Разработка и использование катализаторов для синтеза аммиака
Производство и применение катализаторов синтеза аммиака. Строение оксидного катализатора, влияние на активность условий его восстановления. Механизм и кинетика восстановления. Термогравиметрическая установка восстановления катализаторов синтеза аммиака.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.05.2011 |
| Размер файла | 822,5 K |
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.
Колонна синтеза аммиака предназначена для одновременного испытания активности четырех образцов катализатора синтеза аммиака.
Колонна выполнена из стали марки 1х14НВ2М. В корпусе колонны по всей длине высверлены пять каналов, закрывающиеся термопарными чехлами, которые уплотняются накидными гайками. Применение многоканального реактора позволяет испытывать четыре образца в одинаковых условиях относительно температуры, давления, объемной скорости, состава газовой смеси и неконтролируемых факторов, что существенно увеличивает точность эксперимента.
Азотоводородная смесь из очистки высокого давления поступает в центральный канал колонны, где, проходя по винтовой нарезке термопарного чехла, нагревается до температуры реакционной зоны. Через отверстия, соединяющие центральный канал с четырьмя другими, попадает в рабочее пространство каждого канала, которое имеет объем 5 мл и находится между дном канала и термопарным чехлом Из рабочею пространства азотоводородная смесь проходит между стенками канала и термопарного чехла и при открытом регулировочном вентиле на выходе из канала с заданной скоростью поступает на анализ или через обратный крекер в газгольдер [31].
В каждый канал колонны было загружено по 2 см3 образца.
Режим восстановления и испытания в чистой АВС (Н2: N2 = 3:
1).
Условия: Р = 50 атм, W=30000 час-1
Разогрев до 300°С со скоростью 30-35°С/час
Выдержка 2 часа.
Разогрев до 350°С со скоростью 25-30°С/час
Выдержка 2 час
Разогрев до 375°С со скоростью 10-15°С/час
Выдержка 4 часа
Разогрев до 400°С со скоростью 10-15°С /час
Выдержка 4 часа
Разогрев до 425°С со скоростью 10-15°С/час
Выдержка 4 часа
Разогрев до 450°С со скоростью 5-10°С/час
Выдержка 4 часа
Разогрев до 475°С со скоростью 5-10°С/час
Выдержка 4 часа
Разогрев до 500°С со скоростью 5-10°С/час
Выдержка 4 часа
Разогрев до 525°С со скоростью 5-10°С/час
Выдержка 2 часа.
3.3 Состав испытуемых катализаторов
За время выполнения дипломной работы на термогравиметрической установке при атмосферном давлении и скорости 15000 обратных часов были исследованы отечественные катализаторы СА-1В и СА-КЖ, а также китайский А-110-1, их состав представлен в таблице 1.
К изучению были подобраны образцы, близкие по составу тем, которые испытывались в дальнейшем в колонне при давлении 50 атм, с целью определить оптимальный температурный режим восстановления на установке высокого давления.
Табл.1. Состав катализаторов, испытанных на термогравиметрической установке.
|
Катализатор |
FeO |
K2O |
Al2O3 |
CaO |
Фракция, мм |
|
|
СА-КЖ |
32 |
0,9 |
3,0 |
2,2 |
1,5 - 3 |
|
|
А-110-1 |
32,7 |
0,73 |
2,2 |
2,2 |
1,5 - 3 |
|
|
СА-1В |
32 |
0,7 |
3,5 |
2,5 |
1,5 - 3 |
На установке высокого давления было проведено три серии опытов, в каждой из которой исследовалось восстановление четырёх образцов, одним из которых являлся стандартный катализатор СА-1В.
В первом цикле экспериментов к изучению было предложено два железных катализатора синтеза аммиака производства Китая, один в оксидной форме, другой в предварительно восстановленной. Образцы были закуплены у компании Sud Chemie AG для загрузки в промышленные агрегаты на производстве. В третий канал колонны был загружен образец осаждённого катализатора, подготовленного в лаборатории кафедры ТНВ РХТУ.
Далее эксперимент продолжился со следующими образцами: двумя железными осаждёнными и одним образцом, выполненным из углеродной основы (кокосовой скорлупы) и нанесенным оксидом калия и металлическим рутением.
Третья и заключительная серия экспериментов была проведена с тремя осаждёнными железными катализаторами с отличающимися условиями приготовления и составом. В одном образце содержалось значительно меньше структурообразующего промотора Al2O3, два других отличались температурой прокалки. Так, катализатор № 8 прокаливался при температуре 700єС, а катализатор №9 - при 500єС. Катализатором сравнения служил также стандартный СА-1В.
Условия восстановления во всех трёх сериях экспериментов были следующими: давление 50 атмосфер, объёмная скорость 30000 обратных часов.
Данные по составу каждого из образцов представлены в таблице 2.
Табл.2. Состав катализаторов, испытанных на установке высокого давления.
|
Серия |
№ |
Катализатор |
Состав, % масс. |
||||||
|
FeO |
K2O |
Al2O3 |
CaO |
С |
Ru |
||||
|
I |
1 |
Ammomax-10,оксидная форма |
29,0 |
0,31 |
1,4 |
1,5 |
|||
|
2 |
Ammomax-10,предварительно восстановленная форма |
35,1 |
0,39 |
1,8 |
1,8 |
||||
|
3 |
Осаждённый железный-1 |
32,0 |
1,0 |
2,5 |
2,2 |
||||
|
II |
4 |
Осаждённый железный - 2 |
34,0 |
0,8 |
3,0 |
2,0 |
|||
|
5 |
Ru-содержащий, на углеродной основе |
3,0 |
89,6 |
5,5 |
|||||
|
6 |
Осаждённый железный - 3 |
32,0 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
||||
|
III |
7 |
Осаждённый железный - 4 |
36,0 |
1,3 |
1,5 |
2,5 |
|||
|
8 |
Осаждённый железный - 5 t прокалки 700 єС |
34,0 |
1,5 |
3,5 |
2,4 |
||||
|
9 |
Осаждённый железный - 6 t прокалки 500 єС |
34,0 |
1,5 |
3,5 |
2,4 |
||||
|
10 |
СА-1-В |
32,0 |
0,8 |
3,2 |
2,4 |
4. Результаты и обсуждения
4.1 Восстановление катализаторов на термогравиметрической установке
На рисунках 4, 5, 6 приведены зависимости скорости и степени восстановления катализаторов синтеза аммиака СА-1-В, СА-КЖ и А-110-1 в токе азотоводородной смеси стехиометрического состава от продолжительности процесса при ступенчатом подъёме температуры.
Наблюдается общая тенденция для всех образцов - восстановление промышленных катализаторов с заметной скоростью начинается при 350-400єС и завершается при температуре около 500 єС
Рис.5. Внеколонное восстановление катализатора СА-1В
По данным графиков, представленных на рис.5, можно предложить режим восстановления для катализатора СА-В. Видно, что восстановление катализатора при 400°С и 425 происходит в сравнительно небольшие промежутки времени, а именно: при 400°С - 2 часа, а при 425°С - 5 часов. При повышении температуры до 450°С наблюдается увеличение скорости восстановления, которая достигает своего максимума после 16 часов восстановления данного образца. Затем скорость неизменно падает, что свидетельствует об окончании процесса восстановления при данной температуре. Это означает, что режим восстановления при 450°С можно было бы сократить примерно на 3 часа. Далее при 475°С максимум скорости наблюдается после 30 часов восстановления, затем скорость начинает падать, свидетельствуя о завершении восстановительного процесса, продолжительность которого можно сократить, примерно на 2 часа по сравнению с результатом, полученным экспериментальным путём.
При 500°С образец восстанавливается за 43 часа, что видно из графика, затем скорость падает в течение 19 часов. На 7 часов можно было бы сократить восстановление при 500°С.
Максимальная скорость при 525°С достигается примерно через 70 часов, затем скорость выходит на "плато". Процесс восстановления образца СА-В закончен.
Таким образом, анализ режима восстановления катализатора СА-В показал возможность сокращения общего времени восстановления примерно на 12 часов.
Говоря о степени восстановления, следует заметить, что до 500°С она растет более стремительно, нежели при более высоких температурах. В интервале температур от 500°С до 525°С увеличение степени восстановления не столь значительно. Восстановление длится 38 часов, причем а с 65 % при 500°С увеличивается до 80 % при 525°С, что говорит о нецелесообразности дальнейшего подъёма температуры с целью увеличения степени восстановления катализатора.
Рекомендации по температурному режиму восстановления представлены в табл.3
Табл.3. Рекомендации по температурному режиму восстановления ёкатализатора СА-1В
|
Температура, єС |
Фактическое время выдержки, ч |
Рекомендуемое время выдержки, ч |
|
|
400 |
2 |
2 |
|
|
425 |
5 |
5 |
|
|
450 |
15 |
12 |
|
|
475 |
11 |
9 |
|
|
500 |
28 |
21 |
|
|
525 |
10 |
9 |
|
|
Итого: |
71 |
58 |
Рис.6 Внеколонное восстановление катализатора СА-КЖ
Как видно из рисунка 6, при 375°С катализатор восстанавливался в течение 12 часов, хотя скорость установилась практически на одном уровне уже после трёх часов восстановления, то есть подъём температуры до 400°С можно было проводить на 7 часов раньше. Для 400°С пик скорости наблюдался на отметке 27 часов. Спад температуры длился примерно 5 часов, то есть процесс восстановления можно было завершить на 3 часа раньше.
Максимум скорости при 425°С был отмечен после 35 часов с начала восстановления. Затем скорость снижалась. Опять же режим восстановления можно сократить.
Из графика видно, что температуре 450°С соответствует максимальная скорость восстановления, равная пяти г/ (ч·г кат), достигнутая после 53 часов, и процесс длился ещё в течение 17 часов, из которых 4 часа оказались лишними.
График также показал, что время восстановления образца при 475°С время выдержки можно снизить на три часа, а при 500°С - на два часа. А при 525°С процесс можно было бы продлить, хотя образец при данной температуре практически восстановился. То есть сокращение общего времени восстановления катализатора СА-КЖ могло бы составить 15-17 часов.
Что касается степени восстановления, то она монотонно возрастает на всем протяжении процесса. Максимальная степень восстановления для данного катализатора равна 81,5
Табл.4. Рекомендации по температурному режиму восстановления катализатора СА-КЖ
|
Температура, єС |
Фактическое время выдержки, ч |
Рекомендуемое время выдержки, ч |
|
|
375 |
12 |
9 |
|
|
400 |
20 |
18 |
|
|
425 |
20 |
18 |
|
|
450 |
18 |
15 |
|
|
475 |
10 |
7 |
|
|
500 |
12 |
10 |
|
|
525 |
4 |
3 |
|
|
Итого: |
96 |
80 |
Рис.7 Внеколонное восстановление катализатора А-110-1
На рисунке 7 показан оптимальный режим восстановления катализатора А-101-1. Общее время процесса не превышает 55 часов, а степень восстановления при этом не меньше, чем у других образцов и близка к 80 %. Таким образом, изучение внеколонного восстановления показало, что для китайского образца А-110-1 общее время, затрачиваемое на непроизводительный процесс в 1,3-1,5 раз меньше, чем для стандартных железных плавленых катализаторов типа СА-1В. Сопоставление состава исследованных катализаторов с результатами восстановления показало, что существует прямая корреляция между содержанием А12O3 в образцах и временем восстановления. Так в образце А-110-1 (1) содержание А12O3 составляет 2,2% против 3,5% для СА-В и как результат - резкое снижение выдержки температуры 450°С.
Табл.5. Рекомендации по температурному режиму восстановления катализатора А-110-1.
|
Температура, єС |
Фактическое время выдержки, ч |
Рекомендуемое время выдержки, ч |
|
|
375 |
5 |
3,5 |
|
|
400 |
4 |
2,5 |
|
|
425 |
5 |
3,5 |
|
|
450 |
24 |
24 |
|
|
475 |
7 |
3,5 |
|
|
500 |
10 |
5,5 |
|
|
Итого: |
55 |
42,5 |
Как показали результаты экспериментов на термогравиметрической установке, максимальная температура, при которой целесообразно проводить процесс восстановления для вышеописанных образцов, равна 525єС На установке высокого давления образцы катализаторов ранее восстанавливали по отлаженной методике в интервале температур 350-500 єС. Во время выполнения дипломной работы было предложено продолжить восстановление в колонне при более высокой температуре - 525 єС.
4.2 Восстановление катализаторов на установке высокого давления
Отсутствие кислородосодержащих веществ в газе при восстановлении катализатора при пониженных температурах - основное условие получения активного катализатора, механически прочного, с максимальным сроком эксплуатации.
Рис.8 Восстановление катализаторов I
Как видно из графика на рис.6, все три катализатора, состав которых показан в табл.2, при восстановлении показали меньший выход аммиака, чем стандартный образец во всём изученном интервале температур. Так, если максимальный % NH3 для катализатора СА-1В составил 5,3 %, то для китайских образцов максимальный выход аммиака оказался равным 3,8 % и 3,6% (для оксидной и предварительно восстановленной форм соответственно), а для железного осаждённого - 2,4 %. Несмотря на то, что один из катализаторов AMMOMAX-10 предварительно восстановлен, ход кривых обоих китайских образцов практически одинаков. При этом при температуре 375 єС у двух катализаторов выход аммиака составляет 0,2-0,4 %. С повышением температуры до 400 єС предварительно восстановленный катализатор в два раза быстрее восстанавливается, чем катализатор в оксидной форме, это значит, что при данной температуре время выдержки предварительно восстановленного катализатора можно сократить на два часа. При дальнейшем повышении температуры до 425 єС видно, что выход аммиака на оксидном катализаторе на 10-15% выше относительно выхода аммиака на предварительно восстановленном катализаторе. При 400 єС выход аммиака растёт на протяжении всей выдержки одинаково для обоих образцов. Оксидный катализатор практически полностью восстанавливается при 425 єС в начале выдержки, показывая выход аммиака 3,8% в то время как предварительно восстановленный образец на шесть часов позже достигает максимума восстановления который соответствует концентрации аммиака 3,6 %.
Полученные данные отличаются от поведения отечественного предварительно восстановленного образца СА-1В, который на всём изученном интервале температур имел выход аммиака выше, чем у аналогичного китайского образца. Данный факт можно объяснить нерациональными условиями восстановления катализатора АММОМАХ-10, а именно: возможно нарушен температурный режим (вероятно, скорость нагрева оказалось высокой), неправильно подобрана скорость газа-восстановителя. После восстановления катализатора вне колонны его необходимо запассивировать. Вероятно, могли быть неправильно подобраны условия пассивации. В связи с этим на данный момент можно предположить, что использование в промышленных агрегатах китайского катализатора АММОМАХ-10, предварительно восстановленного вне колонны, не выглядит перспективным.
Помимо плавленых железных катализаторов в первой серии опытов исследовался железный осаждённый катализатор, приготовленный в лаборатории ТНВ РХТУ. Его состав также представлен в таблице 2. Сам образец представлялся как низкотемпературный, что подтверждается дальнейшим экспериментом.
При температурах 375 єС и 400 єС выход аммиака остаётся постоянным и составляет 0,5%. Это может означать, что при указанных температурах скорость восстановления упала и выдержку можно сократить. Далее наблюдается резкий подъём выхода аммиака при 425 єС, однако при этой температуре происходит максимум восстановления, после чего процент NH3 достаточно резко снижается до 1,5%.
Таким образом, опираясь на результаты данного эксперимента, можно рекомендовать следующие технологические режимы для испытанных катализаторов:
Табл.6. Рекомендации по температурному режиму восстановления катализаторов первой серии опытов.
|
Темпе-ратура, єС |
Фактическое время выдержки, ч |
Рекомендуемое время выдержки для образцов, ч |
|||
|
АМОМАХ-10 (оксидная форма) |
АМОМАХ-10(предварительно восстановленная форма) |
Осаждённый-1 |
|||
|
375 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
400 |
4 |
2 |
2 |
2 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
3 |
|
|
425 |
4 |
2 |
2 |
2 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
450 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
0 |
|
|
475 |
4 |
2 |
4 |
0 |
|
|
подъём |
2 |
0 |
0 |
0 |
|
|
500 |
4 |
0 |
0 |
0 |
|
|
подъём |
2 |
0 |
0 |
0 |
|
|
525 |
4 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Итого, ч |
38 |
20 |
22 |
17 |
На рис.9 представлены результаты восстановления Ru-содержащего и двух железных осаждённый катализаторов, подробный состав которых показан в табл.2.
Рис.9. Восстановление катализаторов II
Из приведённых данных видно, что Ru-содержащий образец на активном угле проявляет заметной активности вплоть до температуры 450 єС, выход аммиака при этом составляет 0,3-0,5%. Начиная с температуры 450 єС содержание NH3 в канале с данным образцом возрастает до знаения 1,5%, после чего восстановление прекращается до следующего повышения температуры. Следовательно, на этом участке вполне возможно сократить время выдержки катализатора. С повышением температуры до 500 єС выход аммиака снова растёт, достигая максимального значения 2,8 %. При этом катализатор максимально восстанавливается, поэтому при более высокой температуре его можно не выдерживать.
Осаждённый катализатор 2 (в табл.2 под №4) и осаждённый катализатор 3 (в табл.2 под №6) показали следующие результаты. Оба катализатора полностью восстанавливаются при температуре 500 єС, однако катализатор 3 показывает выход аммиака в два раза больший, чем катализатор 2 в интервале температур 375 - 450 єС и в три раза - в интервале 475 - 525 єС. Максимальный выход аммиака для осаждённого катализатора-2 составил 0,8 % при температуре 400 єС, для осаждённого катализатора-3 - 2,4% также при 400 єС
В итоге рекомендации по восстановлению данных образцов носят следующий характер:
Табл.7. Рекомендации по температурному режиму восстановления катализаторов второй серии опытов.
|
Темпе-ратура, єС |
Фактическое время выдержки, ч |
Рекомендуемое время выдержки для образцов, ч |
|||
|
Осаждённый-2 |
Ru-содержащий,на углеродной основе |
Осаждённый-3 |
|||
|
375 |
2 |
1 |
2 |
1 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
400 |
4 |
2 |
2 |
2 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
425 |
4 |
1 |
2 |
2 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
450 |
4 |
1 |
3 |
1 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
475 |
4 |
1 |
2 |
1 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
500 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
|
подъём |
2 |
0 |
0 |
0 |
|
|
525 |
4 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Итого, ч |
38 |
20 |
25 |
21 |
На рис.10 представлены кривые зависимости выхода аммиака от времени при ступенчатом подъеме температуры для трёх осаждённых катализаторов, состав которых показан в табл.2.
Рис.10. Восстановление катализаторов III
На осаждённом катализаторе-4 (в табл.2 под №7) с ростом температуры происходит постеленное увеличение выхода аммиака с максимумом 1,8% при температуре 475 єС, в то время как наибольший процент аммиака в канале с осаждённым катализатором-5 (в табл.2 под №8) достигается при температуре 500 єС и составляет 1,75%. Это можно объяснить пониженным содержанием структурообразующего промотора А12O3 в катализаторе-4. Быстрый рост выхода аммиака для осаждённого катализатора - 6 (в табл.2 под №9), а затем резкий спад активности можно объяснить условиями приготовления данного образца. Осаждённый катализатор-6 прокаливался при температуре 500 єС, в то время как два других - при 700 єС. Во время восстановления при температуре 400 єС началось интенсивное испарение воды, что способствовало перекрытию активных центров катализатора, что привело к резкому снижению выхода аммиака. Наибольшего значения концентрация аммиака в канале с данным образцом достигла при температуре 475 єС и составила 1,6%.
Рекомендации по выдержке этих трёх катализаторов представлены в таблице 8.
Табл.8. Рекомендации по температурному режиму восстановления катализаторов третьей серии опытов.
|
Темпе-ратура, єС |
Фактическое время выдержки, ч |
Рекомендуемое время выдержки для образцов, ч |
|||
|
Осаждённый-4 |
Осаждённый-5 |
Осаждённый-6 |
|||
|
400 |
4 |
1 |
1 |
4 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
425 |
4 |
4 |
1 |
4 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
450 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
|
подъём |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
475 |
4 |
2 |
2 |
4 |
|
|
подъём |
2 |
0 |
2 |
0 |
|
|
500 |
4 |
0 |
4 |
0 |
|
|
подъём |
2 |
0 |
0 |
0 |
|
|
525 |
4 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Итого, ч |
34 |
17 |
20 |
22 |
4.3 Выводы
1. С целью изучения процесса восстановления аммиачных катализаторов на термогравиметрической установке и установке высокого давления был исследован ряд промышленных катализаторов (СА-1В, СА-КЖ, А-301-1, АММОМАХ-10) и образцов, приготовленных в лабораторных условиях (железные восстановленные катализаторы с различным содержанием промоторов и отличающимися условиями приготовления).
2. Результаты экспериментов, проведённых на термогравиметрической установке позволили оптимизировать температурный режим восстановления катализаторов синтеза аммиака на установке высокого давления: образцы выдерживались в интервале температур 350-525°С.
3. Анализ режима восстановления для P=50 атм., W=30000 ч-1 показал возможность сокращения времени выдержки при температурах: 375°С - до одного часа, 400°С - до двух часов, 425°С - до трёх часов, 450°С - до трёх часов, 475°С - до трёх часов, в зависимости от типа катализаторов. Для китайских образцов на основе вюстита возможно прекращение выдержки уже при 475°С.
4. Анализ внеколонного восстановления при атмосферном давлении и W=15000 ч-1 показал возможность сокращения времени выдержки при температурах 375°С - до трёх часов, 400°С - до двух часов, 425°С - до двух часов, 450°С - до трёх часов, 475°С - до 3,5 часов, 500°С - до семи часов, 525°С - до одного часа.
5. Рациональные режимы восстановления позволили сократить общее время процесса без потери активности на 13-16 часов при атмосферном давлении и на 13-20 часов при давлении 50 атм.
5. Приложения
5.1 Охрана окружающей среды
5.1.1 Введение
Охрана окружающей среды - это совокупность мероприятий, направленных на рациональное использование, сохранение и воспроизводство природных ресурсов, используемых человеком в народном хозяйстве. Сбережение атмосферы Земли, её недр, фауны и флоры - залог сохранения природных условий развития человеческого общества.
Воздействие населения планеты на её природу приобрело глобальный характер с середины прошлого столетия. Из года в год из недр Земли добывается более 100 млрд. т различных пород, топлива и выбрасываются в атмосферу сотни миллионов тонн оксидов азота и углерода, CO2 и SO2, более 400 млн. т твердых частиц сажи, золы и пыли; сбрасывается в реки, моря и океаны около 10 млн. т. нефти и нефтепродуктов, порядка 600 млрд. т бытовых и промышленных стоков. Химическая промышленность входит в десяток основных источников загрязнений, а также является одним из основных потребителей природных ресурсов. В свою очередь неорганическая химия - одна из основных составляющих отрасли, для неё характерны крупнотоннажность и энергоёмкость. Поэтому охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов, несомненно, важный вопрос в технологии неорганических веществ.
Прежде всего, необходимо уделять внимание очистке вредных выбросов. Важно совершенствовать и внедрять новые технологические схемы производства, позволяющие возвращать в цикл часть тепловых и материальных потоков, чтобы использовать долю отходов в качестве вторичного сырья. Водопотребление должно быть замкнутым.
5.1.2 Экологическая характеристика технологической схемы
С точки зрения экологии данная работа, посвященная вопросам оптимизации условий восстановления катализаторов синтеза аммиака, что должно позволить, в конечном счете, более рационально использовать сырьё и энергоресурсы и снизить нагрузку на окружающую среду.
Цель данной дипломной работы - исследование процесса восстановления катализаторов синтеза аммиака.
Процесс исследования катализаторов проходит по замкнутой схеме. Аммиак из баллона поступает в прямой крекер и разлагается на азото-водородную смесь (АВС) стехиометрического состава. Далее АВС после очистки поступает в колонну с образцами, где образуется аммиак. разлагается на азото-водородную смесь в обратном крекере и поступает в голову процесса.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.11. Блок-схема процесса.
Как видно из схемы, образуются два вида отходов: раствор сульфата аммония (NH4) 2SO4 (0,05М) с некоторым содержанием аммиака в количестве около сорока литров за один цикл и катализаторная пыль (0,1 - 0,3 процента от загрузки 8 г, т.е.0,008 - 0,024 г).
Табл.9. Отходы производства.
|
Вид отходов |
Количество |
|
|
Раствор (NH4) 2SO4 (от 0,01 до 0,05М) |
40 л |
|
|
Катализаторная пыль (Fe3O4) |
0,008 - 0,024 г |
5.1.3 Переработка и обезвреживание газообразных отходов
В процессе работы установки газообразные отходы не образуются.
5.1.4 Переработка и обезвреживание жидких отходов
Табл.10. Жидкие отходы производства.
|
Состав стоков |
Концентрация, г/л |
Температура |
Общее количество, м3 |
|
|
Вода, содержащая аммиак, сульфат аммония |
0,26,6 |
15-20 |
0,06 |
Сброс периодический, до 0,001 м3/час, загрязнен механическими примесями, направляется в канализацию. Тип канализации - хозяйственно-бытовая. (В лаборатории имеется 8 приемных устройств и 8 гидрозатворов, предназначенных для предотвращения проскока вредных веществ и пожароопасных веществ (паров) из канализации в помещение и воспрепятствования распространению огня в случае пожара).
5.1.5 Переработка и обезвреживание твердых отходов
Твердыми отходами являются отработанные катализаторы. Отработанные катализаторы направляются на переработку на заводы-производители.
5.1.6 Экономическая оценка природоохранных предприятий
1. Оценка ущерба от загрязнений гидросферы.
Схема 1: Обезвреживание сточных вод.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Общая величина ущерба от загрязнения водной среды определяется в соответствии с формулой [24]:
К = 1;
= 24000 руб/усл. т. - удельный ущерб, причиняемый народному хозяйству сбросом в водоемы одной условной тонны загрязняющих веществ;
уквод - показатель относительной опасности загрязнения водоемов;
уквод = 2,6 (1, табл.5);
М - приведенная масса сбрасываемых в водоемы веществ (усл. т).
Приведенная масса загрязняющих веществ в годовом объеме сточных вод может быть определена в условных тоннах, как:
М=?Аiвод mi, где
mi - масса примесей i-го вида, поступающих в водные объекты, т/год;
Аiвод - показатель относительной агрессивности вод (усл. т/т);
Аiвод=1/ПДКврi, (1, табл.4) где
ПДКврi - ПДК вещества в воде рыбохозяйственных объектов, мг/л.
mNH4+ = 6,6 г/л • 0,001 • 103 л • 40 л/цикл = 264 г/цикл = 0,000264 т/цикл
Табл.11. Ущерб окружающей среде
|
Вещество |
Aiвод |
mi |
М |
% после очистки |
mi после обезвре-живания, |
М после обезвре-живания, |
|
|
усл. т/т |
т/цикл |
усл. т/цикл |
т/цикл |
усл. т/цикл |
|||
|
NH+4 |
2 |
0,000264 |
0,000528 |
1 |
0,00000264 |
0,00000528 |
ВУ = 1? 24000 ? 2,6 ? 0,000528? 78 = 2570 руб/цикл=64250 руб/год
ФУ = 1? 24000 ? 2,6 ? 0,00000528 ? 78 = 25,7 руб/цикл=642,5 руб/год
ПУвод = ВУ - ФУ = 2544,3 руб / цикл. =63607,5 руб/год
Всего ПУ = ПУвод = 2544,3 руб / цикл. = 63607,5 руб/год
Платы за сбросы загрязняющих веществ в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы сбросов, определяется по формуле:
Пн вод=Снi вод • Мi вод, где
ставка платы за выброс 1 т загрязняющего вещества
Снi вод =Нбнi вод ? Кэ вод
Коэффициент экологической ситуации и экологической значимости поверхностного водного объекта Центральном регионе Кэ вод=1,2 (1, табл.27).
