Аммиак синтезінде қолданылатын энергия түрлерін талдау

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Қожа Aхмет Ясaуи aтындaғы Хaлықaрaлық
қaзaқ-түрік университеті

Реферат

Тақырыбы: Аммиак синтезі өндірісіндегі қолданылатын энергия түрлері және ұтымды пайдалану жолдары

Орындаған: Мырзахмет У
Тексерген: Шахабаев Е

Түркістан 2024

МАЗМҰНЫ
Кіріспе
Аммиак синтезінің технологиялық ерекшеліктері
Өндірісте қолданылатын энергия түрлері
Энергияны ұтымды пайдалану әдістері
Жаңартылатын энергияны енгізу перспективалары
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе
Энергетикалық ресурстарды тиімді пайдалану - қазіргі заманғы химиялық өндірістің ең маңызды міндеттерінің бірі. Әлемдік экономикада маңызды рөл атқаратын аммиак өндірісі ауыл шаруашылығы үшін қажетті тыңайтқыштарды, пластиктер, дәрі-дәрмектер және басқа да өнеркәсіптік өнімдерді өндіруде негізгі шикізат көзі болып табылады. Аммиак синтезінің ең көп таралған әдісі - Габер-Бош процесі, бұл технология химия өнеркәсібінде революциялық өзгерістер әкелді және әлем халқын азық-түлікпен қамтамасыз етуде маңызды рөл ойнады.
Алайда, бұл процесс үлкен энергия шығынын талап етеді, бұл оны энергияны көп қажет ететін салалардың бірі етеді. Мысалы, табиғи газ реформингі, жоғары қысым мен температураны ұстап тұру, компрессорлар мен басқа да жабдықтарды қолдану - барлығы энергия шығынын арттырады. Сонымен қатар, аммиак өндірісі көмірқышқыл газын көп мөлшерде шығарады, бұл экологиялық әсерді күшейтеді.
Осы себептен, аммиак өндірісінде энергияны тиімді пайдалану және жаңартылатын энергия көздерін енгізу арқылы энергия шығынын азайту мәселесі күн тәртібіндегі өзекті тақырып болып отыр. Бұл рефератта аммиак синтезінде қолданылатын энергия түрлері және оларды ұтымды пайдалану жолдары қарастырылады. Сонымен қатар, энергия үнемдеу технологиялары мен экологиялық таза өндіріс әдістері талқыланады.
Мақсаты:
Аммиак синтезінде қолданылатын энергия түрлерін талдау.
Энергияны тиімді пайдалану әдістерін зерттеу.
Жаңартылатын энергия көздерін қолдану мүмкіндіктерін анықтау.
Бұл зерттеу өндірістің тиімділігін арттырып қана қоймай, қоршаған ортаға кері әсерді азайтуға бағытталған шешімдерді ұсынады.

Табиғи газды тұтыну аммиак өндірісінің рентабельділігін анықтайтын маңызды факторлардың бірі болып табылады. 1 тонна аммиак өндіру үшін ресейлік қондырғылар 1115-1380 м3 табиғи газды жұмсайды. Көбінесе табиғи газды жоғары тұтыну ресейлік қондырғылардың көпшілігі ескірген және энергия мен материалды тұтыну және қоршаған ортаны қорғау талаптары бойынша алдыңғы қатарлы елдерде қолданылатындардан айтарлықтай төмен екендігімен байланысты. Бірақ соңғы жылдары кәсіпорындардың көпшілігінде қайта құру және жаңғырту жұмыстары жүргізілуде, нәтижесінде көгілдір отын мен электр энергиясын тұтыну азайды. Табиғи газды тұтынудың ең жақсы көрсеткіштері қазіргі уақытта 1115 м3 деңгейінде. Төменде кейбір ресейлік өндірістік нысандардағы табиғи газды тұтыну көрсеткіштері берілген:
Кестекейбір ресейлік кәсіпорындарда аммиак өндіруге табиғи газды тұтыну
Кәсіпорын
Табиғи газды тұтыну, тоннасына м 3 NH 3

Акрон АҚ
1.115 ; 1130 ( бірлікке байланысты)

