ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МЕДНОГОРСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ КОЛЕДЖ»
Методические указания и контрольные
задания для студентов заочников
по дисциплине: «Технология неорганических веществ»
для специальности:
240301 «Химическая технология неорганических веществ»
2009
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине: «Технология неорганических веществ»по специальности:240301 «Химическая технология неорганических веществ»
Составитель Л.П. Головкина
Рецензенты Г.П. Мухаметова
Содержание
1 Введение 4
2 Тематический план 5
Содержание учебной дисциплины с
вопросами по самоконтролю 6
4 Выполнение контрольной работы 17
5 Оформление контрольной работы 18
6 Задания для контрольных работ 19
7 Перечень лекций 30
8 Перечень практических работ 31
9 Перечень рекомендуемой литературы для изучения 31
Введение
Рабочая программа учебной дисциплины «Технология неорганических веществ» разработана в соответствии государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности среднего профессионального образования технического профиля 240301 – Химическая технология неорганических веществ.
Учебная дисциплина «Технология неорганических веществ» является специальной, устанавливающей специальные знания для получения профессиональных знаний и умений.
В результате изучения учебной дисциплины студент должен:
иметь представление:
о роли и значении химической промышленности в народном хозяйстве;
о тенденции развития химической промышленности;
о путях снижения себестоимости и повышения качества химической продукции;
о ресурсо- и энергосберегающих технологиях;
знать:
- методы синтеза отдельных представителей классов неорганических веществ и способы выделения основных и побочных продуктов;
- технологические процессы и схемы синтеза конечного продукта;
- способы рекуперации и утилизации твердых, жидких и газообразных отходов;
- влияние технологических параметров на протекание химических процессов;
- требования ГОСТа к качеству продукции;
- правила техники безопасности при проведении технологического процесса;
уметь:
- выбирать и обосновывать параметры ведения технологического процесса с целью получения конечного продукта;
- определять причины нарушения технологического процесса;
- рассчитывать материальные балансы химических процессов, энергетические балансы, выход продукта и степень использования сырья.
В дисциплине рассматриваются:
- производство серной кислоты контактным и нитрозным методами, характеристика сырья и готовой продукции;
технология связанного азота, производство азотоводородной смеси, синтез аммиака, производство азотной кислоты;
технология азотных, фосфорных, калийных, комплексных и микроудобрений, сульфида натрия, сульфата меди;
технология производства кальцинированной соды, каустической соды, соляной кислоты.
Для закрепления теоретических знаний и развития у студентов умений и навыков предусмотрены практические занятия и выполнение контрольных работ, которые призваны побуждать студентов к дискуссии и самостоятельному поиску справочной литературы.
Для проверки знаний студентов в конце изучения каждой темы проводится рубежный контроль.
Заключительным этапом изучения является курсовой проект.
Итоговая форма контроля: - экзамен.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Наименование разделов и тем | Количество аудиторных часов при заочной форме обучения | |||
| общее | теория | практика | ||
| Введение | 1 | |||
| Раздел 1 | Производство серной кислоты | 10 | 8 | 2 |
| Тема 1.1 | Характеристика серной кислоты и сырье для ее производства | 2 | 2 | 1 |
| Тема 1.2 | Получение сернистого газа | 2 | 2 | 1 |
| Тема 1.3 | Производство серной кислоты контактным методом | 4 | 2 | |
| Тема 1 .4 | Производство серной кислоты нитрозным методом | 2 | 2 | |
| Раздел 2 | Технология связанного азота | 11 | 9 | 2 |
| Тема 2.1 | Производство азотоводородной смеси для синтеза аммиака | 2 | 2 | |
| Тема 2. 2 | Очистка азотоводородной смеси от примесей | 2 | 2 | |
| Тема 2.3 | Производство азота и кислорода из воздуха | 2 | 2 | |
| Тема 2. 4 | Производство синтетического аммиака | 2 | 2 | 1 |
| Тема 2. 5 | Производство азотной кислоты | 3 | 2 | 1 |
| Раздел 3 | Технология минеральных удобрений и некоторых солей | 27 | 24 | 3 |
| Тема 3.1 | Характеристика минеральных удобрений | 1 | 1 | |
| Тема 3.2 | Производство азотных удобрений | 5 | 5 | |
| Тема 3.3 | Производство фосфорных удобрений, фосфорной кислоты и кормовых добавок | 10 | 10 | 2 |
| Тема 3.4 | Производство калийных удобрений | 4 | 4 | 1 |
| Тема 3.5 | Производство комплексных удобрений | 5 | 5 | |
| Тема 3.6 | Производство микроудобрений | 1 | 1 | |
| Тема 3.7 | Производство некоторых минеральных солей | 1 | 1 | |
| Раздел 4 | Технология содопродуктов и соляной кислоты | 5 | 4 | 1 |
| Тема 4.1 | Производство кальцинированной соды | 2 | 2 | |
| Тема 4.2 | Производство каустической соды, хлора и водорода | 2 | 2 | 1 |
| Тема 4.3 | Производство синтетической соляной кислоты | 1 | 1 | |
| Курсовое проектирование | 20 | |||
| Всего по дисциплине | 74 | 46 | 8 | |
Основные знания и умения студентов
ВВЕДЕНИЕРоль дисциплины «Технология неорганических веществ» в системе получаемых знаний, взаимосвязь с другими дисциплинами.
Основные химические производства и их роль в развитии экономики страны.
Раздел 1 ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Тема 1.1 Характеристика серной кислоты и сырье для ее производстваСтудент должен:
знать:
зависимость свойств серной кислоты от температуры и концентрации серной кислоты;
требования ГОСТа к качеству серной кислоты;
требования ГОСТа к качеству сырья для производства серной кислоты;
особенности хранения и транспортирования серной кислоты;
уметь:
- рассчитывать концентрацию серной кислоты;
- определять концентрацию серной кислоты при смешении ее с водой или кислотой другой концентрации;
- определять расходные коэффициенты сырья, коэффициент использования сырья и выхода серной кислоты.
Вопросы для самоконтроля:
1 Свойства серной кислоты.
2 Технические требования к качеству серной кислоты.
3 Хранение и транспортирование серной кислоты.
Практическое занятие1 Определение концентрации серной кислоты по содержанию оксида серы (VI) свободного и общего в моногидрате и олеуме.
2 Решение задач на смешение и разбавление кислот различной концентрации.
3 Определения выхода серной кислоты, получаемой из различного сырья.
4 Расчет расходных коэффициентов и коэффициента использования сырья.
Тема 1.2 Получение сернистого газаСтудент должен:
знать:
- зависимость химического процесса горения серосодержащего сырья от технологических параметров;
принципы работы оборудования для обжига серосодержащего сырья и очистки обжигового газа от огарковой пыли.
уметь:
- рассчитывать состав обжигового газа;
рассчитывать материальный и тепловой балансы печи обжига колчедана.
Вопросы для самоконтроля:
1 Теоретические основы процесса горения серосодержащего сырья.
2 Основные аппараты для обжига колчедана, серы. Технологическая схема получения сернистого газа.
3 Использование тепла обжигового газа. Очистка обжигового газа от пыли в циклонах, электрофильтрах.
4 Способы удаления огарка.
5 Технологическая схема печного отделения.
Практическое занятие
1 Расчет материального и теплового балансов процесса обжига колчедана.
Тема 1.3 Производство серной кислоты контактным методом
Студент должен:
знать:
- сущность контактного метода производства серной кислоты; основные стадии контактного метода;
- химические реакции, протекающие на катализаторе и при окислении оксида (IV) до оксида серы (VI);
- физико-химические основы процессов очистки обжигового газа от примесей Аз, Sе, тумана, влаги, абсорбции серного ангидрида;
- мероприятия по обезвреживанию отходящих газов и сточных вод;
- методы оптимизации технологических режимов основных стадий производства.
Вопросы для самоконтроля:
Очистка обжигового газа от примесей Аз, Sе, тумана, влаги.
Технологическая схема промываемого сушильного отделения в производстве серной кислоты и режим работы.
Окисление сернистого ангидрида до серного. Теоретические основы процесса.
Технологическая схема контактного отделения методом одинарного и двойного контактирования.
Абсорбция серного ангидрида. Химизм процесса, принцип работы оборудования, схема абсорбционного отделения.
6 Очистка отходящих газов и нейтрализация сточных вод.
Тема 1.4 Производство серной кислоты нитрозным методом
Студент должен:
знать:
- особенности химических реакций, процесса получения серной кислоты нитрозным методом;
- зависимость концентрации серной кислоты от технологических процессов;
- особенности работы оборудования;
- технологический режим процесса получения серной кислоты.
Вопросы для самоконтроля:
Сущность нитрозного метода.
Основные стадии процесса.
Технологическая схема и режим процесса получения серной кислоты нитрозным методом и схема производства.
Обезвреживание отходящих газов.
Раздел 2 ТЕХНОЛОГИЯ СВЯЗАННОГО АЗОТА
Тема 2.1 Производство азотоводородиой смеси для синтеза аммиака
Студент должен:
знать:
- физико-химические основы конверсии природного газа и СО; влияние параметров на состав газовой смеси;
- катализаторы конверсии метана и СО;
- технологические схемы конверсии метана и СО;
уметь:
- рассчитывать состав азотоводородной смеси после конверсии;
рассчитывать расход природного газа, пара, воздуха, кислорода по известной производительности установки.
Вопросы для самоконтроля:
1 Получение водорода из природного газа.
2 Теоретические основы конверсии метана и оксида углерода (II).
3 Основные химические реакции конверсии.
4 Влияние температуры, давления, состава газовой смеси на процесс конверсии.
5 Катализаторы конверсии метана и оксида углерода (II).
6 Технологические схемы получения газовой смеси: двухступенчатая паровоздушная каталитическая конверсия природного газа при Р = 3,4 МПа; одноступенчатая парокислородная; высокотемпературная (некаталитическая) под давлением.
7 Оборудование конверсии метана и СО.
Практическое занятие
Расчет состава газа после конверсии метана.
Расхода природного газа, воздуха, водяного пара, необходимого для проведения конверсии.
Тема 2.2 Очистка азотоводородной смеси от примесей
Студент должен:
знать:
- методы очистки азотоводородной смеси от оксидов углерода (II) и (IV);
теоретические основы и технологические схемы очистки азотово-дородпой смеси.
Вопросы для самоконтроля:
1 Очистка азотоводородной смеси от оксида углерода (II) и (IV).
2 Теоретические основы очистки азотоводородной смеси растворами моноэтанол- амина, промывки жидким азотом, метанирования, с применением катализатора.
3 Технологические схемы.
4 Принципы работы основного оборудования.
Тема 2.3 Производство азота и кислорода из воздуха
Студент должен:
знать:
- способы получения азота и кислорода из воздуха методом глубокого охлаждения;
- принципы работы холодильного цикла Капицы;
- методы ректификации жидкого воздуха;
- принципы работы оборудования по разделению воздуха.
Вопросы для самоконтроля:
Глубокое охлаждение воздуха.
Теоретические основы процесса.
Цикл низкого давления с турбодетандором (цикл Капицы).
Разделение воздуха методом ректификации. Агрегат разделения АКТ-15.
Тема 2.4 Производство синтетического аммиака
Студент должен:
знать:
- физико-химические основы синтеза аммиака;
- влияние технологических параметров на процесс синтеза;
- некоторые технологические схемы по производству аммиака;
- принцип работы оборудования синтеза;
уметь:
- рассчитывать состав азотоводородной смеси;
- определять удельную производительность и объем катализатора в производстве аммиака;
подбирать оптимальный технологический режим в производстве аммиака.
Вопросы для самоконтроля:
1 Аммиак, его свойства, требования стандартов к его качеству. Хранение, транспортирование.
2 Теоретические основы процесса синтеза аммиака.
3 Влияние технологических параметров на процесс синтеза аммиака.
4 Катализаторы в производстве аммиака.
5 Технологические схемы и режим работы оборудования при среднем и высоком давлении.
6 Принципы работы технологического оборудования.
Практическое занятиеПроведение расчетов расхода азотоводородной смеси, выхода аммиака, состава газа до и после колонны синтеза, производительности и необходимого объема катализатора.
Тема 2.5 Производство азотной кислоты
Студент должен:
знать:
- методы получения азотной кислоты;
- теоретические основы окисления аммиака, влияние технологических параметров па окисление аммиака; катализаторы окисления;
- теоретические основы окисления оксидов азота (II) до (IV) и поглощения их водой;
- технологические схемы по производству азотной кислоты;
- способы очистки отходящих газов от оксидов азота (II) и (IV);
- способы концентрирования азотной кислоты;
- принципы работы оборудования;
уметь:
- проводить расчеты расхода воздуха и аммиака для окисления его до оксида азота (II);
рассчитывать материальные и тепловые балансы основных стадий процесса получения азотной кислоты.
Вопросы для самоконтроля:
1 Свойства концентрированной и разбавленной азотной кислоты, хранение и транспортирование.
2 Производство азотной кислоты из аммиака. Основные стадии процесса.
3 Теоретические основы процесса окисления аммиака. Катализаторы окисления, их отравление и регенерация.
4 Окисление оксидов азота и поглощение их водой. Влияние давления, температуры и состава газовой смеси на процесс окисления и абсорбции.
5 Технологические схемы производства азотной кислоты: под атмосферным давлением, повышенным давлением и комбинированная. Режим работы основного оборудования.
6 Очистка отходящих нитрозных газов.
7 Концентрирование азотной кислоты с помощью серной кислоты или нитрата магния.
8 Прямой синтез концентрированной азотной кислоты. Особенности протекания химических реакций, технологическая схема, устройство. Режим работы основного оборудования.
Практические занятия
1 Расчет материального и теплового баланса контактного аппарата в производстве азотной кислоты.
Раздел 3 ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И НЕКОТОРЫХ СОЛЕЙ
Тема 3.1 Характеристика минеральных удобрений
Студент должен:
Знать
значение азота, фосфора, калия, микроэлементов в жизни растений и животных;
- основные виды минеральных удобрений.
Вопросы для самоконтроля:
Роль азота, фосфора, калия, микроэлементов в жизни растений и животных.
Классификация минеральных удобрений
3 Агрохимические и физические свойства удобрений.
Тема 3.2 Производство азотных удобрений
Студент должен:
знать:
ассортимент азотных удобрений:
физико-химические и агрохимические свойства удобрений;
способы снижения гигроскопичности аммиачной селитры;
характеристику основных стадий процесса производства удобрений;
технологические схемы и принцип работы основного оборудования.
уметь:
объяснять влияние технологических параметров на процессы получения аммиачной селитры и карбамида;
рассчитывать материальные и тепловые балансы в производстве аммиачной селитры;
рассчитывать расходные коэффициенты в производстве аммиачной селитры и карбамида.
Вопросы для самоконтроля:
1 Азотные удобрения, их форма.
2 Производство аммиачной селитры. Её свойства, способы снижения слеживаемости. Технологическая схема производства аммиачной селитры с одностадийной упаркой; режим работы основного оборудования.
3 Производство карбамида. Его технические и агрохимические. свойства. Физико-химические основы синтеза карбамида; влияние температуры, давления м соотношения компонентов на процесс синтеза. Технологические схемы производства карбамида, режим работы основного оборудования.
4 Производство жидких азотных удобрений, аммиаков и сульфата аммония. Их технические и агрохимические свойства. Технологические схемы производства аммиачной воды, аммиакатов, сульфата аммония. Основное оборудование. Обезвреживание отходящих газов в производстве азотных удобрений.
Практические занятия
1 Определение расходных коэффициентов в производстве аммиачной селитры и карбамида.
2 Расчет материального и теплового балансов процесса нейтрализации азотной кислоты аммиаком в производстве аммиачной селитры.
Тема 3.3 Производство фосфорных удобрений, фосфорной кислоты и кормовых добавок
Студент должен;
знать:
- ассортимент фосфорных удобрений;
- характеристику фосфатного сырья;
- методы переработки и обогащения природных фосфатов;
- агрохимические свойства фосфорных удобрений;
- технологические схемы и принцип действия оборудования при
производстве отдельных представителей фосфорных удобрений;
- методы очистки отходящих газов и сточных вод;
уметь:
- рассчитывать материальный и тепловой балансы процесса разложения апатитового концентрата серной кислотой в производстве экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК);
определять расходные коэффициенты, коэффициент выхода в
производстве ЭФК, двойного суперфосфата.
Вопросы для самоконтроля:
1 Ассортимент фосфорных удобрений; фосфатное сырье: апатиты и фосфориты.
2 Фосфоритная мука. Технологическая схема ее производства.
3 Простой суперфосфат; его состав; теоретические основы процесса разложения апатитового концентрата серной кислоты; стадии процесса камерного метода получения. Технологическая схема и режим работы оборудования.
4 Фосфорная кислота: экстракционная и термическая. Свойства и применение.
5 Производство экстракционной фосфорной кислоты. Теоретические основы разложения фосфатов серной кислотой, дигидратный и полугидратный процессы.
6 Технологическая схема ЭФК в экстракторах; способы удаления гипса; защита оборудования от коррозии. Концентрирование ЭФК в вакуум-выпарных установках; отходы и побочные продукты, использование фосфогипса.
7 Производство термической фосфорной кислоты (ТФК). Основные стадии процесса; теоретические основы получения фосфора электровозгонкой; технологическая схема производства желтого фосфора; теоретические основы окисления фосфора и гидратации оксида фосфора (V) в фосфорную кислоту; технологическая схема получения ТФК; режим работы оборудования.
8 Двойной суперфосфат. Способы получения; теоретические основы процесса; влияние технологических параметров на степень разложения фосфатов; технологические схемы производства камерным и поточным методами; режим работы оборудования.
9 Кормовой преципитат; его свойства и применение; теоретические основы и технологическая схема получения.
10 Термические фосфаты, их типы и применение. Способы получения, технологические схемы и режимы производства; вращающиеся и циклонные печи.
11 Плавленые магниевые фосфаты, их применение; технологический процесс производства; основные металлургические шлаки и их применение.
12 Охрана окружающей среды. Характеристика выбросов в производстве фосфорных удобрений и кормовых добавок; очистка отходящих газов и сточных вод от фтора и его утилизация.
Практическое занятие1 Расчет материального баланса процесса экстракции фосфорной кислоты; теплового баланса экстрактора.
2 Определение расходных коэффициентов технологических процессов.
Тема 3.4 Производство калийных удобрений
Студент должен:
знать:
- ассортимент калийных удобрений;
- характеристики сырья;
- агрохимические и физико-химические свойства калийных удобрений;
- технологические схемы производства калийных удобрений;
- свойства и характерные особенности бесхлорного калийного удобрения;
- утилизацию отходов калийного производства.
Вопросы для самоконтроля:
1 Классификация калийных удобрений; калийные сырьевые источники, их характеристика и сравнение. Калий хлористый: агрохимические и физико-химические свойства.
2 Методы производства. Флотационный способ, его сущность. Технологические схемы с предварительной флотацией и депрессией глинистого шлама. Режим работы оборудования.
3 Галургический способ производства хлористого калия; сущность метода; технологическая схема производства; устройство и защита оборудования от коррозии. Автоматическое регулирование процесса; сравнительные технико-экономические показатели.
4 Производство сульфат-калийных удобрений. Принципиальная схема получения из полиминеральных руд; конверсионные способы получения сульфата калия.
5 Утилизация отходов и охрана окружающей среды при производстве калийных удобрений.
Тема 3.5 Производство комплексных удобрений
Студент должен:
знать:
- ассортимент комплексных удобрений;
- теоретические основы производств;
- технологические схемы производства отдельных видов комплексных удобрений;
принципы работы основного оборудования;
уметь:
- объяснять влияние технологических параметров: температуры,
концентрации компонентов, соотношения реагентов на технологические процессы в производстве аммофоса, нитроаммофоски, нитрофоски;
выполнять расчеты материального и теплового балансов в произ-
водстве аммофоса.
Вопросы для самоконтроля:
1 Классификация комплексных удобрений.
2 Сложные удобрения на основе фосфорной кислоты. Фосфаты аммония: свойства, применение, теоретические основы производства. Технологические схемы получения фосфатов аммония. Режим работы оборудования.
3 Сложные удобрения на основе фосфорной и азотной кислот; состав и свойства нитроаммофоски; схемы производства нитроаммофоса и нитроаммофоски.
4 Сложные удобрения на основе разложения природных фосфатов азотной кислотой: свойства, состав нитрофоса, нитрофоски. Теоретические основы процесса их получения. Классификация схем получения по способам связывания или выделения избыточного СаО из раствора. Технологические схемы и режим работы оборудования.
5 Жидкие комплексные удобрения.
6 Производство сложно-смешанных и смешанных удобрений.
7 Мероприятия по охране окружающей среды в производстве комплексных удобрений.
Практическое занятие1 Расчет материального баланса процесса нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса; теплового баланса нейтрализатора. Определение влияния параметров на ход технологического процесса.
Тема 3.6 Производство микроудобрений
Студент должен:
знать:
- значение микроудобрений;
- ассортимент микроудобрений;
- способы внесения микроудобрений в почву.
Вопросы для самоконтроля:
1 Микроудобрения, их ассортимент: борные, молибденовые, цинковые, медные, марганцевые.
2 Макроудобрения с добавлением микродобавки.
Тема 3.7 Производство некоторых минеральных солей
Студент должен:
знать:
- классификацию минеральных солей;
- теоретические основы и технологические схемы производства
минеральных солей;
- агрохимические и физико-химические свойства минеральных солей;
- мероприятия по охране окружающей среды.
Вопросы для самоконтроля:
1 Минеральные соли, дихромат натрия: теоретические основы процесса; технологическая схема. Сернистый натрий: теоретические основы процесса, технологическая схема. Медный купорос: теоретические основы процесса; технологическая схема.
2 Режим работы оборудования в производстве минеральных солей.
3 Техника безопасности и охрана окружающей среды в производстве минеральных солей.
Раздел 4 ТЕХНОЛОГИЯ СОДОПРОДУКТОВ И СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ
Тема 4.1 Производство кальцинированной соды
Студент должен:
знать:
- сущность аммиачного способа производства кальцинированной соды;
- теоретические основы стадий производства кальцинированной соды;
- мероприятия по технике безопасности и утилизации отходов;
- принципы работы основного оборудования
уметь:
- рассчитывать состав газа после обжига карбонатного сырья, степень использования карбонатного сырья, степень использования натрия.
Вопросы для самоконтроля:
1 Сырье для получения соды; аммиачный способ ее получения, основные стадии процесса.
2 Теоретические основы процесса обжига карбонатного сырья; схема получения оксида углерода (IV); режим работы известковых печей.
3 Получение и очистка рассола. Аммонизация рассола, теоретические основы, технологическая схема, режим работы абсорбционных башен.
4 Карбонизация аммонизированного рассола: теоретические основы процесса, технологическая схема; устройство карбонизационных колонн.
5 Технологический режим станции фильтрации. Кальцинирование сырого гидрокарбоната натрия: теоретические основы; технологическая схема; режим работы кальцинатора.
6 Регенерация аммиака: теоретические основы процесса; технологическая схема; режим работы станции дистилляции.
7 Техника безопасности и охрана окружающей среды.
Практическое занятиеТехнологические расчеты в производстве кальцинированной соды.
Тема 4.2 Производство каустической соды, хлора и водорода
Студент должен:
знать:
- сущность электрохимического способа получения, теоретические основы электролиза раствора поваренной соли, режим работы электролизеров;
- режим охлаждения, сушки, компримирования хлора и хранения жидкого хлора;
- выпаривание и упарка растворов едкого натрия, теоретические основы;
уметь:
- определять количество веществ, получаемых при электролизе;
- рассчитывать выход каустической соды по току и по энергии.
Вопросы для самоконтроля:
1 Электрохимический способ получения каустической соды. Режим работы электролизеров.
2 Получение жидкого и твердого каустика. Подготовка хлора к использованию и хранению.
3 Техника безопасности в производстве каустической соды.
Практические занятияТехнологические расчеты в производстве каустической соды.
Тема 4.3 Производство синтетической соляной кислоты
Студент должен:
знать.
- теоретические основы и технологические схемы основных стадий производства соляной кислоты;
- принципы работы оборудования;
Вопросы для самоконтроля:
1 Характеристика исходного сырья.
2 Сульфатный метод получения хлористого водорода.
3 Синтез хлористого водорода.
4 Технологическая схема процесса и режим работы оборудования.
5 Абсорбция хлористого водорода водой. Режим работы абсорбера.
Выполнение контрольной работы
Студент – заочник должен получить теоретические знания в соответствии с программой по специальности, уметь применять эти знания в практической деятельности, действовать самостоятельно, эффективно, в соответствии с поставленными задачами.
Согласно учебному плану, студенты-заочники выполняют домашнюю контрольную работу в сроки, установленные учебным графиком.
Цель выполнения контрольной работы – научить студентов самостоятельно пользоваться учебной и нормативной литературой, приобрести навыки письменно излагать материал по конкретным вопросам, которые могут возникнуть в практической деятельности.
Задание для выполнения контрольных[ работ разработано в 30 вариантах В каждом варианте содержатся теоретические вопросы и задачи.
Вариант определяется двумя последними цифрами личного шифра студента.
Перед выполнением контрольной работы студенту необходимо внимательно изучить методические указания к темам и рекомендуемую литературу, в соответствии с программой.
Контрольная работа представляется в виде творческой работы студента. Используя конкретный фактический материал (предприятия, подразделения, фирмы) и теоретический материал по соответствующим темам задания, необходимо представить обоснованные размышления по вопросам. Ответы на вопросы должны быть полными и конкретными. Для их обоснования необходимо применять современные методы решения каждого вопроса с учетом передового опыта и научно-технической документации.
Перед решением задачи необходимо записать её условие. Решения задачи следует пояснять.
При выполнении работы придерживаются следующих правил:
- подобрать материал, соответствующий содержанию вопроса используя рекомендуемую литературу;
- затем своими словами изложить теоретическую часть вопроса (не допуская дословного переписывания текстов из учебников, брошюр, статей);
- привести практические примеры. Используя конкретный материал на рабочем месте или же конкретные жизненные ситуации;
- в конце работы сделать выводы.
Оформление контрольной работы
Контрольная работа выполняется в ученической тетради (10-12 листов). На тетрадь наклеивается титульный лист, который заполняют по установленной в учебном заведении форме.
Работа должна быть выполнена грамотно и аккуратно, четким, разборчивым почерком. Не допускается сокращение слов (кроме общепринятых сокращений).
Контрольная работа может быть выполнена на компьютере шрифтом Times New Roman, размером 14 и напечатана на бумаге формата А4 на лицевой стороне каждого листа.
Оформляя работу, необходимо пронумеровать страницы, отвести поля шириной 2-3 см для замечаний рецензента, привести четкую формулировку вопроса и план выбранной темы, изложив ответ на него. При необходимости, текст ответа можно дополнить чертежами, схемами и рисунками, исполненными в любой технике, но четко и аккуратно. Между ответами следует оставлять несколько строчек для замечаний преподавателя по работе. В конце работы указать используемую литературу, поставить дату выполнения работ и подпись.
Выполненная работа сдаётся в Колледж.
При получении отрецензированной работы студент должен выполнить все указания рецензента. Работа над ошибками, дополнения к ответам, согласно рецензии, выполняется в этой же тетради.
На рецензию не принимаются работы:
выполненные по неправильно выбранному варианту;
переписанные у других студентов;
выполненные небрежно, неразборчивым почерком.
Возвращенные без рецензии (но с обязательным указанием причины возврата) работы студент обязан выполнить повторно, в соответствии со своим вариантом и требованиями, предъявляемыми к контрольным работам, и вновь сдать в Колледж.
После выполнения контрольной работы студент допускается к сдаче экзаменов.
Задания для 1-ой контрольной работы
Таблица 1- Выбор вариантов домашней контрольной работы (номер варианта соответствует двум последним цифрам шифра студента)
| Вариант | Номера заданий | |||||
| 1 | 1 | 26 | 78 | 86 | 116 | 146 |
| 2 | 2 | 28 | 79 | 101 | 126 | 156 |
| 3 | 4 | 29 | 80 | 87 | 136 | 166 |
| 4 | 5 | 32 | 81 | 102 | 117 | 147 |
| 5 | 6 | 33 | 82 | 88 | 127 | 157 |
| 6 | 14 | 34 | 83 | 103 | 137 | 167 |
| 7 | 15 | 35 | 84 | 89 | 118 | 148 |
| 8 | 16 | 39 | 85 | 104 | 128 | 158 |
| 9 | 20 | 47 | 72 | 90 | 138 | 168 |
| 10 | 21 | 49 | 61 | 105 | 119 | 149 |
| 11 | 24 | 51 | 62 | 91 | 129 | 159 |
| 12 | 25 | 52 | 63 | 106 | 139 | 169 |
| 13 | 27 | 54 | 64 | 92 | 120 | 150 |
| 14 | 30 | 56 | 65 | 107 | 130 | 160 |
| 15 | 31 | 58 | 66 | 93 | 140 | 170 |
| 16 | 26 | 59 | 67 | 108 | 121 | 151 |
| 17 | 37 | 60 | 68 | 94 | 131 | 161 |
| 18 | 38 | 13 | 79 | 109 | 141 | 171 |
| 19 | 40 | 17 | 82 | 95 | 122 | 152 |
| 20 | 41 | 18 | 84 | 110 | 132 | 162 |
| 21 | 42 | 19 | 81 | 96 | 142 | 172 |
| 22 | 43 | 3 | 69 | 111 | 123 | 153 |
| 23 | 44 | 7 | 70 | 97 | 133 | 163 |
| 24 | 45 | 8 | 71 | 112 | 143 | 173 |
| 25 | 46 | 9 | 73 | 98 | 124 | 154 |
| 26 | 48 | 10 | 74 | 113 | 134 | 164 |
| 27 | 50 | 11 | 75 | 99 | 144 | 174 |
| 28 | 53 | 12 | 76 | 114 | 125 | 155 |
| 29 | 55 | 22 | 77 | 100 | 135 | 165 |
| 30 | 57 | 23 | 68 | 115 | 145 | 175 |
Задания
1 Серная кислота, её свойства.
2 Применение серной кислоты.
3 Способы производства серной кислоты.
4 Хранение и перевозка серной кислоты.
5 Сырьё для производства серной кислоты.
6 Сера, её свойства.
7 Физико-химические основы производства диоксида серы из серы.
8 Физико-химические основы производства диоксида серы из колчедана.
9 Физико-химические основы производства серной кислоты из сероводорода.
10 Сухая очистка сернистого газа от примесей.
11 Мокрая очистка сернистого газа от примесей.
12 Физико-химические основы процесса осушки сернистого газа.
13 Физико-химические основы окисления диоксида серы.
14 Катализаторы окисления диоксида серы.
15 Скорость окисления диоксида серы.
16 Влияние температуры на скорость окисления диоксида серы.
17 Принцип работы системы ДК/ДА в сернокислотном производстве.
18 Физико-химические основы абсорбции триоксида серы.
19 Теоретические основы процесса производства серной кислоты нитрозным методом.
20 Основные направления интенсификации сернокислотного производства.
21 Значение связанного азота, способы получения связанного азота.
22 Теоретические основы разделения воздуха глубоким охлаждением
23 Разделение воздуха методом ректификации
24 Свойства и применение аммиака.
25 Сырье для синтеза аммиака, получение азота.
26 Физико-химические основы конверсии метана и оксида углерода.
27 Катализаторы, применяемые в процессах конверсии метана и оксида углерода.
28 Очистка азотоводородной смеси от диоксида углерода
29 Физико-химические основы синтеза аммиака, применяемые катализаторы.
30 Азотная кислота, свойства и применения.
31 Сырье и способ производства азотной кислоты.
32 Физико-химические основы окисления аммиака.
33 Физико-химические основы окисления оксида азота и абсорбции диоксида азота водой.
34 Обезвреживание отходящих нитрозных газов в производстве азотной кислоты.
35 Прямой синтез азотной кислоты из оксидов азота.
36 Значение и классификация минеральных удобрений.
37 Свойства и применение аммиачной селитры.
38Свойства и применение карбамида.
39 Теоретические основы производства карбамида.
40 Свойства и применение сульфата аммония.
41 Производство жидких азотных удобрений.
42 Аммиакаты, какие требования к ним преъявляются.
43 Ассортимент фосфорных удобрений и кормовых фосфатов.
44 Фосфатное сырьё.
45 Свойства и применение фосфоритной муки.
46 Свойства и применение простого суперфосфата.
47 Теоретические основы производства простого суперфосфата.
48 Свойства и применение фосфорной кислоты.
49 Теоретические основы производства экстракционной фосфорной кислоты.
50 Свойства и применение фосфора и термической фосфорной кислоты.
51 Теоретические основы электровозгонки фосфора.
52 Теоретические основы производства термической фосфорной кислоты.
53 Свойства и применение двойного суперфосфата.
54 Теоретические основы производства двойного суперфосфата.
55 Свойства и применение преципитата.
56 Теоретические основы производства преципитата.
57 Свойства и применение термических фосфатов.
58 Теоретические основы производства термических фосфатов.
59 Очистка отходящих фторсодержащих газов в производстве фосфорных удобрений.
60 Очистка сточных вод в производстве фосфорных удобрений.
61 - Опишите технологическую схему производства, табл.2
Таблица 2
| № задания | Наименование процесса |
| 61 | Обжиг колчедана |
| 62 | Сжигание серы |
| 63 | Сжигание сероводорода |
| 64 | Промывное отделение производства серной кислоты |
| 65 | Сушильно – абсорбционное отделение производства серной кислоты |
| 66 | Контактный узел производства серной кислоты |
| 67 | Контактный узел производства серной кислоты по схеме ДК/ДА |
| 68 | Производство серной кислоты нитрозным способом |
| 69 | Установка АКТ-15 |
| 70 | Конверсия метана и оксида углерода |
| 71 | Промывка азотоводородной смеси жидким азотом |
| 72 | Синтез аммиака |
| 73 | Неконцентрированной азотной кислоты. |
| 74 | Прямой синтез концентрированной азотной кислоты |
| 75 | Производство аммиачной селитры |
| 76 | Производство карбамида с полным жидкостным рециклом |
| 77 | Производство сульфата аммония |
| 78 | Производство фосфоритной муки |
| 79 | Производство простого суперфосфата |
| 80 | Производство экстракционной фосфорной кислоты |
| 81 | Производство фосфора |
| 82 | Производство термической фосфорной кислоты |
| 83 | Производство двойного суперфосфата |
| 84 | Производство преципитата |
| 85 | Производство термических фосфатов |
86-90 К m кг с % серной кислоты прибавили а кг воды. Определить повышение температуры кислоты, табл.3
Таблица 3
| Задание | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 |
| m, кг | 500 | 950 | 560 | 480 | 720 | 630 | 810 | 470 | 560 | 640 | 830 | 750 | 650 | 580 | 820 |
| с, % | 83 | 95 | 92 | 90 | 78 | 86 | 81 | 94 | 91 | 88 | 89 | 85 | 93 | 97 | 86 |
| а, кг | 75 | 90 | 85 | 30 | 25 | 75 | 55 | 45 | 60 | 80 | 35 | 40 | 50 | 60 | 55 |
101-115 Определить теплоту смешения, выделенную при разбавление m1 кг с1% - ной H2SO4 m2 кг с2% - ной H2SO4,табл. 4
Таблица 4
| Задание | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 |
| m1, кг | 750 | 810 | 950 | 860 | 720 | 600 | 830 | 940 | 750 | 850 | 760 | 800 | 770 | 905 | 810 |
| m2, кг | 320 | 450 | 530 | 480 | 390 | 310 | 520 | 480 | 370 | 410 | 350 | 380 | 300 | 410 | 420 |
| с1, % | 93,5 | 98,8 | 97,3 | 99,2 | 98,7 | 99,8 | 93,8 | 94,5 | 95,6 | 97,3 | 96,8 | 95,4 | 92,8 | 97,9 | 98,9 |
| с2, % | 85,2 | 92,5 | 93,2 | 90,0 | 55,6 | 50,8 | 63 | 80,5 | 45 | 55,2 | 40,8 | 56,1 | 38,5 | 80,4 | 64,2 |
116-125 Производительность контактной установки по производству серной кислоты G т/сутки. Содержание диоксида серы в газе с % об. Степень превращения диоксида серы – х %, степень абсорбции триоксида серы - η %. Рассчитать объём печного газа, поступающего в контактную установку, табл.5
Таблица 5
| Задание | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 |
| G, т/сутки | 120 | 240 | 160 | 210 | 500 | 720 | 610 | 580 | 740 | 350 |
| с, % об. | 7,2 | 5,8 | 6,4 | 6,1 | 5,9 | 5,7 | 5,3 | 4,5 | 7,3 | 7,9 |
| х, % | 97,3 | 96,8 | 98,5 | 98,2 | 97,5 | 98,4 | 97,8 | 97,3 | 98,2 | 98,5 |
| η, % | 99,9 | 99,9 | 99,9 | 99,9 | 99,9 | 99,9 | 99,9 | 99,9 | 99,9 | 99,9 |
126-135 Рассчитать состав печного газа по объёму и по массе, если общий объём печного газа V, тыс. нм3/час, содержание кислорода – сО2, % об., диоксида серы сSO2 % об., табл.6
Таблица 6
| Задание | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 |
| V, тыс. нм3/час | 120 | 230 | 250 | 100 | 85 | 93 | 160 | 180 | 175 | 95 |
| сО2, % об. | 14,3 | 11,2 | 15,6 | 13,4 | 12,5 | 11,8 | 11,7 | 10,9 | 15,3 | 14,7 |
| сSO2 % об. | 6,1 | 7,6 | 4,8 | 6,3 | 7,2 | 8,4 | 7,9 | 8,5 | 5,3 | 6,1 |
136-145 Нитрозный газ объёмом V, тыс. нм3/час, содержащий оксида азота – сNO, % об., кислорода – сO2 % об., окисляется на х %. Определить состав газа после окисления, табл.7
Таблица 7
| Задание | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 |
| V, тыс. нм3/час | 25 | 18 | 12 | 33 | 45 | 26 | 29 | 19 | 8 | 21 |
| сО2, % об. | 5,0 | 4,5 | 6,0 | 4,1 | 5,5 | 5,8 | 5,2 | 4,9 | 6,2 | 5,7 |
| СNO % об. | 7,3 | 8,1 | 7,6 | 7,4 | 8,4 | 7,0 | 7,3 | 8,2 | 6,2 | 5,8 |
| х, % | 25 | 30 | 28 | 27 | 31 | 33 | 36 | 24 | 29 | 33 |
146-155 Составит материальный баланс производства сН3РО4 %-ной, экстракционной фосфорной кислоты из G тонн апатитового концентрата. Исходные данные:
состав апатитового концентрата: Р2О5 – сР2О5 %, СаО – сСаО %, F - cF %:
концентрация H2SO4 - сH2SO4.
Коэффициент извлечения Р2О5 при экстракции – хэкс. %, коэффициент отмывки Р2О5 при фильтрации хфил., % В газовую фазу выделяется сFг % фтора. Кратность циркуляции пульпы равна 6:1; в пульпе, поступающей на фильтрацию отношение Ж/Т = 3/1. Влажность гипса на карусельном фильтре: в первой зоне w1 %, во второй – w2 %, в третьей – w3 % и в четвертой – w4 %. В процессе фильтрации испаряется на 1 т апатита m кг воды, табл.8
Таблица 8
| Задание | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 |
| G,тн | 8 | 15 | 7 | 10 | 12 | 14 | 6 | 11 | 9 | 13 |
| сН3РО4, % | 43 | 44 | 45 | 44,5 | 43,4 | 46 | 42,8 | 43,1 | 42,5 | 44,0 |
| сР2О5, % | 39,2 | 41,6 | 39,4 | 40,7 | 39,8 | 40,2 | 40,4 | 39,3 | 40,1 | 39,8 |
| сСаО, % | 51,8 | 49,5 | 52,1 | 51,3 | 50,8 | 52,2 | 51,8 | 52,1 | 53,0 | 52,2 |
| cF, % | 3,0 | 2,8 | 2,8 | 3,1 | 3,5 | 2,9 | 3,0 | 3,2 | 3,3 | 2,9 |
| сH2SO4, % | 78 | 76 | 81 | 80,5 | 79 | 82 | 84 | 81,5 | 79 | 78,5 |
| хэкс, % | 97,8 | 98,0 | 97,5 | 98,2 | 98,5 | 98,1 | 98,4 | 97,8 | 97,6 | 98,2 |
| хфил., % | 98,3 | 98,5 | 97,6 | 98,2 | 98,3 | 97,9 | 98,1 | 97,8 | 98,0 | 97,8 |
| сFг,% | 21 | 18 | 25 | 23 | 24 | 23 | 20 | 19 | 20 | 19 |
| Продолжение табл.8 | ||||||||||
| w1,% | 48,1 | 47,5 | 47,8 | 48,3 | 48,6 | 48,0 | 47,5 | 47,0 | 47,6 | 48,1 |
| w2,% | 45,8 | 45,5 | 45,2 | 46,0 | 45,3 | 45,8 | 44,9 | 44,4 | 45,0 | 45,8 |
| w3,% | 43,0 | 43,3 | 43,4 | 43,8 | 43,5 | 43,8 | 42,7 | 44,2 | 43,1 | 43,9 |
| w4,% | 41,1 | 41,6 | 41,4 | 41,9 | 41,4 | 41,6 | 40,9 | 42,3 | 41,1 | 42,0 |
| m, кг | 30,0 | 29,1 | 28,9 | 29,5 | 29,7 | 29,3 | 28,8 | 28,6 | 28,4 | 29,4 |
156-165 Составит материальный баланс фильтрации экстракционной пульпы, полученной из - сH2SO4.% H2SO4 и G тонн апатитового концентрата, содержащего Р2О5 – сР2О5 %, СаО – сСаО %, F - cF %:
Исходные данные:
Концентрация продукционной фосфорной кислоты сН3РО4, %
Коэффициент разложения апатита – храз.. %, коэффициент отмывки фосфогипса хотм., % В газовую фазу выделяется сFг % фтора от содержания его в сырье. Содержание жидкой фазы (влажность) в отбросном промытом фосфогипсе w4 %; в пульпе отношение Ж/Т = 3/1. В процессе фильтрации испаряется на 1 т апатита m кг воды. Фильтрация осуществляется на карусельном вакуум-фильтре с четырьмя зонами фильтрации: одна основная и три промывные. Влажность отмытого гипса по зонам: после первой (основной) фильтрации w1 %, после второй (т.е. первой промывки) – w2 %, после третьей (т.е. второй промывки) – w3 %, табл.9
Таблица 9
| Задание | 156 | 157 | 158 | 159 | 160 | 161 | 162 | 163 | 164 | 165 |
| G,тн | 10 | 5 | 7 | 9 | 14 | 8 | 12 | 13 | 6 | 11 |
| сH2SO4, % | 93,3 | 93,1 | 94,0 | 93,7 | 93,5 | 94,1 | 93,0 | 93,8 | 93,6 | 93,0 |
| сН3РО4, % | 46,1 | 44,3 | 45,2 | 44,5 | 43,4 | 43,3 | 42,9 | 43,4 | 42,8 | 43,2 |