Табл.12. Предотвращенный ущерб.
|
Вещество |
Нбнi вод,руб/т |
Снi вод, руб. /т |
mi вод, тдо очистки |
Пн вод, руб.до очистки |
mi вод, тпосле очистки |
Пн вод, рубпосле очистки |
|
|
NH+4 |
5545 |
6654 |
0,000264 |
1,75 |
0,00000264 |
0,018 |
Таким образом, уменьшение платы за природопользование после внедрения природоохранных мероприятий составит:
(Считаем, что всего в год 25 циклов.)
П ? П' = (1,75 - 0,018) · 25 = 43,3 руб/год.
5.1.7 Заключение
Представленные расчеты свидетельствуют о том, что технология при данном методе изучения катализаторов синтеза аммиака является сравнительно малоотходной. Результаты, полученные с помощью этого метода, позволят выбрать более рациональный режим восстановления катализатора, что может способствовать экономии энергоресурсов и сырья.
5.2 Охрaнa труда
5.2.1 Опасные и вредные производственные факторы наосновных стадиях выполняемой работы
Дипломная работа выполнялась в лаборатории высоких давлений и заключалась в исследовании процесса восстановления аммиачных катализаторов. В процессе выполнения данной работы могли создаваться следующие вредные и опасные факторы:
Физические факторы
повышенная температура поверхностей оборудования;
повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
повышенный уровень шума на рабочем месте человека;
недостаточная освещенность на рабочем месте по ГОСТ 12.0.003 [26]
5.2.2 Основные физико-химические, токсические и пожаро-взрывоопасные свойства используемых в работе веществ
Табл. 13. Свойства обращающихся в производстве веществ.
|
Наименование |
Агрегатное состояние |
Физико-химические свойства |
Токсические свойства |
Средства индивидуальной защиты |
||
|
Токсический характер действия на организм |
ПДКР.З. мг/м3, класс опасности |
|||||
|
Водород |
Бесцветный, не имеющий запаха газ |
удельный вес 0,09 г/л, плотность относительно воздуха 0,07, растворимость в воде 0,16 мг/100 г воды при 200С, молекулярный вес - 2,016 |
физиологически инертен, при высоких концентрациях в воздухе вызывает, наркотическое чувство вызывает при высоких давлениях |
? |
Шланговый противогаз ПШ-1, ПШ-2, кислородный изолирующий противогаз КИП-7. |
|
|
Азот |
Бесцветный, не имеющий запаха газ |
удельный вес 1,28 г/л, плотность относительно воздуха 0,97, растворимость в воде 2 мг/100 г воды при 200С, молекулярный вес - 44,01 |
физиологически инертен, оказывает удушающее действие из-за недостатка кислорода |
? |
Шланговый или кислородный изолирующий противогаз |
|
|
Аммиак |
Бесцветный газ с резким специфическим запахом |
удельный вес 0,77 г/л, плотность относительно воздуха 0,596,tкип= - 330С, растворимость в воде 702 объема/объем воды при 200С, молекулярный вес - 17,03 |
при небольших концентрациях раздражает верхние дыхательные пути и глаза, вызывает удушье и слезотечение, в высоких концентрациях возбуждает ЦНС, вызывая судороги, при острых отравлениях может наступить смерть от отека легких и сердечной недостаточности, при попадании в глаза возможна потеря зрения |
20 класс 4 |
Фильтр. пром. противогаз марки "КД" (серая коробка), при наличии других газов-марки "М" (красная коробка), защитные перчатки, очки, спецодежда |
Пожаровзрывоопасные свойства веществ
Аммиак - горючий газ; температура самовоспламенения 650 0С; область воспламенения в смеси с воздухом 15-28% об., 110-200 г/м3; в смеси с кислородом 15-79%; минимальная энергия зажигания 680 мДж; максимальное давление взрыва 6 кГ/см2. Максимальная взрывоопасная концентрация 14,3%.
Азот - негорюч.
Водород - горючий газ; температура самовоспламенения 510 0С; область воспламенения 4,0 - 75%об., 3,3 - 62 г/м3; минимальная энергия зажигания 0,017 мдж; максимальное давление взрыва6,7кГ /см2; скорость возрастания давления взрыва 900 кГ /см2*сек. Минимальное взрывоопасное содержание кислорода при разбавлении водородовоздушных смесей углекислым газом 7,9% об., при разбавлении азотом 5,0% об. Для предупреждении взрыва при аварийном истечении водорода и тушения факела в закрытых объемах необходима минимальная огнегасительная концентрация углекислоты 62% об., азота 76% об. [27]
Табл.14 Санитарная классификация (по СН 245-63).
|
Вещество |
Группа производственных процессов |
Ширина санитарной защитной зоны, м |
|
|
Аммиак |
IIд |
500 |
|
|
Водород |
Ia |
50 |
|
|
Азот |
Ia |
50 |
5.2.3 Режим личной безопасности
Перед выполнением данной дипломной работы был проведен инструктаж по технике безопасности при работе в химической лаборатории /инструкция 6-ТБ/. Далее проходила стажировка на рабочем месте в течение недели. Также были изучены инструкции:
? по электробезопасности для сотрудников и студентов РХТУ им.Д.И. Менделеева
? по пожарной безопасности в РХТУ им.Д.И. Менделеева /10-ТБ/.
В качестве средства индивидуальной защиты использовался лабораторный халат.
5.2.4 Производственная санитария
Размер лаборатории
Помещение лаборатории имеет следующие размеры: общая площадь помещения - 60 м2; высота помещения - 5 м; площадь, занимаемая оборудованием - 28 м2; кубатура помещения - 300 м3;
В лаборатории работает ? 4 человека, на одного человека приходится - 15 м2 площади пола, 75 м3 воздуха. Эти значения удовлетворяют нормам: нормативная площадь пола на одного работающего в соответствии с [28] составляет 4,5 м2, норма кубатуры ? 15 м3.
Вентиляция.
Помещение имеет естественную и искусственную вентиляцию.
Естественную вентиляцию обеспечивает неорганизованный приток воздуха через оконные и дверные проемы.
Искусственная вентиляция осуществляется за счет вентиляционной установки. В соответствии с паспортными данными лаборатория оснащена вентиляционной вытяжной системой В-27. По способу организации воздухообмена она является местной, предназначенной для отсоса вредных выделений /газы, пары, пыль/ в местах их образования и удаления из помещения /вытяжной шкаф/, при определенных условиях работы может выполнять роль искусственной общеобменной вентиляции.
По паспортным данным [29] производительность вентиляционной установки Q - 5400 м3/ч.
При оценке эффективности работы общеобменной вентиляционной установки в помещении лаборатории, необходимо учесть, что данная вентиляционная установка работает и на две соседние лаборатории, объем которых составляет 775 м3. Эффективность работы установки оценивается по формуле: К = Q / V,
где Q ? производительность вентиляционной установки, м3/ч;
V ? суммарный объем вентилируемого помещения, м3
К = 5400 / (300 + 775) = 5 час-1
Такой результат соответствует норме 4-6 час-1.
Скорость воздуха в рабочем проеме вентиляционного шкафа оценивается по формуле: V = Q / S • 3600,где S - суммарная площадь сечения рабочих проемов (с учетом шкафов в других лабораториях), м2
V = 5400/1,49 • 3600 =1,01 м/с
Такая скорость воздуха в рабочем сечении вентиляционного шкафа позволяет работать с веществами 2-го и 3-го классов опасности.
Метеорологические условия
По ГОСТУ 12.1.005-88 для работы легкой категории 16 предусмотрены нормы:
Топ = 21-23° С Тдоп = 20-24° С
Влажность: оптимальная - 40%, допустимая - 75%. Скорость движения воздуха: оптимальная - 0,2 м/с, допустимая - 0,1-0,3 м/с. По паспортным данным температура в холодное время года +20°С, таким образом, нормативы соблюдаются.
Освещение
При работе в лаборатории используется боковое естественное и искусственное освещение. Нормированное значение коэффициента естественной освещенности КЕО - 1,5% при работе средней точности. Фактическое значение КЕО - 1,5%. Для работ средней точности при искусственном освещении значение нормативной освещенности равно 300 Лк. Значение фактической освещенности совпадает с нормативным. В лаборатории используются люминесцентные лампы типа ЛД-20. Для расчета числа люминесцентных ламп используют формулу:
n = (E ·S·z·k) / (F·u·m),
где F - световой поток одной лампы, 1000 Лм;
Е - нормативная освещенность, 300 Лк;
S - площадь освещаемого помещения, 60 м2;
z - поправочный коэффициент светильника, 1,1;
к - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности при эксплуатации, 1,2;
u - коэффициент использования, зависит от размеров и конфигурации помещения, высоты подвеса светильников и индекса помещения, 0,52;
m - число ламп в светильнике, 2
Индекс помещения:
I = S / с / (а + b),
где а - ширина помещения;
b - длина помещения,
с - высота помещения.
I = 60/5/ (10 + 6) = 0,75
n = (300 · 1,2 · 60 · 1,1) / (1000 · 0,52 · 2) = 22 штуки.
Фактически в лаборатории имеется 20 светильников, следовательно, нормы по освещению не соблюдаются.
Шум
Источником шума в лаборатории является вентиляционная установка. Характер шума - механический. Нормативный уровень звукового давления при среднегеометрической частоте октановых полос 1000 Гц составляет 75 дБ [52]. Шумовые характеристики рабочего помещения в паспорте лаборатории не указаны, поэтому сравнить их с нормативными данными нельзя.
Водоснабжение
Система водоснабжения в лаборатории хозяйственно-питьевая. Источником горячей воды является ТЭЦ, холодной - городской водопровод. Источник водоснабжения - городская сеть.
Канализация
Тип канализации - хозяйственно-бытовая. В лаборатории имеется 8 приемных устройств и 8 гидрозатворов, предназначенных для предотвращения проскока вредных веществ и пожароопасных веществ (паров) из канализации в помещение и воспрепятствования распространению огня в случае пожара.
Отопление
Тип отопления в лаборатории - водяное, центральное. В холодное время года средняя температура в помещении +20°С, в теплое время года +25°С [59].
5.2.5 Техника безопасности
Безопасность при работе с аппаратами и сосудами под давлением.
При работе с газовыми баллонами необходимо соблюдать следующие меры безопасности.
В целях предотвращения неправильного использования баллонов, в боковом штуцере баллонов с негорючими газами делают правую резьбу, а у баллонов с горючими газами - левую резьбу.
Баллоны окрашивают в отличительные цвета и снабжают соответствующими надписями. Так, находящийся в лаборатории баллон с аммиаком желтого цвета, надпись "Аммиак" - черного цвета.
Отбор газа в емкости с более низким давлением производится при помощи специального редуктора для данного газа.
Редуктор имеет манометры: один для высокого давления, показывающий давление в баллоне, а другой для низкого давления, определяющий давление на выходе. Для правильного использования баллонов в них должно быть остаточное давление не менее 0,5 ат после полного отбора газа.
При навинчивании редуктора необходимо стоять сбоку от него во избежание отравления газа при срыве редуктора. При использовании баллонов следует соблюдать следующие правила:
1) баллоны должны быть расположены на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов;
2) баллоны должны быть надежно закреплены в вертикальном положении;
3) запрещается использовать редукторы, не соответствующие газам, а также неисправные редукторы и баллоны;
4) баллоны с газами, поддерживающими горение, необходимо хранить отдельно от других газов и веществ;
5) при транспортировке баллонов необходимо применять меры для предохранения баллонов от ударов (надеть резиновые кольца и т.д.).
Электробезопасность
В лаборатории используется переменный ток с частотой 50 Гц и напряжением 127В, 220В и 380В. При выполнении экспериментальной части дипломной работы использовались следующие электроприборы: обогреватели крекеров, колонны синтеза, компрессор. Для питания силового оборудования и осветительных приборов, согласно [59], применяется трёхфазная, трех проводная электрическая сеть.
В помещении лаборатории возможно одновременное соприкосновение с токоведущими и нетоковедущими частями приборов, что при неправильном заземлении и других неполадках может привести к тяжелым травмам. Исходя из этого, помещение лаборатории по опасности поражения людей электрическим током относится ко второй категории помещений с повышенной опасностью.
Аппаратура, используемая при работе, имеет дополнительную защиту, т.е. изоляцию, элемент для зануления и провод без заземляющей жилы для присоединения к источнику питания в соответствии с ГОСТ 12.2.007-75, поэтому аппаратура относится к классу 0,2.
Пожарная профилактика
Так как в лаборатории находятся горючие и трудно горючие жидкости, твердые горючие и трудно горючие вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг другом только гореть (пожар без взрыва), то в соответствии с паспортом лаборатории [29], помещение относится к категории пожаровзрывоопасности "В".
По паспорту лаборатории класс взрывоопасное помещения по ПУЭ-В-I-б. Соответственно этому в помещении лаборатории имеются зоны, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов и паров ЛВЖ не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей. Горючие газы и ЛВЖ имеются в небольшом количестве, недостаточном для создания взрывоопасных смесей. Работы с горючими газами и ЛВЖ проводятся без применения открытого пламени. В помещении лаборатории имеется внешний и внутренний водопровод, асбестовое одеяло и ящик с песком на случай пожара и огнетушитель. Для оповещения о пожаре имеется телефон.
Особое внимание должно быть уделено контролю состояния электрической сети. Сети, питающие лабораторные щитки, должны быть защищены от перегрузок. Запрещается подключать в штепсельные розетки осветительной сети приборы, потребляющие ток большего напряжения, чем установлено для данного щитка.
Лаборатория должна быть оснащена только выпускаемым промышленностью оборудованием.
5.3 Экономическая часть
5.3.1 Технико-экономическое обоснование проведения дипломной научно-исследовательской работы
Данная работа посвящена выбору рациональных условий восстановления новых катализаторов синтеза аммиака. Цель этого исследования - совершенствование действующей технологии восстановления катализаторов в промышленности, что должно способствовать экономии ресурсов и снижению энергозатрат на производство аммиака, а в конечном итоге - удешевлению продуктов, полученных из него.
В промышленности аммиак используют при получении азотной кислоты, в производстве азотных минеральных удобрений, в качестве хладагента. Аммиачная вода является азотным удобрением. Нашатырный спирт используют в медицине.
