Проект внедрения опытно-промышленного производства модифицированной медицинской воды на ФГУП НИИХИММАШ
Дипломная работа - Менеджмент
Другие дипломы по предмету Менеджмент
?очную колонну (6) в противоток с азотной кислотой. В результате химического изотопного обмена между оксидом азота и азотной кислотой газ, вышедший из верхней точке обменной колонны, имеет изотопный состав, близкий к природному. Азотная кислота, вышедшей из нижней точки этой колонны, по химическим свойствам не отличается от исходной и может быть возвращена (продана) поставщику. Вместе с тем, в результате химического взаимодействия потока отвала с азотной кислотой часть оксида азота NO превращается в другие оксиды NOх (х?1). В вышедшем из обменной колонны газе может содержаться суммарно до 4% таких (NOх) оксидов. Для восполнения потерь рабочего газа и его очистки после обменной колонны он подается в блок очистки (5). Этот блок состоит из следующих аппаратов:
реактор;
- абсорбер;
каплеуловитель;
три пары попеременно работающих колонн, заполненные силикагелем;
низкотемпературная насадочная ректификационная колонна;
хранилище жидкостей (кислот) и сжиженного рабочего газа;
ресивер.
Реактор (4) системы очистки предназначен для компенсации потерь рабочего газа при отборе продукта. В этот реактор подается сернистый ангидрид и азотная кислота, в результате реакции которых образуется оксид азота и разбавленная (57 - 60%) серная кислота.
Газ из реактора подается в абсорбер вместе с основным потоком отвала. В этот же аппарат для орошения подается выходящая из реактора разбавленная серная кислота. В абсорбере в результате взаимодействия примесей в рабочем газе с серной кислотой, образуется смесь нитрозилсерной, азотной и азотистой кислот, которые в специальном, дополнительным к абсорберу аппарате при взаимодействии с сернистым ангидридом дают рабочий газ - оксид азота с малым содержанием примесей.
Проходящие в этом аппарате реакции приводят к повышению концентрации серной кислоты до 70%. Для дальнейшей очистки газ из абсорбера пропускается последовательно через каплеуловитель, силикагелевые колонны, работающие при температурах 278 К и 190 К, и накапливается в хранилище жидкого NO. Затем, через еще одну силикагелевую колонну (при Т=190 К) и ресивер поступает на ректификационную колонну сверхтонкой очистки.
В данной технологической схеме рабочий газ после прохождения аппаратов системы очистки на входе этой колонны содержит примеси высших оксидов азота на уровне газохроматографического обнаружения (10-2%). После ректификационной колонны газ поступает как питание на вход первой колонны каскада изготовления изотопов.
На второй стадии технологического процесса обогащенная тяжелыми изотопами окись азота переводится в воду либо путем каталитического (Pt) восстановления водородом по реакции:
2NO + 2H2 = N2 + 2H2O + 68.3 ккал/моль,
либо путем связывания кислорода из оксида азота медью с выделением азота по реакции:
4Cu + 2NO = 2Cu2O + N2 + 83 ккал/моль,
с последующим восстановлении закиси меди:
Cu2O + H2 = 2Cu + H2O + 18 ккал/моль.
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС МОДУЛЯ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ
Рис. 5.
Оба процесса предполагают глубокую очистку водорода от примеси кислорода и воды. Такая очистка необходима для предотвращения изотопного разбавления целевым продуктом. Она легко решается путем каталитического сжигания примеси кислорода в водороде до воды на никель-хромовом катализаторе с последующей глубокой осушкой водорода путем пропускания его через цеолитовый адсорбент.
Указанные выше процессы обеспечивают перевод до 95% кислорода 18О (17О) из оксида азота в воду при содержании основного вещества в продукте 99,99%. Концентрация примесей в продукте не превышает соответственно:
1. Na - 3 ? 10-5%4. Si - 2 ? 10-3%2. Mg - 1 ? 10-4%5. B - 1 ? 10-4%3. Al - 1 ? 10-4%6. NH3 - 2 ? 10-3%
Такое содержание примесей находится на уровне аналогичных концентраций примесей в лучших образцах тяжелой воды, поступающих на рынок от отечественных и зарубежных производителей.
Сырьевая база.
Основным по стоимости сырьевым ресурсом в производстве изотопов кислорода и азота является жидкий азот. Он используется главным образом для обеспечения температурного режима колонн каскада и должен в соответствии с ГОСТом 9293-74 содержать не менее 99% основного вещества. Такого же качества жидкий азот должен использоваться в блоке очистки рабочего газа, конденсации рабочего газа и готового продукта, в вакуумной системе откачки кожухов колонн. Поставщиками жидкого азота являются Балашихинский кислородный завод, НПО Энергомаш в г. Химки и др. В перспективе целесообразно разместить на производственной площадке собственный блок производства жидкого азота.
Для синтеза рабочего газа и его очистки используется в небольшом количестве (18 кг в месяц) сернистый ангидрид, соответствующий ГОСТ 2918-72.
Исходным сырьем является также азотная кислота с плотностью 1,29 г/см3, которая должна соответствовать ГОСТ 4471-77.
Для нейтрализации газов, выделяющихся из силикагелевых колонн системы очистки при их регенерации, используется синтетический аммиак по ГОСТу 6221-82Е в количестве приблизительно 12 кг/год.
Характеристика экологии производства.
В рассматриваемом производстве отходами являются выходящая из колонн химического изотопного обмена азотная кислота с измененным относительно природного изотопным составом по азоту и кислороду, а также смесь высших оксидов азота, адсорбирующихся на силикагелевых колоннах в блоке очистки. Объем указанных отходов составляет сум
Copyright © 2008-2014 geum.ru рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение