Главная База знаний "Allbest" Химия Получение хлорида бария

Получение хлорида бария

Характеристика химического продукта и методы его получения. Физико-химические основы процесса, описание технологической схемы, отходы производства и проблемы их обезвреживания. Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта.

Рубрика	Химия
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	20.06.2012
Размер файла	2,1 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

ПРИХОД	РАСХОД
Статьи прихода	Количество, г	Статьи расхода	Количество, г
	поток	компонент		поток	компонент
1. Барит, в том числе BaSO₄ SiO₂ Fe₂O₃ H₂O Al₂O₃ СaO MgO	1099,47	989,52 27,49 16,49 32,98 16,49 10,99 5,50	1. Готовый продукт, в том числе: BaCl₂*2 H₂O H₂O CaCl₂ Fe SiO₂ Al₂O₃	1000,00	950,00 38,00 8,00 0,30 2,50 1,20
			2. Отходящие газы, в том числе СО₂ СО H₂O	749,10	6,81 451,09 291,2
2. Плав хлористого кальция, в том числе CaCl₂ H₂O	722,17	469,41 252,76	3. Шлам, в том числе BaCl₂ CaCl₂ SiO₂ Fe CaO СaS Al₂O₃ кокс зола MgO BaS BaSO₄ H₂O	519,50	8,26 1,32 24,58 11,06 10,83 286,03 15,04 25,28 31,61 5,42 20,16 48,74 31,17
3. Кокс, в том числе сухой кокс H₂O зола	320,88	278,52 10,27 32,09
4. Вода	1906,19	1906,19	4. Продукты сухой перегонки	25,67	25,67
			5. Общие потери	71,29	71,29
			6. Пар	1657,87	1657,87
ИТОГО	4048,71	4048,71	ИТОГО	4023,43	4023,43

Дисбаланс: [(4048,71-4023,43)/ 4023,43]*100%=0,63%

Расчет теплового баланса стадии прокаливания

Исходные данные:

t_исх=20°С=293К

t_{исх плава СаС}_l₂=120°С=7293К

t_{удаляемого плава}=925°С=1198К

Топливом служит мазут состава [% (масс.)]: С -87; H₂ -10,8; O₂ -1,0; S -0,7; N -0,5.

Воздух для горения, содержащий в 1 м³ 0,015 м³H₂О подается с избытком б=1,36.

Мазут и воздух поступают в топку с температурой 20°С. Общие потери равны 6,5% от общего прихода теплоты.

BaSO₄ + 4C+ CaCl₂ = BaCl₂ + CaS + 4CO - 475,15 КДж/моль

2_Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO₂

ДH⁰, кДж/моль -821,32 0 0 -393,51

Где ДH⁰ - энтальпия образования вещества

Приход тепла.

1. С баритом

Q_{КОМПОНЕНТОВ} = С_{КОМПОНЕНТОВ} m_{КОМПОНЕНТОВ} Т_{КОМПОНЕНТОВ}

Q _BaSO₄= 606,9293989,52=175958,13 кДж

Q _SiO₂= 43729327,49 = 3519,85 кДж

Q _Fe₂_O₃= 65029316,4 9 = 3140,52 кДж

Q _H₂_O= 419029332,98 = 40448,56 кДж

Q _Al₂_O₃= 775,229316,49 = 3745,43 кДж

Q_СаО= 764,329310,99 = 2461,10 кДж

Q _MgO= 365,72935,5 = 589,33 кДж

? Q = 269902,92 кДж

2. С плавом хлористого кальция

Q _CaCl₂ = 678,02393469,41 = 125079,86 кДж

Q _H₂_O= 4190393252,76 = 456212,31 кДж

? Q = 581292,17 кДж

3. С коксом

Q_{сух. кокс}= 1089293278,52 = 88869,33 кДж

Q _H₂_O= 419029310,27 = 12608,17 кДж

Q_зола= 97629332,09 =9176,71 кДж

? Q = 120654,21 кДж

4. С мазутом (на 1 кг)

Низшая теплота сгорания мазута:

393,387+125610,8-109(1-0,7) - 25,2(9*10,8)=45297,3 КДж

При средней теплоемкости мазута 2,5 кДж/(кг°С) количество теплоты в 1 кг мазута при 20°С составит: 2,520*1 =50 кДж. Следовательно, с х кг мазута поступает 50х кДж тепла.

Горение идет полностью по реакциям:

СО + О₂ = СО₂

Н₂ + Ѕ О₂ = Н₂О

S+ О₂ = SО₂

Для определения расхода воздуха подсчитаем количество О₂(г):

32*870/12=2320

16*108/2=864

7*32/32=7

Всего - 3191 г., а с учетом имеющегося в мазуте О₂(10 г.):

3,191-0,01=3,181 кг или 22,4*3,181/32=2,22 м³

С учетом б=1,36 расход кислорода 2,221,36=3,02 м³, азота - 3,023,76=11,38 м³и всего воздуха - 14,4 м³ или 14,4*1,2928=18,62 кг. Влагосодержание 1 кг воздуха:

(0,015/1,2928) (18/22,4)=0,0093 кг Н₂О

5. С воздухом

Количество теплоты (кДж), вносимое в топку:

С сухим воздухом [с=28,35 кДж/(кмоль⁰С) при 20°С] 14,4х28,35*20/22,4=364,5х

С влагой воздуха [с=33,71 кДж/(кмоль⁰С)] 0,0093х33,71*20=60,7х

Следовательно, весь приход теплоты составит

45297,3х + 50х + 364,5х + 60,7х = 44772,5х кДж,

потери 45772,5х*0,065 = 2975,3х кДж,

уносится с топочными газами Q= 45772,5х - 2975,3х = 42797,2х кДж

Расход тепла

1. Теплоты реакций

1.1. На реакцию синтеза BaCl₂: Q= 475,1 кДж/моль или 475,1*1000/208,3 = 2280,3 кДж/кг BaCl₂.

На 838,95 кг BaCl₂расходуется 1910945 кДж

1.2. На восстановление Fe₂O₃до Fe: -462,11 (16,49/(2159,710^-3)) = -20857,8 кДж

? Q = 1931802,8 кДж

2. С плавом после прокалки

Q _BaCl₂= 365,581198838,95 = 367430,6 кДж

Q _SiO2= 437119827,49 = 14391,7 кДж

Q _Fe= 446,44119811,53 = 6166,65 кДж

Q_СаО= 764,3119810,99 = 10062,79 кДж

Q_Са_S= 661,21198290,39 = 230023,03 кДж

Q_Са_С_l₂= 678,02119813,41 = 10892,51 кДж

Q _Al₂_O₃= 775,2119816,49 = 15314,09 кДж

Q_кокс= 1089119825,67 = 33489,65 кДж

Q_зола= 976119832,09 = 37521,17 кДж

Q _MgO= 365,711985,5 = 2409,60 кДж

Q _BaS= 291,44119820,47=7147,0 кДж

Q _BaSO₄= 606,9119849,48=35975,23 кДж

? Q = 750824,04 кДж

3. С продуктами сухой перегонки (теплоемкость принята 3,5 кДж/(кг*°С)

3,525,67973 = 83419,18 кДж

4. С отходящими газами

Определим состав продуктов сгорания 1 кг мазута:

кмоль % (об.)

СО₂ 0,87/12 = 0,0750 10,94

Н₂О 0,0554 9,30

в том числе

от сжигания Н₂ 0,108/2 = 0,0540

влага воздуха 18,62*0,0013/18 = 0,0014

SО₂ 0,007/32 = 0,0002 0,02

N₂0,5082 74,50

в том числе

мазута 0,005/28 = 0,0002

воздуха 11,38/22,4 = 0,5080

О₂(избыток) (3,02-2,22)/22,4 = 0,0357 5,24

Общий приход тепла:

229902,92+541292,17+110654,21+45347,3х+45772,5х = 881849,3+91119,8х

Расход тепла:

1937560,8+770824,04+87419,18+2975,3х+42797,2х = 2795804,02+45772,5х

Тепловой баланс:

881849,3+91119,8х = 2795804,02+45772,5х

Х = 52,2 (кг)

Таблица 10. Тепловой баланс стадии прокаливания

ПРИХОД	РАСХОД
Статьи прихода	Q, кДж	Статьи расхода	Q, кДж
1. Барит 2. Плав хлористого кальция 3. Кокс 4. Тепло от сгорания мазута и тепло мазута 5. Воздух	269902,92 581292,20 120654,21 2367129,06 22195,44	1. Плав после прокаливания 2. Продукты сухой перегонки 3. Отходящие газы 4. Потери тепла 5. Тепло от химических реакций	750824,04 83419,18 489571,83 125557,66 1931802,80
Итого:	3361173,83		3381175,51

Дисбаланс: 100* (3381175,51 - 3361173,83)/ 3361173,83 = 0,5%

Таблица 13. Расчет теоретических и практических расходных коэффициентов на основе расчета материального баланса

Исходное сырье

Значение расходных коэффициентов

Теоретического

Практического

1. Барит

1,062

1,099

2. Плав хлористого кальция

0,699

0,722

3. Кокс

0,246

0,321

4. Вода

1,923

2,209

На основании рассчитанных значений расходных коэффициентов, можно сделать вывод о том, что теоретические коэффициенты меньше практических. Таким образом, на производство целевого продукта требуется больше сырья, чем рассчитывается по реакциям.

3.7 Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта

В первую очередь необходимо усовершенствование технологии, применение высокоэффективного оборудования, механизацию и автоматизацию производства.

Одной из важных задач в производстве хлорида бария является замена каменного угля, применяющегося до настоящего времени в качестве восстановителя. Применение каменного угля приводит к ненужному повышению температуры процесса восстановления (в печах) и снижению качества плава хлорида бария. В качестве восстановителя должен быть применен газ или кокс (нефтяной или коксовая мелочь). Кокс содержит основного вещества (углерода) на 30 - 35% больше, чем каменный уголь. Отсюда следует, что при работе на каменном угле в состав шихты вводится до 10 - 12% балласта, что приводит к необходимости повышения температуры процесса примерно на 100 - 150⁰С, то есть к непроизвольному повышению расхода топлива. Соответственно увеличивается и количество получаемого в производстве шлама.

Необходимо также сконцентрировать внимание на усовершенствование одной из основных стадий получения хлорида бария - выщелачивании. Следует стремиться к осуществлению непрерывного процесса. Для этого разработан выщелачиватель плава хлористого бария, представляющий собой вращающийся горизонтальный барабан, разделенный внутри секторными перегородками, на которых установлены перевалочные «карманы» для передвижения и дозировки плава. Кроме того, на перегородках под углом 90є по отношению к центру перевалочных «карманов» имеются отверстия, обеспечивающие равномерное распределение растворителя. В конце барабанного выщелачивателя установлена сортировочная сетка, дающая возможность в значительной степени отделить крупные частицы шлама от растворов и мелких частиц.

Одним из достижений в производстве соединений бария является широкое применение барабанных вакуум-фильтров и специальных сеток из органических материалов. Применение вакуум-фильтров резко улучшает технико-экономические показатели производства.

Заключение

В данной курсовой работе рассмотрена технология производства хлористого бария хлоркальциевым способом. Дана характеристика основного и вспомогательного сырья. Отмечены физико-химические основы процесса и описание технологической схемы производства. Произведен расчет материальных балансов основных стадий процесса, а также расчет теплового баланса наиболее энергоемкой стадии. На основании материального баланса были рассчитаны теоретические и практические расходные коэффициенты.

Особое внимание отведено экологической стороне процесса производства хлористого бария. Описаны основные виды отходов, способы их утилизации и переработки. Также рассмотрены перспективы совершенствования процесса получения продукта.

Список использованной литературы

химический отход производство технологический

1. А.А. Фурман. Неорганические хлориды (химия и технология). М.: Химия, 1980, 416 с.

2. Позин М.Е. Технология минеральных солей Т1. Л.: Химия, 1974. 1554 с.

3. М.Г. Габриелова, М.А. Морозова. Производство неорганических ядохимикатов. М., Издательство «Химия», 1964, 328 с.

4. Дыбина П.В. Технологические расчеты в производстве минеральных веществ. М: Химия, 1958, 144 с.

5. Краткий справочник физико-химических величин. // под. Ред. П.П. Равделя, А.М. Пономарёвой. Санкт-Петербург: «Иван Федоров». 2002. 240 с.

Размещено на Allbest.ru

Страница:

курсовая работа "Получение хлорида бария" скачать

Подобные документы

Процесс алкилирования на примере получения этилбензола в присутствии катализатора хлорида алюминия
Физико-химические основы процесса получения этилбензола в присутствии хлорида, технологическая схема процесса. Материальный баланс процесса производства этилбензола алкилированием в присутствии хлорида алюминия. Расчет теплового баланса алкилатора.

курсовая работа [551,4 K], добавлен 09.08.2012
Автоматизация процесса производства азотной кислоты
Исследование технологического процесса производства серной кислоты как объекта управления. Физико-химические основы получения продукта, описание схемы производства и выбор обоснования параметров контроля и управления уровня в сборниках кислоты.

реферат [752,4 K], добавлен 25.03.2012
Производство AlF3
Характеристика химического продукта трифторид алюминия малокремнистый технический. Химический состав и методы получения трифторида алюминия. Характеристика основного и вспомогательного сырья. Физико-химические характеристики основных стадий процесса.

курсовая работа [49,9 K], добавлен 20.06.2012
Отделение получения сульфанилата натрия с разработкой реакторного узла
Методы получения красителей. Получение сульфанилата натрия синтезом. Характеристика исходного сырья и получаемого продукта. Расчет химико–технологических процессов и оборудования. Математическое описание химического способа получения сульфанилата натрия.

дипломная работа [408,2 K], добавлен 21.10.2013
Производство HF-газа в печах с наружным обогревом
Характеристика химического продукта - HF-газа, методы его получение. Характеристика основного и вспомогательного сырья, стадии технологического процесса, отходы и их обезвреживание. Расчеты материального баланса производства, расходных коэффициентов.

курсовая работа [885,5 K], добавлен 20.06.2012
Пероксид бария
Строение пероксида бария, основные физические и химические свойства данного соединения. Идентификация продукта с помощью физических и химических методов. Способы получения продукта, применение. Виды воздействий диоксида бария и оказание первой помощи.

реферат [48,6 K], добавлен 13.12.2012
Технология получения высокоочищенного хитозана из панцирей ракообразных
Хитозан: строение, физико-химические свойства, измельчение, хранение и получение. Применение в медицине, аналитической химии, бумажной и пищевой промышленности, в косметологии. Характеристика химического состава панциря, органолептические показатели.

практическая работа [60,5 K], добавлен 17.02.2009
Производство серной кислоты
Характеристика исходного сырья и готового продукта, требования к ним. Физико-химические основы производства, общее описание технологической схемы. Составление материального и теплового баланса печного отделения (для сжигания серы, котла-утилизатора).

курсовая работа [348,9 K], добавлен 21.02.2016
Оптимизация процесса получения сульфанилата натрия в среде полихлоридов
История развития производства красителей, методы их получения. Характеристика исходного сырья и получаемого продукта, технология получения сульфанилата натрия. Расчет химико-технологических процессов и оборудования. Разработка узла автоматизации.

дипломная работа [466,9 K], добавлен 06.11.2012
Получение медноаммиачного волокна (целлюлозы) химическим методом
Физико-химические основы получения медноаммиачных волокон на основе целлюлозы. Влияние режима и наличия добавок на выход продукта и его качество. Получение медноаммиачного прядильного раствора экспериментальным способом. Анализ ВАХ циклированных кривых.

курсовая работа [247,1 K], добавлен 01.05.2010

Другие документы, подобные "Получение хлорида бария"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Исходное сырье	Значение расходных коэффициентов
	Теоретического	Практического
1. Барит	1,062	1,099
2. Плав хлористого кальция	0,699	0,722
3. Кокс	0,246	0,321
4. Вода	1,923	2,209

Получение хлорида бария

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

1. Барит, в

том числе

BaSO4

SiO2

Fe2O3

H2O

Al2O3

СaO

989,52

27,49

16,49

32,98

16,49

10,99

1. Готовый

продукт, в

том числе:

BaCl2*2 H2O

H2O

CaCl2

Fe

SiO2

950,00

38,00

8,00

0,30

2,50

2. Отходящие

газы, в том

числе

СО2

СО

6,81

451,09

2. Плав

хлористого

кальция, в

том числе

CaCl2

469,41

3. Шлам, в том

числе

BaCl2

CaCl2

SiO2

Fe

CaO

СaS

Al2O3

кокс

зола

MgO

BaS

BaSO4

8,26

1,32

24,58

11,06

10,83

286,03

15,04

25,28

31,61

5,42

20,16

48,74

3. Кокс, в том

числе

сухой кокс

H2O

278,52

10,27

4. Продукты

сухой

5. Общие

Дисбаланс: [(4048,71-4023,43)/ 4023,43]*100%=0,63%

Расчет теплового баланса стадии прокаливания

Исходные данные:

BaSO₄

SiO₂

Fe₂O₃

H₂O

Al₂O₃

BaCl₂*2 H₂O

H₂O

CaCl₂

SiO₂

СО₂

CaCl₂

BaCl₂

CaCl₂

SiO₂

Al₂O₃

BaSO₄

H₂O

t_исх=20°С=293К

t_{исх плава СаС}_l₂=120°С=7293К

t_{удаляемого плава}=925°С=1198К

Топливом служит мазут состава [% (масс.)]: С -87; H₂ -10,8; O₂ -1,0; S -0,7; N -0,5.

Воздух для горения, содержащий в 1 м³ 0,015 м³H₂О подается с избытком б=1,36.

BaSO₄ + 4C+ CaCl₂ = BaCl₂ + CaS + 4CO - 475,15 КДж/моль

2_Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO₂

ДH⁰, кДж/моль -821,32 0 0 -393,51

Где ДH⁰ - энтальпия образования вещества

Q_{КОМПОНЕНТОВ} = С_{КОМПОНЕНТОВ} m_{КОМПОНЕНТОВ} Т_{КОМПОНЕНТОВ}

Q _BaSO₄= 606,9293989,52=175958,13 кДж

Q _SiO₂= 43729327,49 = 3519,85 кДж

Q _Fe₂_O₃= 65029316,4 9 = 3140,52 кДж

Q _H₂_O= 419029332,98 = 40448,56 кДж

Q _Al₂_O₃= 775,229316,49 = 3745,43 кДж

Q_СаО= 764,329310,99 = 2461,10 кДж

Q _MgO= 365,72935,5 = 589,33 кДж

Q _CaCl₂ = 678,02393469,41 = 125079,86 кДж

Q _H₂_O= 4190393252,76 = 456212,31 кДж

Q_{сух. кокс}= 1089293278,52 = 88869,33 кДж

Q _H₂_O= 419029310,27 = 12608,17 кДж

Q_зола= 97629332,09 =9176,71 кДж

393,387+125610,8-109(1-0,7) - 25,2(9*10,8)=45297,3 КДж

При средней теплоемкости мазута 2,5 кДж/(кг°С) количество теплоты в 1 кг мазута при 20°С составит: 2,520*1 =50 кДж. Следовательно, с х кг мазута поступает 50х кДж тепла.

СО + О₂ = СО₂

Н₂ + Ѕ О₂ = Н₂О

S+ О₂ = SО₂

Для определения расхода воздуха подсчитаем количество О₂(г):

Всего - 3191 г., а с учетом имеющегося в мазуте О₂(10 г.):

3,191-0,01=3,181 кг или 22,4*3,181/32=2,22 м³

С учетом б=1,36 расход кислорода 2,221,36=3,02 м³, азота - 3,023,76=11,38 м³и всего воздуха - 14,4 м³ или 14,4*1,2928=18,62 кг. Влагосодержание 1 кг воздуха:

(0,015/1,2928) (18/22,4)=0,0093 кг Н₂О

С сухим воздухом [с=28,35 кДж/(кмоль⁰С) при 20°С] 14,4х28,35*20/22,4=364,5х

С влагой воздуха [с=33,71 кДж/(кмоль⁰С)] 0,0093х33,71*20=60,7х

1.1. На реакцию синтеза BaCl₂: Q= 475,1 кДж/моль или 475,1*1000/208,3 = 2280,3 кДж/кг BaCl₂.

На 838,95 кг BaCl₂расходуется 1910945 кДж

1.2. На восстановление Fe₂O₃до Fe: -462,11 (16,49/(2159,710^-3)) = -20857,8 кДж

Q _BaCl₂= 365,581198838,95 = 367430,6 кДж

Q _SiO2= 437119827,49 = 14391,7 кДж

Q _Fe= 446,44119811,53 = 6166,65 кДж

Q_СаО= 764,3119810,99 = 10062,79 кДж

Q_Са_S= 661,21198290,39 = 230023,03 кДж