Separarea se bazează pe diferențele de la punctul de fierbere de azot lichid (-196 ° C) și oxigen (-183 ° C). Dacă aerul este lichefiat și apoi lăsați să se evapore, faza gazoasă va trece component mai scăzut de fierbere (azot) și cuplurile ei să fie îmbogățit și lichidul - oxigen.
Separarea aerului în azot și oxigen constă din trei etape principale: purificarea și uscarea, lichefierea, rectificarea aerului.
La curățare și uscare, aerul este eliberat din praf, vapori de apă, dioxid de carbon, pentru a preveni formarea gheții în timpul lichefierii.
Instalația de lichefiere a aerului se bazează pe o metodă care asigură răcirea gazului în timpul expansiunii sale adiabatice cu performanța lucrării. În adiabatic, adică care nu are schimb de căldură cu mediul, procesul de expansiune este însoțit de o scădere a energiei interne a sistemului și a temperaturii asociate.
Compresiunea aerului se efectuează într-un turbocompresor cu o capacitate de până la 25 mii m 3 / g, cu o presiune de descărcare mai mare de 0,7 MPa.
Rectificarea aerului prin evaporarea azotului din aer fierbinte conduce la un amestec care conține 93% azot și 7% oxigen. Separarea practică completă a aerului în aceste componente se realizează prin rectificare dublă într-un aparat cu două cavități din oțel inoxidabil. Planta produce 15 mii m 3 / g de azot cu o puritate de 99,998% și 8 mii m3 / g de oxigen cu o concentrație de 95%.
La instalațiile de separare a aerului, gazele inerte pot fi produse în conformitate cu punctele lor de fierbere în prezența unor coloane suplimentare pentru rectificarea gazului dorit.
Pentru a răspunde nevoilor consumatorilor de oxigen și azot gazos, instalațiile de separare a aerului sunt construite mai aproape de consumatori și de gazele de transport prin conducte. Pentru nevoile micilor consumatori, instalația include o stație de alimentare cu gaz, pe care se umple cilindri de oxigen sau azot cu 40 m 3 la o presiune de până la 20 MPa.
Depozitarea pe termen lung a oxigenului și a azotului și transportul acestora pe distanțe semnificative se efectuează în formă lichidă, folosind rezervoare auto și feroviare staționare sau mobile, cu un volum de până la 30 m 3.
Producția de hidrogen și sinteza amoniacului
Sinteza amoniacului este una dintre cele mai mari producții. Cea mai mare parte a amoniacului este obținută prin sinteza directă din azot și hidrogen. Resursele azotului atmosferic sunt uriașe, iar procesul de extracție a aerului din aer este clar definit. Producția de amoniac este reglementată de tehnologia producerii de hidrogen.
Calea principală de a produce hidrogen a fost metoda de conversie a gazelor de hidrocarburi, în primul rând naturale. Pentru producerea hidrogenului din metan se utilizează ca agent de oxidare vaporii de apă și oxigenul, realizând două reacții de bază
Industria utilizează scheme de conversie a gazelor naturale la presiuni normale și ridicate. În prezent, se utilizează pe scară largă metoda de conversie cu abur în două trepte și de aer-aer. Compoziția gazului de conversie la ieșirea din etapa a doua,%: 61,7 H2; 0,5 CO; 17,4 CO2; 20,1 N2; 0,3 CH4. Gazul transformat este purificat în profunzime din CO, CO2, CH4. Ar, vapori de apă.
Amoniacul este format prin reacția care se realizează în coloanele de sinteză a amoniacului la o presiune de 32 MPa, la o temperatură de 450-520 ° C.
Amoniacul transportat în capacitatea rezervorului de cale ferată de până la 90 m în cisterne sau rutier până la 3 m. Amoniacul lichid poate fi transportat prin conducte la o temperatură de peste 0 ° C și presiunea de injecție de 8,2 MPa. De exemplu, conductele Togliatti-Odessa, cu o lungime de 2.195 km, trec 2.7 milioane de tone de amoniac lichid pe an.
Cantitatea anuală de deșeuri chimice periculoase generate în lume este estimată la 340 milioane de tone, o proporție semnificativă fiind produsă de chimia de bază. Cele mai mari deșeuri de tonaj sunt pisteul de pirită și fosfogipsul.
Straturile de pirite sunt produse secundare de frigere de pirită de sulf (pirită) în producția de acid sulfuric. La 1 tonă de randament final este de aproximativ 2 m. Pirita scrum sunt utilizate pe scară largă în producția de ciment Portland ca aditiv conținând fier este de 3-5% din făina brută de ciment. Utilizarea pirită în cenușă industria cimentului pierdut din cauza pierderii iremediabilă sunt ele metale neferoase: cupru și zinc.
În străinătate pirita sunt utilizate pentru zgură de fier topirea, precedată de diferite forme de prăjire pirită de zgură, permițându-le să curețe de metale neferoase și să le traducă în produse comerciale.
Cenușele pirite sunt utilizate ca un microfertilizator de cupru. Aceștia găsesc, de asemenea, o cerere pentru producția de vopsea - surrey (plumb alb) și mumie (pigment roșu pe bază de oxid de fier).
Tonajul mai mare este deșeul de fosfogips format în timpul producției de acid fosforic de extracție. Când se obține, se formează 4,5 tone de fosfogips pe Im P2O5. Aproximativ 140 de milioane de tone de gunoi de fosfogips au fost depozitate în haldele rusești, care sunt folosite pentru 10%. Când se dirijează fosfogipsul la producerea de lianți de gips, acesta este supus spălării cu apă, flotării sau altor mijloace de purificare.
Întrebări pentru auto-examinare
1 Oferiți exemple de utilizare a produselor industriilor chimice de bază în diferite domenii ale economiei naționale.
2 Ce acizi anorganici sunt produși în cele mai mari cantități și indică modalități de obținere a acestora?
3 Care sunt principalele tipuri de îngrășăminte minerale?
4 Indicați principalele metode și tehnologii pentru obținerea îngrășămintelor minerale.
5 Lista principalelor metode de prelucrare a fosfatilor naturali din fertilizatori.
6 Listați tipurile de îngrășăminte azotate și cum să le producă.
7 Care sunt avantajele îngrășămintelor complexe și microfertilizatoarelor înainte de cele simple?
8 Care este rolul gazelor individuale (aer, oxigen, azot, hidrogen) în procesele tehnologice?
Descoperă esența celor trei etape principale ale separării aerului în azot și oxigen.
10 Cum se sintetizează amoniacul?
11 Indicați principalele opțiuni de eliminare a deșeurilor chimice de bază.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: