Đề tài Kỹ thuật sản xuất NH3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀUKHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨMKỸ THUẬT SẢN XUẤT NH3ĐỀ TÀI:GVHD: Th.S Lê Thị Anh PhươngVõ Thanh HàLê Thị Hồng HạnhNguyễn Văn HảiNguyễn Văn NamNguyễn Minh HuyDương Thị Kim NgânNhóm SVTH:KĨ THUẬT HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG12NỘI DUNG BÁO CÁO TÍNH CHẤT CỦA NH3NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT NH3QUY TRÌNH TỔNG HỢP NH3ỨNG DỤNG CỦA NH3MỘT SỐ NHÀ MÁY SẢN XUẤT NH3 1. Tính chất vật lý: Amoniac là chất khí không màu, có mùi khai, là một chất khí độc, tan nhiều trong nước.2. Tính chất hóa học : Trên nguyên tử nitơcủa amoniac có cặp electron tự do nên amoniac có tính bazơ và có thể xảy ra phản ứng hóa học : NH3 + H+ → NH4+Trong amoniac, nitơ có số oxi hóa thấp nhất nên amoniac có tính khử. Ví dụ như trong phản ứng hóa học: 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl Amoniac tương đối kém bền bởi nhiệt. Nó có thể bị phân hủy tại nhiệt độ cao theo phản ứng hóa học: 2NH3 → N2 + 3H2TÍNH CHẤT CỦA AMONIAC1. Phân chia vật lý không khí thành nitơ và oxi .(Trong không khí chứa 77% nitơ , phương pháp này được tiến hành bằng cách )Chưng cất không khí lỏng và dựa trên sự khác nhau về nhiệt độ sôi của từng khí riêng biệt.2.Nhân N2 cùng với H2. Bằng cách liên kết tất cả các oxy không khí ở dạng CO2, sau đó tách CO2 ra khỏi hỗn hợp N2 và H2.ĐIỀU CHẾ NITƠNgày nay để điều chế NH3 người ta dùng cách thứ 2 là phổ biến nhất. 5ĐIỀU CHẾ HYDRO Điều chế hydro bằng cách chuyển hóa khí thiên nhiên, chủ yếu là CH4.Phương trình phản ứng: CnH2n+2 + H2O Cn-1H2n + CO + 3H2 – Q CH4 + H2O CO + 3H2 – Q CO + H2O CO2 + H2 + Q Ngoài ra hydro còn điều chế bằng những cách sau: Phân chia khí cốc bằng phương pháp hóa lỏng tất cả các hỗn hợp trừ khí H2. Điện phân nước hay dung dịch muối NaCl. Trong công nghiệp hiện đại ngày nay phần lớn NH3 (90%) được sản xuất theo phương thức Haber-Bosch với N2 từ không khí , H2 từ khí Mêtan (CH4) và nước . CH4 + H2O → CO + 3H2 N2 + 3H2 → 2NH3Ngoài phương pháp trên thì còn dùng các phương pháp sau: Phương thức CaCN2 của Rothe-Frank-Caro CaCN2 + 3H2O → CaCO3 + 2NH3 Phương thức Persek từ nitrua nhôm AlN và nước 2AlN + 3H2O → Al2O3 + 2NH3 Từ NO và H2 : 2NO + 5H2 → 2NH3 + 2H2O Từ NH4Cl : NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl CÁCH SẢN XUẤT AMONIAC7MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA NH3CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNHPHÂN BÓNĐIỀU CHẾ HNO3NHIÊN LIỆU PHẢN LỰC8NH3 DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN BÓN9SẢN XUẤT ACID NITRIC10ỨNG DỤNG NH3 TRONG CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNHHệ thống kho cấp đôngBộ làm lạnh11ĐIỀU CHẾ N2H4 ĐỂ LÀM NHIÊN LIỆU PHẢN LỰC12NHÀ MÁY SẢN XUẤT NH3 Nhà máy đạm Cà Mau.Đạm Phú MỹTháp Metan hóa13SƠ ĐỒ SẢN XUẤT NH3 HIỆN ĐẠIKHỬ LƯU HUỲNHTHÁP REFORMINGTHÁP CHUYỂN HÓA COTHÁP TÁCH CO2THÁP METAN HÓAVÒNG TỔNG HỢP NH3KHÔNG KHÍHƠI NƯỚCKHÍ NGNH3 LỎNGCO214Khí tự nhiên CÔNG ĐOẠN KHỬ LƯU HUỲNHPHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG TRONG THÁP METAN HÓA:R-S-H + H2 RH + H2SCS2 +H2 H2S +RH COS +4H2 H2S +CH4 +H2Ot = 380 o CXt : Coban-Molipden oxit PHƯƠNG TRÌNH TRONG THÁP HẤP THỤ H2S:ZnO + H2S ZnS + H2OKhí sạch tới lò ReformingTHÁP HYDRO HÓATHÁP HẤP THỤ H2SLÒ GIA NHIỆT1516 Ngoài sử oxyt kẽm xúc tác cho quá trình tháp hấp thụ H2S còn sử dụng xúc tác khác như: Chất hấp phụ rắn như: Than hoạt tính, hydroxyt sắt.Chất hấp phụ lỏng như: Etanolamin, dung dịch asen- xoda, các dung dịch cacbonat  CÔNG ĐOẠN REFORMING PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG TRONG THÁP REFORMING SƠ CẤP: CnH2n+2 + H2O Cn-1H2n + CO + 3H2 – Q CH4 + H2O CO + 3H2 – Q CO + H2O CO2 + H2 + Q PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG TRONG RERFORMING THỨ CẤPCH4 + 2O2 CO2 + 2H2OTHÁP REFORMING SƠ CẤPKhí nhiên liệu (Khí đốt)Chuyển hóa COKhí công nghệHơi nướcTHÁP REFORMING THỨ CẤPKhông khí17Xúc tác: Ni,Al2O3 Nhiệt độ: 800-8500C.Nhiệt độ: 1100-12000C KHÍ REFORMINGKHÍ CHUYỂN HÓATHÁP CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ CAOTHÁP CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤPCÔNG ĐOẠN CHUYỂN HÓA CO THÀNH CO2 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ CAO:CO + H2O CO2 + H2 + QPHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤP :(giống như trên)Nhiệt độ 200-300oC, Xúc tác Sn, Cr, Cut = 430 - 470 o C Xt : Oxit Fe, Cr,1819 Tại tháp chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp ngoài việc sử dụng H2O để làm sạch còn sử dụng những phương pháp sau: Hấp thụ bằng dung dịch amonia – đồng ở áp suất 100 – 300 atm , nhiệt độ 0 - 250C.Rửa khí bằng nitơ lỏng.Hydrohoa xúc tác ( khi hàm lượng CO thấp) D.D MEAKhí chuyển hoáKhí đã được khử CO2Khí CO2 thuầnTháp hấp thụ CO2Tháp tái sinh CO2 Các phản ứng khử CO2 bằng dung dịch mono etanolamin:CO2 + 2RNH2 + H2O (RNH3)2CO3 CO2 + (RNH3 )2CO3 + H2O 2RNH3HCO3 Qúa trình hấp thụ CO2 được thực hiện ở điều kiện nhiệt độ 45oC và áp suất . Quá trình tái sinh được thực hiện ở điều kiện nhiệt độ 120oC và áp suất.CÔNG ĐOẠN TÁCH CO22021 Ngoài sử dụng MEA để hấp thụ CO2 còn dùng một số hợp chất hữu cơ khác như: Metanol. Propile cacbonat C4H6 O3 . Sunfotan C4 H8 SO2.CÔNG ĐOẠN MÊTAN HÓA KHÍ ĐÃ KHỬ CO2KHÍ ĐI TỔNG HỢP NH3THÁP METAN HÓATHÁP TÁCH KHÍ CUỐI CÙNGCondensatet = 200 ÷ 400o C Xt :Ni, Cr, Znt = 200 ÷ 400 o C Xt : Cr, Cu, Zn PHƯƠNG TRÌNH TRONG THÁP METAN HÓA:CO + 3H2 CH4 + H2O + QCO2 + 4H2 CH4 + H2O + Q22Tháp tổng hợp NH3Bồn tách lỏng/hơiBồn chứa NH3 lỏngTháp gia nhiệtCÔNG ĐOẠN TỔNG HỢP AMÔNIẮC PHƯƠNG TRÌNH TRONG THÁP TỎNG HỢP NH3N2 + 3H2 2NH3 + 92,4KJ Tỉ lệ phản ứng : 1:3 , P=250 atm Hiệu suất p/ư : 25%t = 360 ÷ 450 o C Xt : Fe, CaO, K2O,Al2O312345623THÁP TỔNG HỢP NH32425SƠ ĐỒ KHÔNG GIAN HÌNH NHẪNVIDEO26CÁM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE27Sơ đồ tổng hợp amonia ở áp suất trung bình