Общая характеристика производимой продукции

 

Продуктом производства является синтетический аммиак.

Химическая формула - NН₃. Относительная молекулярная масса – 17.

Основные физико-химические свойства аммиака

Жидкий аммиак (NН₃) - бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом, образуется в результате охлаждения газообразного аммиака до минус 33,4 °С при атмосферном давлении. При температуре минус 78 °С затвердевает в виде кристаллов кубической формы. Плотность жидкого аммиака равна 681,4 кг/м³.

Критическая температура аммиака равна 132,4 °С, критическое давление равно 11,32 МПа

(115 кгс/см²).

Молярная теплоемкость аммиака при атмосферном давлении и температуре 20 °С равна

35,66 кДж/моль∙град. (8,523 ккал/моль∙град), молярная теплота испарения при минус 33,4 °С составляет 22,37 кДж/моль (5,581 ккал/моль).

Аммиак хорошо растворяется в воде, образуя гидрат окиси аммония:

NН₃ + Н₂О → NН₄ОН + Q.

При температуре 20 °С и атмосферном давлении, равном 101 325 Па в одном объеме воды растворяется 695 объемов аммиака. Водный аммиак - бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом. Плотность при температуре 25 °С и атмосферном давлении, равном 101 325 Па составляет 900 кг/м³.

При нагревании жидкого аммиака сильно возрастает давление паров над жидкостью, так:

при t = 0 °С давление паров равно 0,43 МПа (4,4 кгс/см²);

при t = 10 °С давление паров равно 0,62 МПа (6,3 кгс/см²);

при t = 20 °С давление паров равно 0,85 МПа (8,7 кгс/см²);

при t = 50 °С давление паров равно 2,03 МПа (20,7 кгс/см²).

Температура самовоспламенения в смеси с воздухом равна 650 °С. Предел взрываемости воздушной смеси с аммиаком при температуре 20 °С и атмосферном давлении в объемных долях: нижний – 15,5 %, верхний - 27 %.

Температура разложения аммиака на азот и водород в присутствии катализатора составляет 300 °С, без катализатора – 1 200 °С;

В присутствии кислорода происходит горение аммиака по реакции:

4NН₃ + 3О₂ → 2N₂ + 6Н₂О + Q.

Газообразный аммиак - бесцветный газ с резким специфическим запахом. Плотность при температуре 0 °С и атмосферном давлении равна 0,771 кг/м³.

Аммиак обладает токсическими свойствами. Попадание аммиака в организм вызывает головокружение, тошноту, т.е. легкое отравление, в больших количествах вызывает удушье и отек легких. Попадание жидкого аммиака на кожу вызывает сильные ожоги.

Предельно допустимая массовая концентрация аммиака в рабочем помещении составляет не более 20 мг/м³.

Основные физико-химические свойства водорода:

− водород - бесцветный газ без вкуса и запаха;

− температура плавления равна 13,95 К;

− температура кипения равна 20,66 К при атмосферном давлении, равном 101 325 Па;

− относительная плотность по воздуху составляет 0,08988 г/дм³;

− растворимость в воде равна 2,13 см³/ч при атмосферном давлении и температуре 273 К;

− динамическая вязкость равна 89 510 Па∙с при атмосферном давлении и температуре 300 К;

− теплопроводность равна 169 110 Вт/(м∙К) при атмосферном давлении и температуре 273 К;

− удельная теплоемкость равна 14,58 кДж/(кг·К) при атмосферном давлении и температуре

323 К.

Приведенные в разделе 2.1. основные физико-химические свойства аммиака взяты из следующей литературы:

Ф.Андреев, Л.Козлов и др. "Технология связанного азота". Издательство "Химия", Москва, 1966г.

М.Позин "Расчеты по технологии органических веществ". Издательство "Химия", 1977 г.

"Справочник азотчика". Издательство "Химия", 1986 г.

1.2.2 Технические требования к производимой продукции

 

В соответствии с ГОСТ 6221-90 товарный синтетический аммиак по своим физико-химическим показателям должен соответствовать нормам, указанным в таблице:

 

Наименование показателя	Норма для марок
А	Ак	Б
1. Массовая доля аммиака, %, не менее	99,9	99,6	99,6
2.Массовая доля азота, %, не менее	-
3.Массовая доля воды (остаток после испарения) %	-	0,2 - 0,4	0,2 - 0,4
4. Массовая доля воды (метод Фишера), %. не более	0,1	-	-
5.Массовая концентрация масла, мг/дм3, не более
6.Массовая концентрация железа, мг/дм3, не более
7.Массовая доля общего хлора, млн-1 (мг/кг), не более	-	0,5	-
8.Массовая доля оксида углерода (IV), млн-1 (мг/кг), не более	-	30 ± 10	-

 

На установке "МОНСАНТО" получают три вида водородосодержащей смеси и в соответствии с проектом фирмы «PERMEA» должны иметь показатели, приведенные в таблице:

 

Наименование	Технические показатели	Примечание
Состав смеси	Объемная доля	Давление, бар	Темпера-тура, °С
Водород высокой чистоты	Н2	не менее 96 %
N2	не более 2,6 %
СН4	не более 0,8 %
Аr	не более 0,6 %
Н2О	не более 700 млн-1
NH3	не более 2 млн-1
Рециркуляционный водород (расчетный состав 3-х потоков)	Н2	не менее 62,51 %	от 25,5 до 30,0	от 35 до 40
N2	не более 33,63 %
СН4	не более 2,53 %
Ar	не более1,33 %
Топливный газ	Н2	от 14 % до 18 %	12,8
N2	от 41 % до 45 %
СН4	от 30 % до 35 %

Область применения

Синтетический аммиак является сырьем для получения азотной кислоты, аммиачной селитры, карбамида и других продуктов химической промышленности, содержащих азот.

Кроме того, аммиак применяется в медицине, холодильной технике и других отраслях промышленности.

Водород с установки с объемной долей не менее 96 % применяется в производстве капролактама:

- с объемной долей 62 % - рециркуляционный газ на всас компрессора синтез-газа;

- с объемной долей 16 % - в качестве топливного газа для цеховых нужд.