Минералды тыңайтқыштар ААҚ
1.174

Азот АҚ (Березники)
1250

Дереккөз: сауалнама деректері
Қазіргі уақытта ресейлік аммиак өндірісінің басты бәсекелестік артықшылығы арзан табиғи газ болып табылады. Төмендегі кестеде келтірілген деректерді пайдалана отырып, әлемнің әртүрлі аймақтарындағы аммиак өндірісінің өзіндік құнының өзгеруін бақылай аласыз. Ресейде аммиак өндірісінің өзіндік құны ең төменгілердің бірі екенін көруге болады. Сонымен қатар, ресейлік кәсіпорындарда өндіріс технологиялары, ресурс және энергия тұтыну соңғы жылдары іске қосылған заманауи өндіріс орындарына қарағанда айтарлықтай жоғары. Бұл факт қолданыстағы өндірістік қуаттарды жаңғыртусыз шикізат бағасының ықтимал өсуіне байланысты аммиак құнының айтарлықтай өсетінін көрсетеді.
КестеӘртүрлі елдердегі аммиак өндірісінің өзіндік құны
Ел
Газ бағасы, $ м3
Аммиак өндірісінің өзіндік құны, $т
АҚШ
200-430
220-450
Канада
200-300
220-300
Зап. Еуропа
200-450
220-470
Украина
100-130
180-200
Тринидад
100
120-150
Ресей
40-60
130-160
Индонезия
70-80
100-120
Аргентина
50-70
80-100
Австралия
40-60
70-90
Венесуэла
40-60
70-80
Таяу шығыс
30-40
60-90
Дереккөз: PhosAgro, меншікті. баға
Табиғи газдан аммиак алудың дәстүрлі схемасы келесідей:
Күріш. 1.1. Табиғи газдан аммиак алудың дәстүрлі схемасы

Бірінші кезең күкіртті табиғи газдан тазартуды қамтиды. Табиғи газдағы күкірт қосылыстарының құрамына байланысты цеолитті тазарту немесе каталитикалық гидрлеу арқылы тазарту және кейіннен H2S мырыш оксидімен сіңіру қолданылады. Содан кейін табиғи газ риформингтік реакторларға түседі. Келесі кезең - көміртегі тотығын түрлендіру және газды көмірқышқыл газынан тазарту. Схеманың ең маңызды бөлігі аммиак синтезі болып табылады. Алдыңғы буындағы аммиак қондырғыларында аммиак синтезі 280 - 330 бар қысымда жүзеге асырылады. Синтез контурына берілетін синтез газын сығу үшін тәулігіне 1360 тонна NH3 өндіретін қондырғы үшін номиналды қуаты 32 МВт қуатты 4 сатылы компрессор қажет. Оның турбинасы сағатына 350 - 370 тонна көлеміндегі қысымы 100 бар, температурасы 482°С буды тұтынады. Дәл осы турбина өндіретін және ең көп механикалық энергияны тұтынатын компрессор. Ұсақталған буды конденсациялау кезінде ғана энергия шығыны 0,35 - 0,4 Гкалт NH3 құрайды. Механикалық энергия өндіруді және бу өндіруді азайту үшін энергияны үнемдеу және инвестицияны азайту тұжырымдамасы шеңберінде жаңа синтез схемалары, атап айтқанда аммиактың төменгі қысымдағы каскадты синтезі ұсынылады. Энергияны тұтыну аммиак өндірісінің рентабельділігін анықтайтын маңызды параметрлердің бірі болып табылады. Қазіргі уақытта өндірушілер өндірісті жаңғырту жұмыстарын жүргізуде, бұл басқалармен қатар энергия шығындарының төмендеуіне әкеледі. Катализ институтының мәліметі бойынша. Г.К.Борескова Ресейде энергия шығыны 10,07-11,2 Гкалт құрайтын үшінші ұрпақтың 31 аммиак қондырғысы бар. Яғни, 1960 жылдардан бастап. энергия тұтыну 29%-ға төмендеді. Төмендегі диаграмма аммиак өндіру технологияларының жетілдірілуіне қарай энергия тұтынудың өзгеру динамикасын көрсетеді.
КестеAMV аммиак синтезі процесінің (ICI) техникалық көрсеткіштері және дәстүрлі технология
Көрсеткіштер
AMV процесі
Дәстүрлі технология
Типтік бастапқы риформинг режимдері: Букөміртек қатынасы Газдың шығу температурасы, °C Метанның бөлінуі, % көлем.
2,75-3,0 780 16
3,5 800-820 11
Екінші реттік риформингтің типтік режимдері: Газдың шығу температурасы, 0С Метанның бөлінуі, % көлем.
950 1.0
1000 0,3
Дерек көзі: Катализ институты. Г.К.Борескова
ICI (LCA Process) әзірлеген екінші процесс газбен жұмыс істейтін бастапқы реформаторды пайдаланады. Суретте. 1.5-суретте осы процесс үшін ICI әзірлеген аммиак синтезі реакторының диаграммасы көрсетілген. Процестің негізгі ерекшеліктері: - отты қыздырмай бірінші реттік риформинг, - екінші реттік риформингте ауаның көп мөлшерде асып кетуі, - бу:газ қатынасы = 2,5, - бір сатыдағы СО конверсиясы, - PSA әдісімен N2, Ar, CO2 бөлу, - синтез қысымы - 80 атм.LCA процесінің жеңілдетілген диаграммасын келесідей ұсынуға болады: Мен сонымен қатар Linde, Kellog Brown & Root, Lurgi
компанияларының аммиак синтезі қондырғыларының заманауи нұсқаларын қысқаша сипаттағым келеді . Linde аммиак синтезі қондырғыларының (ЛҚҚ) ерекшеліктері: - сутегі 850°С-та бу риформингімен, СО және PSA бір сатылы түрленуімен алынады, - азот ауаны криогенді бөлу арқылы алынады, - тазартқыш газдар жоқ, - жалпы катализатордың мөлшері 2 есе азаяды.
Broun&Root Purifier процесінде 4-ші буын аммиак өндірісінің қондырғыларында негізгі идея синтез газ компрессорының алдында криогендік айыру арқылы артық азотты шығарумен стехиометриялық көрсеткіштен 50% жоғары екінші реттік риформингте ауа ағынын пайдалану болып табылады. Бұл процестің ерекшеліктерін қысқаша келесідей көрсетуге болады:
Күріш. 1.14. LCA аммиак синтезі процесінің схемасы (ICI)
- метан мен аргон криогендік жолмен бөлінеді. Синтез газының құрамында небәрі 0,25% инертті (Ar), - бірінші реттік риформингтегі температура айтарлықтай төмендейді, - бугаз қатынасы 3-тен төмен, - қосымша ауа қосымша жылу береді, - метан қалдығы 1,5%, - NTC-тен кейінгі СО концентрациясы 2,35 % құрайды. Kellog Brown & Root фирмасының KAAPKRES процесінің ерекшеліктері : - бастапқы риформинг жоқ, - синтез қысымы - шамамен 90 атм, - синтез катализаторы - RuC, - бір сатылы синтез газ компрессоры, - тазартудан H2 және N2 бөлу газдар, - энергия шығыны 6,5-6,7 Гкалт NH3. LURGI Megammonia процесінің ерекшеліктері , өнімділігі тәулігіне 4000 тонна: - бастапқы риформинг жоқ, - 60 атм. оттегіде автотермиялық риформинг , - NTC жоқ, - ауаны бөлгеннен кейін азот, - криогенді СО2 бөлу, CH4 қайта өңдеу, CO және Ar, - 200 атм-де синтез.Өндірісте қолданылатын энергия түрлері
Жылу энергиясы
Табиғи газды реформинг арқылы сутегі өндіру кезінде қолданылады.
Реакциялық жылу аммиакты конденсациялау үшін де пайдаланылады.
Электр энергиясы:
Компрессорларды, сорғыларды және бақылау жүйелерін жұмыс істету үшін қажет.
Механикалық энергия:
Газдарды жоғары қысымда сығу және тасымалдау үшін қолданылады.
Химиялық энергия:
Табиғи газ және көмірсутек реформингіндегі энергия тасымалдаушылар ретінде пайдаланылады.
Энергияны ұтымды пайдалану әдістері
Жылуды қалпына келтіру:

Реакциядан бөлінетін жылу бу өндіруге және басқа процестерде пайдалануға бағытталады.
Қалдық жылуды қалпына келтіру қондырғылары энергия үнемдеуге көмектеседі.

Тиімді катализаторларды қолдану:
Жаңа катализаторлар реакция температурасы мен қысымын төмендетуге мүмкіндік береді.
Жабдықтардың тиімділігін арттыру:
Энергияны аз тұтынатын компрессорлар мен реакторлар қолдану.
Автоматтандыру:
Өндірістік процестерді бақылау және оңтайландыру үшін цифрлық жүйелер енгізу.

5. Жаңартылатын энергияны енгізу перспективалары
Жел және күн энергиясы:
Аммиак синтезі үшін электр энергиясын жел немесе күн көздерінен алу.
Сутегінің жасыл өндірісі:
Электролиз арқылы сутегін өндіру көміртек ізін азайтады.
Көміртек ұстау және сақтау:
Реформингтен кейін бөлінетін көмірқышқыл газын жинап, қайта өңдеу.

6. Қорытынды
Аммиак синтезі - әлемдегі ең маңызды өндірістік процестердің бірі. Бұл процесс азот тыңайтқыштарын, химиялық реагенттерді және басқа да өнеркәсіптік өнімдерді өндіруде негізгі рөл атқарады. Бірақ бұл өндірістің жоғары энергия тұтынуы және экологиялық әсері оны жетілдіруді талап етеді.
Аммиакты синтездеу үшін қолданылатын энергияның негізгі түрлері - жылу, электр, механикалық және химиялық энергия. Олар өндірістің әр кезеңінде пайдаланылады: сутегін алу, компрессорларды жұмыс істету және химиялық реакцияларды қамтамасыз ету. Алайда энергияның үлкен көлемін тұтыну өндіріс шығындарын арттырып қана қоймай, қоршаған ортаға да кері әсерін тигізеді.
Энергияны ұтымды пайдалану - бұл мәселені шешудің негізгі жолы. Қалдық жылуды қайта пайдалану, тиімді катализаторларды қолдану, жабдықтарды жетілдіру және автоматтандыру жүйелерін енгізу - энергия тұтынуды азайтуға және өндіріс тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, жаңартылатын энергия көздерін интеграциялау, мысалы, жел және күн энергиясын пайдалану, экологиялық таза өндірісті қамтамасыз етеді.
Қазіргі таңда "жасыл аммиак" тұжырымдамасы ерекше назарда. Бұл тәсіл сутегін электролиз арқылы өндіруді және көміртек шығарындыларын азайтуға бағытталған әдістерді қолдануды қамтиды. Мұндай өндіріс тәсілі экологиялық тұрақтылықты қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Аммиак өндірісінде энергия тиімділігін арттыру тек экономикалық тұрғыдан ғана емес, экологиялық тұрғыдан да маңызды. Энергия шығындарын азайту, қоршаған ортаға зиянды әсерді төмендету және жаңартылатын энергия көздерін пайдалану арқылы бұл саланы тұрақты даму жолына бағыттауға болады.
Жалпы, бұл тақырып болашақ зерттеулер үшін өте маңызды. Жаңа технологияларды енгізу, жасыл энергия көздерін пайдалану және өндірісті автоматтандыру арқылы аммиак синтезін одан әрі тиімді етуге болады. Сондықтан, энергияны тиімді пайдалану мәселесі тек өндірістік компаниялар үшін ғана емес, бүкіл әлемдік қоғамдастық үшін де өзекті болып қала береді.
Осындай шараларды жүзеге асыру тек аммиак өндірісін жақсартып қана қоймай, болашақ ұрпақ үшін экологиялық таза және тиімді индустрияны құруға көмектеседі.

\ Қолданылған әдебиеттер
Белавин И.Ю. Химиялық өндіріс технологиясы.
Smith J. Ammonia Synthesis: Process Optimization and Energy Efficiency.
Онлайн дереккөздер: sciencedirect.com, pubmed.ncbi.nlm.nih.gov.

Қожа Aхмет Ясaуи aтындaғы Хaлықaрaлық
қaзaқ-түрік университеті

Реферат

Ағынды суларды тазалау әдістері

Орындаған: Мырзахмет У
Тексерген: Шахабаев Е

Түркістан 2024 ж
Жоспар:

Судың сапасын қалыпқа келтіру
Ағынды суларды қатты бөлшектрерден тазалау
Ағынды суларды май өнімдерінен тазалау
Суды ерігіш қосылыстардан тазарту
Ағынды суларды органикалық заттардан тазалау
Су мөлшерін бақылау әдістері
Ағын суларды пайдалану тарату
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Судың сапасын қалыптандыру

Су қоймаларындағы су құрамының келесі стандартты мәндері: қалқитын құрамдас бөлшектер және өлшенген заттар, иісі, дәмі, түсі, су температурасы және РН мәні. Су қоймаларының құрамдас екі категориясы орнатылған:
Ішуге қолданылатын және күнделікті қолданылатын су қоймалары
Балық шаруашылығында қолданылаттын су қоймалары
Ішуге пайдаланылатын судың құрамы бұлақтан ағатын ағынды судың 1 км арақашықтығына ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.