Чтобы представить масштабы производства аммиака, приведём следующие данные: в ноябре 2006-го года выпуск синтетического аммиака в целом по стране составил 951 тыс. тонн. При мировой цене 165$ за тонну продукта (по данным журнала Fertilizer за ноябрь), снижение его себестоимости выгодно для отрасли.
Экономический эффект данного производства достигается совершенствованием химического состава катализаторов, за счёт введения промоторов, выбора оптимальной формы и размера зерна.
Работа выполнялась на полупромышленной установке, которая представляет собой реактор с каналами для исследования четырёх образцов катализаторов одновременно и вспомогательное оборудование. Были произведены исследования зависимости активности этих образцов от температуры, давления, расхода газа. Полученные результаты показали, как ведёт себя каждый образец при восстановлении и на основе этих данных даны рекомендации по выдержке катализаторов при ступенчатом повышении температуры во время восстановления.
Настоящая дипломная работа носит научно-исследовательский характер, посчитать экономический эффект от внедрения новых идей на производство не представляется возможным из-за отсутствия данных по затратам на производство единицы продукта в промышленности. Поэтому в экономической части представлен расчёт затрат на проведение НИР, а именно: материальные, энергетические, затраты на заработную плату и другие.
5.3.2 Текущие затраты
Материальные затраты (См).
Величину материальных затрат на основные и вспомогательные материалы, реактивы и топливо, израсходованные при выполнении дипломной работы, можно определить [30]:
См = ?Рi ·Ц i
Где Рi - количество израсходованного i-ro материального ресурса; Цi - планово-заготовительная цена единицы i-ro вида материального ресурса (руб.); i = 1,2, 3,. - виды ресурсов.
Для расчета планово-заготовительной цены затраты на доставку принимаем в размере 1% от цены приобретения и складываем их с ценой приобретения.
Таблица 15. Расчет затрат на сырье, материалы, реактивы.
|
№ |
Наименование |
Единица измерения |
Кол-во |
Цена, руб. за ед. |
Транспортно-заготовительные расходы |
Планово-заготов. цена, руб. |
Сумма, руб. |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
|
1 |
Аммиак |
л |
1 |
37,5 |
1% |
0,4 |
37,9 |
37,8 |
|
|
2 |
Кислота серная (0,01н) |
амп. |
1 |
6,5 |
1% |
0,1 |
6,6 |
6,6 |
|
|
3 |
Кислота серная (0,1н)(фиксонал) |
амп. |
1 |
7 |
1% |
0,1 |
7,1 |
7,1 |
|
|
4 |
Кислота серная (1н) |
л |
1 |
68 |
1% |
0,7 |
68,7 |
68,7 |
|
|
5 |
Индикатор метиловый ор. |
г |
3 |
14 |
1% |
0,1 |
14,1 |
42,4 |
|
|
ИТОГО |
162,6 |
Энергетические затраты.
В состав энергетических затрат входят затраты на электрическую энергию, пар, воду, холод, сжатый воздух, непосредственно израсходованные на технологические цели при выполнении исследования.
Расчет затрат на потребляемую электроэнергию осуществляется следующим образом:
Сэн = ?Рi·Цi = ?Мi ·k?Тi ·Ц,
Где Рi - расход электроэнергии на i-м виде оборудования; М - паспортная мощность, кВт; k - коэффициент использования мощности (0,8 - 0,9), для расчетов принимаем 0,8; Тi - время работы электрооборудования, ч; Ц - цена 1 кВт-ч электроэнергии.
Расчет затрат на электроэнергию.
Таблица 16. Затраты на электроэнергию
|
№ |
Наименование оборудования |
Число единиц оборудования |
Номинальная потребляемая мощность, кВт |
Суммарная потребляемая мощность, кВт |
Время |
Цена |
Сумма затрат, руб. |
|
|
работы, |
эл. эн., руб. /кВт/ч |
|||||||
|
час |
||||||||
|
1 |
Печь |
1 |
0,7 |
0,5 |
240 |
1,8 |
216 |
|
|
колонны |
||||||||
|
2 |
Печь крекера |
2 |
0,7 |
0,5 |
240 |
1,8 |
432 |
|
|
3 |
Печь блока |
2 |
0,3 |
0,25 |
240 |
1,8 |
216 |
|
|
4 |
Компрессор |
1 |
2,7 |
2,5 |
12 |
1,8 |
27 |
|
|
ИТОГО: |
891 |
Расчет затрат на воду.
Для выполнения дипломной работы требуется около 30 л дистиллированной воды. Тариф на дистиллированную воду - 5,0 руб. /л.
Затраты на воду - 30?5,0=150 рублей.
Таблица 17. Стоимость приборов и посуды, используемых для проведения работы
|
№ |
Наименование приборов и посуды |
Кол-во, шт. |
Цена за ед., руб. |
Сумма, руб. |
|
|
1 |
Химический стакан |
3 |
14,3 |
42,9 |
|
|
2 |
Ступка |
1 |
107,1 |
107,1 |
|
|
3 |
Колба мерная 1000 мл |
1 |
261,0 |
261,0 |
|
|
4 |
Колба мерная 100 мл |
2 |
28,0 |
56,0 |
|
|
5 |
Колба коническая 250 мл |
2 |
35,7 |
71,4 |
|
|
6 |
Воронка коническая 36-50 мл |
3 |
17,4 |
52,2 |
|
|
7 |
Бюретка 25мл |
1 |
87,0 |
87,0 |
|
|
8 |
Палочка стеклянная |
1 |
2,0 |
2,0 |
|
|
ИТОГО: |
679,6 |
5.3.3 Затраты на заработную плату и единый социальный налог
Затраты на заработную плату включают в себя заработную плату исполнителя дипломной работы (ЗПИ) и научного руководителя (ЗПнр). Зарплата исполнителя определяется путем умножения размера стипендии на число месяцев, отводимых на выполнение дипломной работы.
ЗПИ = 600·6 = 3600 руб.
Среднечасовая зарплата определяется на основе должностного оклада (Ок) и эффективного времени работы (Тэф) с дипломником, которое для профессорско-преподавательского состава составляет 35 часов за все время дипломной работы.
Среднечасовая оплата по руководству, рецензированию и консультированию составляет примерно 80 рублей.
ЗПнр = 35?90 = 2800 руб.
Сзп = ЗПИ + ЗПнр = 3600 + 2800 = 6400 руб.
Дополнительная заработная плата принимается 10% от основной, тогда:
Сд. зп = 0,1·5350 = 640 руб.
Единый социальный налог принимается в размере 26 % от основной и дополнительной заработной платы:
Ссоц. страх. = 0,26·СзП = 0,26· (6400+640) = 1830 руб.
5.3.4 Амортизационные отчисления приборов и оборудования
Сумма амортизационных отчислений определяется исходя из стоимости используемого оборудования и приборов, годовых норм амортизации и времени использования (в месяцах):
Сам = ? (Фi ·Нiа·Тi) / 100·12,
где Фi - стоимость используемого оборудования и приборов; Нiа - годовая норма амортизационных отчислений;
Тi - время работы оборудования и приборов (в месяцах).
Таблица 18. Расчет амортизационных отчислений.
|
№ |
Наименование оборудования |
Стоимость, руб. |
Срок использования, мес. |
Норма амортизации, % |
Сумма амор- |
|
|
тизац. |
||||||
|
отчислений |
||||||
|
1 |
Печь колонны |
3000 |
6 |
12 |
180 |
|
|
2 |
Печь крекера |
2500 |
6 |
14 |
175 |
|
|
3 |
Печь блока |
2700 |
6 |
12 |
162 |
|
|
4 |
Компрессор |
25000 |
6 |
12 |
1500 |
|
|
5 |
Блок очистки |
6000 |
6 |
13 |
390 |
|
|
6 |
Скруббер |
500·5 |
6 |
12 |
150 |
|
|
7 |
Газгольдер |
30000 |
6 |
12 |
1800 |
|
|
8 |
Фильтрвысокого давления |
5000 |
6 |
14 |
350 |
|
|
9 |
Колонна синтеза |
10000 |
6 |
12 |
600 |
|
|
Итого |
5307 |
5.3.5 Общеинститутские расходы
Общеинститутские (накладные) расходы, включающие затраты на
страхование учебно-вспомогательного и административно-управленческого персонала, отопление, освещение, вентиляцию, содержание библиотеки,
общежития, ремонт зданий и прочие хозяйственные расходы, принимаются в размере 100 % от суммы основной и дополнительной заработной платы, учетом начислений:
Сн = Сзп + Сд. зп = 6400+640 = 1830 руб.
5.3.6 Смета затрат на проведение дипломной научно-исследовательской работы
В результате проведения всех вышеуказанных расчетов составляем
смету затрат на выполнение дипломной научно-исследовательской работы.
Таблица 19. Смета затрат на выполнение дипломной НИР.
|
№ |
Статьи расходов |
Сумма, руб. |
% |
Примечание |
|
|
1 |
Затраты на сырье, материалы (основные и вспомогательные), реактивы |
162,6 |
0,7 |
Из табл.1 |
|
|
2 |
Энергетические затраты:электроэнергия,вода |
891,0150,062400 |
4,10,7 |
Из табл.2 |
|
|
3 |
Основная заработная плата:а) исполнителя работыб) руководителя работы |
3600 2800 |
16,412,8 |
П.2.3 |
|
|
4 |
Дополнительная заработная плата |
640 |
2,9 |
П.2.3 |
|
|
5 |
Отчисления на единый социальные налог |
1830 |
8,3 |
П2.З. |
|
|
6 |
Затраты на приборы и посуду |
679,6 |
3,1 |
Из табл.3. |
|
|
7 |
Амортизация приборов и оборудования |
5307,0 |
24,2 |
Из табл.4. |
|
|
8 |
Общеинститутские расходы: |
5885,0 |
26,8 |
П.2.5 |
|
|
ВСЕГО по смете: |
21945,2 |
100 |
5.3.7 Выводы к экономической части
Из приведенной выше сметы затрат видно, что данная исследовательская работа является трудоемкой, а так же значительными являются общеинститутские расходы, так как наибольший процент приходится на заработную плату (36,2 %) и общеинститутские расходы (28,7%).
6. Список литературы
1. Тюкаева О.А. // Хим. Промышленность за рубежом. - 1987. - № 12. - С.1-50
2. Кузнецов Л.Д. и др. // Азотная пром-тъ. - НИИТЭхим - 1967. - №4. - С. 19.
3. Рабина, П.Д. Химия и технология азотных удобрений / П.Д. Рабина, Л.Д. Кузнецов, Т.Я. Малышева и др. // Труды ГИАП. М.: - 1971. - Вып 11. - С.5
4. Дмитриенко Л.М. и др. // Труды 4-го Международного конгресса по катализу. М.: Наука. - 1970. - Т.1. - С.328
5. Мищенко, Ш.Ш. и др. Химия и технология азотных удобрений. - М.: НИИТЭхим, 1971. - Вып 11. - С.53, 66, 75.
6. Лачинов С.С., Овчаренко Б.Г. Авт. Свид. СССР 118222 // Б. И - 1964. - №14
7. Патрикевич Н.И. // Хим. промышленность за рубежом. - 1988. - № 2. - С.55-86
8. Бершанский В.П., Мнушкин ИЛ., СыркинА.М. // Сб. "Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела". - Уфа: Реактив, 2002. - С.184-192
9. S. M. Yunusov, V. A. Likholov, V. B. Shur. Applied Catalysis A: General. 1997 (158) p.35-39.
Подобные документы
Физико-химические основы синтеза карбамида из аммиака и двуокиси углерода. Равновесие жидкость – газ при синтезе. Тепловой баланс процесса. Предельно допустимые концентрации аммиака, двуокиси углерода, карбамида и солей аммония в атмосфере и водоемах.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.11.2014Роль систем автоматизированного производства в проектировании. Аммиак и его свойства, способы хранения. Расчёт химических параметров реакции образования аммиака. Создание модели теплообменного аппарата. Проектирование базы данных процесса ректификации.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.02.2016Технология и химические реакции стадии производства аммиака. Исходное сырье, продукт синтеза. Анализ технологии очистки конвертированного газа от диоксида углерода, существующие проблемы и разработка способов решения выявленных проблем производства.
курсовая работа [539,8 K], добавлен 23.12.2013Физико-химические процессы при приготовление многокомпонентных катализаторов. Получение катализаторов методом осаждения. Анализ влияния условий приготовления на величину поверхности силикагеля. Катализаторы для процессов дегидрирования метанола.
дипломная работа [998,9 K], добавлен 20.05.2015Статистические, проточные, динамические, импульсные, безградиентные проточно-циркуляционные методы определения активности катализаторов. Определение поверхности по изотермам адсорбции, истинной и кажущейся плотности катализатора; электронная микроскопия.
реферат [849,5 K], добавлен 23.10.2010Нормативные и законодательные документы в области контроля качества катализаторов. Основные характеристики катализаторов и требования к ним. Выбор оптимального силикатного модуля в катализаторе. Разработка и оформление проекта технических условий.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 25.09.2014Разработка технологической схемы производства аммиака из азотоводородной смеси и рассмотрение процесса автоматизации этого производства. Описание контрольно-измерительных приборов, позволяющих контролировать и регулировать технологические параметры.
курсовая работа [319,5 K], добавлен 11.06.2011Происхождение названия палладия. Распространение и применение металла, его термодинамические, химические и физические свойства, применение в различных отраслях промышленности. Характеристика способов получения палладия из отработанных катализаторов.
курсовая работа [32,2 K], добавлен 11.10.2010Получение органических соединений, материалов и изделий посредством органического синтеза. Основные направления и перспективы развития органического синтеза. Группы исходных веществ для последующего органического синтеза. Методика органического синтеза.
реферат [1,6 M], добавлен 15.05.2011Промышленные способы получения разбавленной азотной кислоты. Катализаторы окисления аммиака. Состав газовой смеси. Оптимальное содержание аммиака в аммиачно-воздушной смеси. Типы азотнокислотных систем. Расчет материального и теплового баланса реактора.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.03.2015