| сР2О5, % | 39,2 | 41,6 | 39,4 | 40,7 | 39,8 | 40,2 | 40,4 | 39,3 | 40,1 | 39,8 |
| сСаО, % | 52,8 | 49,9 | 51,1 | 52,3 | 50,7 | 52,6 | 52,8 | 52,3 | 52,2 | 52,8 |
| cF, % | 3,1 | 2,9 | 2,8 | 3,2 | 3,3 | 2,8 | 3,0 | 3,1 | 3,1 | 2,8 |
| храз, % | 97,8 | 98,1 | 97,8 | 98,3 | 98,1 | 98,4 | 98,0 | 97,9 | 97,68 | 98,1 |
| хотм., % | 98,1 | 98,5 | 97,8 | 98,1 | 98,3 | 97,7 | 98,3 | 97,9 | 98,0 | 97,9 |
| сFг,% | 20 | 19 | 22 | 18 | 21 | 23 | 20 | 19 | 22 | 19 |
| w1,% | 51,6 | 52,2 | 50,8 | 52,1 | 53,0 | 51,7 | 51,9 | 52,3 | 52,1 | 52,0 |
| w2,% | 49,9 | 50,0 | 48,8 | 49,9 | 51,1 | 50,0 | 49,8 | 50,1 | 50,1 | 49,8 |
| w3,% | 44,8 | 44,8 | 43,9 | 45,0 | 45,6 | 45,1 | 44,8 | 44,9 | 45,0 | 44,5 |
| w4,% | 40,2 | 40,1 | 38,9 | 40,2 | 40,6 | 40,2 | 39,7 | 39,5 | 39,8 | 39,2 |
| m, кг | 260 | 265 | 262 | 258 | 255 | 261 | 265 | 257 | 259 | 262 |
166-175 Составит материальный баланс производства сН3РО4 %-ной, фосфорной кислоты при сжигании G тонн/час фосфора, содержащего спр. % примесей. Исходные данные: степень поглощения Р2О5 в башне сжигания хсж %, в башне гидратации хг %, электрофильтре хэ % от общего его количества; влагосодержание газов, выходящих из башни сжигания а1, из башни охлаждения а2 и на выходе из электрофильтров а3 кг/кг (в расчете на 1 кг сухих компонентов в отходящем газе за вычетом Р2О5). Концентрация фосфорной кислоты в башне гидратации сН3РО4г %. Коэффициент избытка воздуха α, относительно стехиометрического количества, табл.10
Таблица 10
| Задание | 166 | 167 | 168 | 169 | 170 | 171 | 172 | 173 | 174 | 175 |
| G,тн | 8 | 12 | 10 | 15 | 9 | 7 | 13 | 6 | 14 | 11 |
| сН3РО4, % | 74 | 76 | 75 | 74,5 | 76 | 75,5 | 74,5 | 75 | 76 | 74,5 |
| спр, % | 0,6 | 0,5 | 0,7 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,4 | 0,7 | 0,3 | 0,4 |
| Продолжение табл. 10 | ||||||||||
| хсж, % | 51 | 50 | 49 | 50,5 | 51,5 | 49,5 | 50 | 51 | 49 | 50,5 |
| хг., % | 44,5 | 44,5 | 45,5 | 45,5 | 44 | 45,5 | 44,5 | 44 | 46 | 45 |
| хэл.., % | 4,5 | 5,5 | 5,5 | 4 | 4,5 | 5 | 5,5 | 5 | 5 | 4,5 |
| а1, кг/кг | 0,171 | 0,175 | 0,180 | 0,182 | 0,179 | 0,183 | 0,181 | 0,178 | 0,176 | 0,182 |
| а2, кг/кг | 0,115 | 0,113 | 0,116 | 0,112 | 0,115 | 0,114 | 0,117 | 0,116 | 0,114 | 0,118 |
| а3, кг/кг | 0,108 | 0,105 | 0,109 | 0,107 | 0,106 | 0,108 | 0,107 | 0,110 | 0,104 | 0,106 |
| сН3РО4г, % | 64 | 66 | 65 | 64,5 | 66 | 65,5 | 64,5 | 65 | 66 | 64,5 |
| α | 1,9 | 2,1 | 2,0 | 1,9 | 1,9 | 2,1 | 2,1 | 2,0 | 2,1 | 2,0 |
Задания для 2 контрольной работы
Таблица 11- Выбор вариантов домашней контрольной работы (номер варианта соответствует двум последним цифрам шифра студента)
| Вариант | Номера заданий | ||||
| 1 | 1 | 35 | 76 | 83 | 113 |
| 2 | 2 | 30 | 78 | 93 | 123 |
| 3 | 3 | 32 | 79 | 103 | 133 |
| 4 | 4 | 15 | 80 | 84 | 114 |
| 5 | 5 | 16 | 77 | 94 | 124 |
| 6 | 6 | 20 | 82 | 104 | 134 |
| 7 | 7 | 21 | 73 | 85 | 115 |
| 8 | 12 | 45 | 81 | 95 | 125 |
| 9 | 13 | 36 | 61 | 105 | 135 |
| 10 | 14 | 8 | 73 | 86 | 116 |
| 11 | 17 | 9 | 74 | 96 | 126 |
| 12 | 18 | 10 | 75 | 106 | 136 |
| 13 | 19 | 11 | 77 | 87 | 117 |
| 14 | 23 | 59 | 62 | 97 | 127 |
| 15 | 24 | 56 | 63 | 107 | 137 |
| 16 | 25 | 55 | 75 | 88 | 118 |
| 17 | 27 | 54 | 74 | 98 | 128 |
| 18 | 28 | 52 | 64 | 108 | 138 |
| 19 | 29 | 51 | 65 | 89 | 119 |
| 20 | 31 | 47 | 66 | 99 | 129 |
| 21 | 34 | 46 | 67 | 109 | 139 |
| 22 | 37 | 33 | 68 | 90 | 120 |
| 23 | 38 | 26 | 81 | 100 | 130 |
| 24 | 48 | 22 | 62 | 110 | 140 |
| 25 | 49 | 44 | 82 | 91 | 121 |
| 26 | 50 | 43 | 68 | 101 | 131 |
| 27 | 53 | 42 | 69 | 111 | 141 |
| 28 | 57 | 41 | 70 | 92 | 122 |
| 29 | 58 | 40 | 71 | 102 | 132 |
| 30 | 60 | 39 | 72 | 112 | 142 |
Задания
1 Состав и ассортимент калийных удобрений.
2 Сырьё для производства калийных удобрений.
3 Свойства хлорида калия
4 Флотационный способ производства хлорида калия.
5 Галургический метод производства хлорида калия.
6 Дайте сравнительную технико-экономическую характеристику методов получения хлорида калия.
7 Состав и свойства бесхлорных калийных удобрений.
8 Физико-химические основы переработки каинито-лангбейнитовых руд.
9 Физико-химические основы получения сульфата калия конверсией хлорида калия сульфатом натрия.
10 Физико-химические основы получения сульфата калия конверсией хлорида калия серной кислотой.
11 Физико-химические основы получения сульфата калия из алунитов.
12 Утилизация отходов калийного производства.
13 Характеристика и применение комплексных удобрений.
14 Состав и свойства аммофоса и диаммофоса.
15 Физико-химические основы получения аммофоса и диаммофоса.
16 Почему в производстве фосфатов аммония (аммофоса) из концентрированной фосфорной кислоты процесс нейтрализации ведут в две стадии?
17 Стадии производства аммофоса из концентрированной и разбавленной фосфорной кислоты.
18 Состав и свойства нитроаммофоса и нитроаммофоски.
19 Состав и свойства нитрофоса и нитрофоски.
20 Физико-химические основы азотнокислого разложения фосфатов.
21 Физико-химические основы азотно-сернокислотного способа получения нитрофоски.
22 Физико-химические основы азотно-сернокислотно-сульфатного способа получения нитроаммофоски.
23 Свойства и применение жидких комплексных удобрений.
24 Свойства, применение и получение смешанных удобрений.
25 Свойства и применение сложно-смешанных удобрений.
26 Физико-химические основы получения сложно-смешанных удобрений.
27 Свойства и классификация микроудобрений.
28 Свойства и применение минеральных солей.
29 Свойства и применение бихромата натрия.
30 Физико-химические основы получения бихромата натрия.
31 Свойства и применение сульфида натрия.
32 Физико-химические основы получения сульфида натрия восстановлением сульфата натрия коксом.
33 Физико-химические основы получения сульфида натрия восстановлением сульфата газами.
34 Свойства и применение медного купороса.
35 Физико-химические основы получения медного купороса башенным способом.
36 Физико-химические основы получения медного купороса и белого матта.
37 Свойства и применение кальцинированной соды.
38 Сырьё для производства кальцинированной соды.
39 Физико-химические основы получения кальцинированной соли аммиачным способом.
40 Физико-химические основы обжига известняка.
41 Физико-химические основы приготовления известкового молока.
42 Физико-химические основы очистки сырого рассола в производстве кальцинированной соды.
43 Физико-химические основы приготовления аммонизированного рассола в производстве кальцинированной соды.
44 Физико-химические основы карбонизации аммонизированного рассола в производстве кальцинированной соды.
45 Физико-химические основы кальцинации бикарбоната натрия.
46 Физико-химические основы регенерации аммиака из жидкостей содового производства.
47 Физико-химические основы производства кальцинированной соды из нефелина.
48 Утилизация отходов содового производства.
49 Свойства и применение каустической соды.
50 Свойства и применение хлора и водорода.
51 Физико-химические основы процесса электролиза поваренной соли.
52 Диафрагменный способ электролиза.
53 Электролиз с ртутным катодом.
54 Физико-химические основы выпаривания электролитической щелочи.
55 Физико-химические основы обезвоживания (плавки) едкого натра.
56 Физико-химические основы охлаждения, осушки и компримирования хлора.
57 Свойства и применения соляной кислоты.
58 Методы производства соляной кислоты.
59 Физико-химические основы синтеза соляной кислоты.
60 В чем заключается адиабатическая абсорбция хлористого водорода по методу Гаспаряна?
61 – 82 Опишите технологическую схему производства, табл.12
Таблица 12
| № задания | Наименование процесса |
| 61 | Флотационный способ производства хлорида калия |
| 62 | Галургический способ производства хлорида калия |
| 63 | Переработка каинито-лангбейнитовых руд |
| 64 | Получение аммофоса с выпариванием пульпы |
| 65 | Получение аммофоса с аммонизатором-гранулятором |
| 66 | Получение аммофоса саппаратом РКСГ |
| 67 | Получение нитроаммофоса |
| 68 | Получение нитроаммофоски |
| 69 | Получение нитрофоски азотно-сернокислотным разложением |
| 70 | Получение нитроаммофоски азотно-сернокислотно-сульфатным разложением |
| 71 | Получение жидких комплексных удобрений |
| 72 | Получение сложно-смешанных удобрений |
| 73 | Получение бихромата натрия |
| 74 | Получение сульфида натрия |
| 75 | Получение медного купороса башенным способом |
| 76 | Получение кальцинированной соды аммиачным способом |
| 77 | Получение аммонизированного рассола в производстве кальцинированной соды |
| 78 | Получение карбонизированного аммонизированного рассола в производстве кальцинированной соды |
| 79 | Получение соды в отделение кальцинации с ретурным питанием содовых печей |
| 80 | Отделение дистилляции (регенерации аммиака) в содовом производстве |
| 81 | Получение хлора, каустической соды и водорода. |
| 82 | Получение хлористого водорода и соляной кислоты |
Задание 83-92
Определить расход аммиака на нейтрализацию m тонн фосфорной кислоты, содержащей Р2О5 – сР2О5 %, SO3 – cSO3 %, MgO – cMgO %. Содержанием остальных примесей пренебречь, табл.13.
Таблица 13
| Задание | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 |
| m, тн | 15 | 22 | 26 | 31 | 18 | 25 | 34 | 20 | 23 | 18 |
| сР2О5, % | 27 | 29 | 25 | 31 | 30 | 33 | 32 | 26 | 28 | 27 |
| cSO3, % | 3,8 | 3,7 | 4,1 | 3,9 | 4,3 | 4,5 | 2,9 | 3,6 | 3,3 | 3,1 |
| cMgO, % | 3,4 | 3,2 | 3,5 | 3,3 | 2,9 | 3,1 | 3,3 | 2,8 | 2,4 | 2,6 |
Задание 93-102 Определить количество термической фосфорной кислоты концентрацией сР2О5 % и аммиака, необходимых для получения фосфатов аммония цеха нитроаммофоски производительностью G т/ч, содержащей Р2О5 – с1Р2О5 %. До аммонизации кислоту разбавляют до концентрации Р2О5 – с2Р2О5 %. Аммонизацию кислоты проводят до мольного отношения NH3/H3PO4 = n. В поступающем аммиаке содержится NH3 -сNH3 %, остальное вода, табл.14.
Таблица 14
| Задание | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 |
| G, тн/час | 47 | 52 | 61 | 53 | 49 | 57 | 64 | 55 | 46 | 63 |
| сР2О5, % | 52,5 | 51,8 | 52,3 | 53,2 | 52,4 | 52,9 | 51,9 | 53,6 | 52,8 | 52,5 |
| с1Р2О5, % | 16,8 | 16,4 | 15,9 | 15,7 | 16,2 | 16,6 | 15,8 | 15,6 | 16,3 | 16,5 |
| с2Р2О5, % | 42 | 47 | 56 | 48 | 44 | 52 | 59 | 50 | 41 | 58 |
| n | 0,65 | 0,62 | 0,71 | 0,75 | 0,74 | 0,68 | 0,7 | 0,69 | 0,66 | 0,72 |
| cNH3, % | 97,8 | 99,1 | 98,6 | 98,4 | 99,3 | 99,2 | 98,8 | 98,5 | 98,7 | 99,3 |
Задание 103-112 Определить расход соды и гидроокиси кальция для очистки V м3 рассола содержащего m1 кг СаSO4, m2 кг MgCl2, m3 кг CаCl2, табл.15.
Таблица 15
| Задание | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 |
| V, м3 | 2,3 | 3,8 | 6,2 | 5,4 | 4,7 | 5,9 | 6,1 | 7,2 | 4,6 | 7,5 |
| m1, кг | 10,2 | 15,4 | 18,9 | 14,8 | 12,6 | 15,7 | 18,3 | 16,4 | 15,8 | 19,2 |
| m2, кг | 1,2 | 2,4 | 2,3 | 1,9 | 1,7 | 2,5 | 2,9 | 2,3 | 2,4 | 2,8 |
| m3, кг | 1,1 | 1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,4 | 1,8 | 1,5 | 2,1 | 1,6 | 1,9 |
Задание 113-122 Составить материальный баланс сатуратора для нейтрализации G тонн фосфорной кислоты в производстве аммофоса. Состав экстракционной фосфорной кислоты, %: Р2О5 – сР2О5; SO3 – cSO3, MgO – cMgO, CaO – cCaO, Al2O3 –cAl2O3, Fe2O3 –cFe2O3, F – cF. Состав жидкого аммиака: NH3 – cNH3 %, H2O – сН2О. В процессе насыщения кислоты аммиаком испаряется m кг воды на 1000 кг кислоты. Содержание аммиака в нейтрализованной пульпе составляет х % от общего количества Р2О5,табл.16.
Таблица 16
| Задание | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 |
| G, тн | 5 | 3 | 7 | 9 | 4 | 2 | 8 | 10 | 12 | 6 |
| сР2О5, % | 24,8 | 25,3 | 25,0 | 25,9 | 25,2 | 24,7 | 24,9 | 25,9 | 24,7 | 26,1 |
| СSO3, % | 3,56 | 3,87 | 3,64 | 3,75 | 3,28 | 3,15 | 3,98 | 3,17 | 3,25 | 3,64 |
| cMgO, % | 3,52 | 3,78 | 3,41 | 3,29 | 3,61 | 3,58 | 3,27 | 3,19 | 3,33 | 3,42 |
| cCaO, % | 0,31 | 0,28 | 0,18 | 0,32 | 0,27 | 0,24 | 0,21 | 0,19 | 0,20 | 0,25 |
| cAl2O3, % | 1,41 | 1,38 | 1,27 | 1,19 | 1,25 | 1,29 | 1,34 | 1,28 | 1,25 | 1,20 |
| cFe2О3, % | 1,26 | 1,24 | 1,31 | 1,35 | 1,24 | 1,41 | 1,19 | 1,32 | 1,33 | 1,17 |
| cF, % | 2,17 | 2,34 | 1,98 | 1,86 | 1,75 | 2,11 | 2,05 | 2,18 | 2,07 | 2,01 |
| cNH3, % | 98,3 | 97,5 | 99,1 | 98,8 | 98,6 | 98,5 | 99,2 | 97,9 | 97,6 | 99,1 |
| cH2О, % | 1,7 | 2,5 | 0,9 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 0,8 | 2,1 | 2,4 | 0,9 |
| m, кг | 85 | 81 | 83 | 78 | 79 | 72 | 73 | 80 | 84 | 85 |
| х, % | 26,5 | 26,3 | 26,8 | 27,1 | 27,5 | 27,3 | 27,2 | 28,1 | 28,3 | 27,1 |
Задание 123-132 Составить материальный баланс получения азотнокислой вытяжки разложением G тонн апатитового концентрата азотной кислотой концентрацией сHNO3.
Избыток кислоты – а % от стехиометрического количества. Состав апатитового концентрата, %: Р2О5 – сР2О5; CaO – cCaO, Се2O3 – cСе2O3, Fe2O3 –cFe2O3, F – cF, Fe2O3 – cFe2O3, SiO2 – cSiO2, Н.о. – сН.о., Н2О – сН2О. Состав жидкого аммиака: NH3 – cNH3 %, H2O – сН2О. Степень извлечения компонентов апатита при разложении: Р2О5, СаО, Се2O3 - х1 % , F- х2 %, Fe2O3 – х3 %, табл.17.
Таблица 17
| Задание | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 |
| G, тн | 10 | 12 | 9 | 8 | 6 | 7 | 11 | 5 | 13 | 4 |
| сHNO3, % | 45,3 | 44,9 | 44,7 | 45,1 | 45,6 | 45,0 | 45,4 | 44,8 | 45,0 | 45,2 |
| а, % | 6,1 | 5,4 | 4,6 | 4,8 | 5,2 | 5,0 | 5,1 | 5,8 | 5,7 | 5,3 |
| сР2О5, % | 37,9 | 38,5 | 39,4 | 39,1 | 38,4 | 38,1 | 39,8 | 37,7 | 39,2 | 39,6 |
| cCaO, % | 53,2 | 52,7 | 51,8 | 51,6 | 52,9 | 52,7 | 50,6 | 53,5 | 52,8 | 51,3 |
| cСе2O3, % | 0,81 | 0,92 | 0,95 | 1,02 | 1,15 | 0,79 | 1,21 | 1,16 | 0,76 | 1,98 |
| cFe2О3, % | 0,92 | 0,81 | 1,84 | 0,84 | 1,36 | 0,99 | 0,79 | 0,83 | 1,01 | 1,25 |
| cF, % | 2,96 | 3,11 | 2,03 | 3,03 | 2,25 | 3,33 | 3,16 | 2,60 | 2,45 | 2,13 |
| cSiO2, % | 1,85 | 1,36 | 1,51 | 1,64 | 2,03 | 2,21 | 1,88 | 1,42 | 1,31 | 1,72 |
| cH. о, % | 2,03 | 2,08 | 1,93 | 2,29 | 1,46 | 1,49 | 1,94 | 2,11 | 2,01 | 1,57 |
| cH2О, % | 0,33 | 0,52 | 0,54 | 0,48 | 0,45 | 0,39 | 0,62 | 0,68 | 0,46 | 0,45 |
| х1, % | 98,2 | 98,9 | 98,7 | 98,5 | 98,0 | 98,3 | 97,9 | 97,5 | 98,8 | 98,1 |
| х2, % | 95,4 | 96,1 | 95,8 | 95,2 | 95,6 | 96,3 | 94,9 | 94,7 | 95,1 | 96,0 |
| х3, % | 70,8 | 71,2 | 70,5 | 69,8 | 69,6 | 70,2 | 70,4 | 69,4 | 68,3 | 72,1 |
Задание 133-142 Составить материальный баланс разложения азотнокислой G тонн апатитового концентрата азотной и серной кислотами для производства нитрофоски с соотношением Р2О5вод/ Р2О5цитр = 1/1.
Состав апатитового концентрата, %: Р2О5 – сР2О5; CaO – cCaO, Се2O3 – cСе2O3, Fe2O3 –cFe2O3, F – cF, Fe2O3 – cFe2O3, SiO2 – cSiO2, Н.о. – сН.о., Н2О – сН2О. Разложение апатита ведется при последовательной подаче кислот - сначала азотной, концентрацией сHNO3, затем серной, концентрацией сH2SO4.
Степень извлечения компонентов апатита при разложении: Р2О5, СаО, и F - х1 % , Се2O3 - х2 %, Fe2O3 – х3 %, табл.18.
Таблица 18
| Задание | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
| G, тн | 9 | 7 | 8 | 11 | 12 | 6 | 14 | 10 | 13 | 15 |
| сР2О5, % | 37,9 | 38,5 | 39,4 | 39,1 | 38,4 | 38,1 | 39,8 | 37,7 | 39,2 | 39,6 |
| cCaO, % | 53,2 | 52,7 | 51,8 | 51,6 | 52,9 | 52,7 | 50,6 | 53,5 | 52,8 | 51,3 |
| cСе2O3, % | 0,81 | 0,92 | 0,95 | 1,02 | 1,15 | 0,79 | 1,21 | 1,16 | 0,76 | 1,98 |
| cFe2О3, % | 0,92 | 0,81 | 1,84 | 0,84 | 1,36 | 0,99 | 0,79 | 0,83 | 1,01 | 1,25 |
| cF, % | 2,96 | 3,11 | 2,03 | 3,03 | 2,25 | 3,33 | 3,16 | 2,60 | 2,45 | 2,13 |
| cSiO2, % | 1,85 | 1,36 | 1,51 | 1,64 | 2,03 | 2,21 | 1,88 | 1,42 | 1,31 | 1,72 |
| cH. о, % | 2,03 | 2,08 | 1,93 | 2,29 | 1,46 | 1,49 | 1,94 | 2,11 | 2,01 | 1,57 |
| cH2О, % | 0,33 | 0,52 | 0,54 | 0,48 | 0,45 | 0,39 | 0,62 | 0,68 | 0,46 | 0,45 |
| сHNO3, % | 47,3 | 46,9 | 46,7 | 47,1 | 47,0 | 46,8 | 47,5 | 46,6 | 47,5 | 47,4 |
| сH2SO4, % | 92,8 | 93,0 | 93,2 | 92,5 | 92,6 | 93,4 | 93,5 | 93,1 | 92,7 | 92,8 |
| х1, % | 98,2 | 98,9 | 98,7 | 98,5 | 98,0 | 98,3 | 97,9 | 97,5 | 98,8 | 98,1 |
| х2, % | 95,4 | 96,1 | 95,8 | 95,2 | 95,6 | 96,3 | 94,9 | 94,7 | 95,1 | 96,0 |
| х3, % | 70,8 | 71,2 | 70,5 | 69,8 | 69,6 | 70,2 | 70,4 | 69,4 | 68,3 | 72,1 |
Перечень лекций
| № п/п | Темы лекций | Количество часов |
| 1 | Введение | 1 |
| 2 | Характеристика сырья и серной кислоты | 1 |
| 3 | Получение сернистого газа | 1 |
| 4 | Физико –химические основы процессов очистка и осушки сернистого газа | 2 |
| 5 | Физико –химические основы процессов окисления диоксида серы на катализаторе и абсорбции триоксида серы | 2 |
| 6 | Производство серной кислоты нитрозным способом | 2 |
| 7 | Производство азотоводородной смеси для синтеза аммиака | 2 |
| 8 | Очистка азотоводородной смеси от оксидов углерода | 2 |
| 9 | Способы производства азота и кислорода из воздуха | 1 |
| 10 | Производство синтетического аммиака | 2 |
| 11 | Производство азотной кислоты | 2 |
| 12 | Характеристика минеральных удобрений, ассортимент и свойства азотных удобрений | 1 |
| 13 | Производство аммиачной селитры, карбамида | 2 |
| 14 | Производство жидких азотных удобрений, сульфата аммония | 2 |
| 15 | Ассортимент фосфорных удобрений | 1 |
| 16 | Производство фосфоритной муки и простого суперфосфата | 2 |
| 17 | Производство экстракционной фосфорной кислоты | 1 |
| 18 | Производство термической фосфорной кислоты и фосфора | 2 |
| 19 | Производство двойного суперфосфата и преципитата | 2 |
| 20 | Классификация калийных удобрений и калийного сырья | 1 |
| 21 | Методы производства калия хлористого | 2 |
| 22 | Производство сульфат-калийных удобрений | 1 |
| 23 | Классификация комплексных удобрений | 1 |
| 24 | Сложные удобрения на основе фосфорной и азотной кислот | 2 |
| 25 | Сложные удобрения на основе разложения фосфатов | 2 |
| 26 | Микроудобрения, их ассортимент | 1 |
| 27 | Теоретические основы процессов получения дихромата натрия, сернистого натрия и медного купороса | 1 |
| 28 | Теоретические основы аммиачного способа производства кальцинированной соды, основные стадии | 2 |
| 29 | Электрохимический способ получения каустической соды | 1 |
| 30 | Теоретические основы и основные стадии производства соляной кислоты | 1 |
Перечень практических занятий
| № п/п | Темы практических занятий | Количество часов |
| 1 | Расчет тепловых эффектов при разбавлении и смешении серной кислот | 1 |
| 2 | Расчет материального и теплового балансов процесса обжига колчедана | 1 |
| 3 | Расчет материального баланса процесса синтеза аммиака | 1 |
| 4 | Расчет материального баланса контактного аппарата окисления аммиака | 1 |
| 5 | Расчет расходных коэффициентов и материального баланса в производстве аммиачной селитры | 1 |
| 6 | Расчет материального баланса процесса экстракции фосфорной кислоты и расходных коэффициентов | 2 |
| 7 | Расчет материального баланса ферритной печи. | 1 |
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная
Мельников Е.Я. и др. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. -М.: Химия, 1983.
Расчеты по технологии неорганических веществ/Под ред. проф. Позина М.Е.-М: Химия, 1977.
Амелин А.Г. Технология серной кислоты. - М.: Химия, 1983.
Дополнительная
Атрощенко В.И., Каргнн С.И. Технология азотной кислоты. - М.: Химия, 1970.
Бельковский С.В. и др. Технология содопродуктов. - М.: Химия, 1972.
Дохолова Л.Н., Кармышсв В.Ф. и др. Производство и применение аммофоса. - М.: Химия, 1977.
Производство фосфорных и комплексных удобрений/Под ред.. Эвенчика С.Д, Бродского А.А. - М.: Химия, 1987.
Соколовский А.А., Унанянц Т.Г. Краткий справочник по минеральным удобрениям. - М.: Химия, 1977.
Справочник сернокислотчика /Под ред. проф. К.М. Малинина. - М.: Химия, 1971.
Справочник азотчика /Под ред. Е.Я. Мельникова. - М.: Химия, 1986.