних підходів іорганізації технологічних процесів незалежно від галузі, до якої вони належать,з конкретними режимно-технологічними та апаратурно-конструктивними прийомами.
Системний підхід містить усобі одинадцять основних принципів екологізації техніки і технології та дваосновних тактичних прийоми.
Тактичні прийоми реалізаціїпринципів системної екологізації№ Тактичні прийоми реалізації Режимно-технологічні Апаратурно-конструктивні Принципи системної екологізації надлишок менш токсичної речовини мінімізація часу обробки рециркуляція суміщення гетерогенизація адаптивність інтенсифікація замкнутість структури багатофункціональність 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 Безвідходність через селективність + + + + + + + 2 Локальне знешкодження викидів + + + + 3 Рекуперація + + + 4 Утилізація відходів + + + + 5 Ресурсозбереження + + + + + + + + + 6 Гнучкість + + + + + + + + + 7 Комплексність + + + + + + 8 Багаторазовість використання ресурсів і енергії + + + + + + 9 Максимальна селективність синтезу і розділення + + + + + + + 10 Екологізація освіти + + + + + + + + + 11 Екологізація сфери споживання + +
Приведені дані свідчать, щотільки один з режимно-технологічних прийомів „суміщення” дозволяє реалізувативсі одинадцять і „рециркуляція” десять принципів системної екологізації технікиі технології. У свою чергу такі принципи системної екологізації техніки ітехнології, як ресурсозбереження, „гнучкість” та „екологізації освіти”дозволяють реалізувати всі режимно-технологічні та апаратурно-конструктивніприйоми екологізації техніки і технології, й тому є найважливішими.
Вивчення дисципліни „Основиекології у технології неорганічних речовин та виконання контрольної роботидозволяє реалізувати принцип екологізація освіти.
1.Завдання Технологічний процес, стадія Умови
Виробництво карбаміду,
стадія синтезу
1) CO2+2NH3«NH2COONH4
2) NH2COONH4«CO(NH2)2+H2O
3) CO2+2NH3«CO(NH2)2+H2O
Склад експанзерного газу (% мас.):
СО2 – 96; інертні гази (N2) – 4.
Надлишок аміаку – 125% від стехіометричної кількості.
Ступінь перетворення карбамата амонію в карбамід – 70%.
Ступінь конверсії CO2 -98%.
2. Виробництвокарбаміду
Амідкарбамінової кислоти NH2COOH – карбамід (сечовина) СО(NH2)2одержують з аміаку і диоксида вуглецю при Р=18-20МПа і Т=185-2000С.У результаті взаємодії в колоні синтезу утворюється плав, що містить 34-35%карбаміду, 18-19% карбамата амонію NH2COONH4, 34-35%аміаку і 10-11% води. Газова фаза містить непрореаговані аміак і СО2,невеликі кількості водяної пари і продуктів реакції. Отриманий плав піддаютьдистиляції з метою розкладання карбамата з утворенням карбаміду, а такожамонійних солей з відгоном аміаку, СО2 і водяної пари.
У схемі з повнимрідинним рециклом [1] частина надлишкового аміаку повертається в колону синтезукарбаміду в газоподібному виді, а останній аміак – з концентрованимвуглеаміачним водним розчином.
Для очищенняаміаку від СО2 і утворення вуглеаміачного розчину служить промивнаколона, у яку надходять гази з ректифікаційних колон першої і другої ступінейдистиляції. Розчин повертається на синтез через змішувач, а газоподібний аміакпрохолоджується водою в конденсаторі, скраплюється і надходить у збірникрідкого аміаку. Частина його відбирається на зрошення промивної колони длярегулювання температури (90% аміаку входить у верхню, а 10% — у нижню частинупромивної колони).
Газиректифікаційної колони другої ступіні спочатку конденсуються і вводяться впромивну колону у виді розчину вуглеамонійних солей. Таким чином, системапрацює в замкнутому циклі, забезпечуючи підтримку в змішувачі колони синтезупостійного співвідношення NH3:CO2:H2O у реакційнійсуміші приблизно 4:1:0,5.