Công nghệ sản xuất Amoniac, Acid Nitric và Phân Đạm

Chia sẻ: nguyen_chi_tinh

Amoniac là một hợp chất vô cơ có công thức phân tử NH3. Ở điều kiện tiêu chuẩn, nó là một chất khí độc, có mùi khai, tan nhiều trong nước. Trên nguyên tử nitơ của amoniac có cặp electron tự do nên amoniac có tính bazơ và có thể xảy ra phản ứng hóa học: NH3 + H+ → NH4+ Trong amoniac, nitơ có số oxi hóa thấp nhất nên amoniac có tính khử.

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Công nghệ sản xuất Amoniac, Acid Nitric và Phân Đạm

Chủ đề:
Ch
Công nghệ sản xuất Amoniac,
Acid Nitric và Phân Đạm.
Giảng viên: Nguyễn Thị Ánh Hồng
Nguy
Nhóm thực hiện MSSV:
MSSV

Võ Tấn Phát: 2096793
Lê Ngọc Bích: 2092118

Dương Thúy Duy: 2096781
Nội dung trình bày
•Quy trình sản xuất Amoniac, Acid
Nitric và Phân đạm ở quy mô công
nghiệp.

•Một số ứng dụng của Amoniac,
Acid Nitric và Phân đạm vào đời
sống.
    I.Amoniac
Trên thế giới có rất nhiều nhà máy sản xuất
amoniac với quy mô lớn với sản lượng từ
2000-3000 tấn/ngày .Sản lượng amôniac sản
xuất mỗi năm mỗi tăng: năm 2004 là
109.000.000 tấn , năm 2006 là 122.000.000 tấn

Dẫn đầu là Trung Quốc với 28,4% tổng sản
lượng trên toàn thế giới, theo sau là Ấn Độ với
8,6%, Nga với 8,4%, và Hoa kỳ là 8,2%.
 
• Hơn 80% tổng sản lượng amoniac được dùng
để sản xuất acid nitric, sản xuất phân bón cho
cây trồng như phân ure, amoni nitrat,…
Amoniac còn được dùng làm chất tẩy rửa.
Dd NH3 kết hợp với các axit tạo ra các muối
amoni-là nguồn nguyên liệu quý được dùng
trong y học , trong công nghiệp nhuộm và
công nghệ chế biến thức ăn khô
 Dùng trong công nghiệp đông lạnh,sản xuất
Dùng
nước đá và bảo quản thực phẩm,…ngoài ra
NH3 còn điều chế N2H4 làm nguyên liệu cho
còn
tên lửa.
-Trước đây:Dùng phương pháp Rothe-Frank-Caro
CaCN2 + 3H2O = CaCO3 + 2NH3
-Ngày nay: dùng phương pháp Haber Process
dùng
Ì Nguồn nguyên liệu:O2 ,N2 ,H2 , khí tự nhiên CH4 ho
khí đốt hóa lỏng như propan và butan , …
Vì nguyên liệu có lẫn tạp chất lưu huỳnh hữu cơ
(RSH ) nên ta sẽ có công đoạn khử S trước khi đưa
nguyên liệu vào quy trinh sản xuất
d Trong quá trình khử này các tạp chất lưu huỳnh hữ
cơ được chuyển hoá thành H2S bằng xúc tác hydro
hoá.Sau đó H2S được hấp phụ bằng oxit kẽm.
RSH + H2 = RH + H2S
ZnO + H2S = ZnS + H2O
 
1 Reforming sơ cấp : CH4 bị oxi hóa bởi H2O
CH4 + H2O = CO + 3 H2 + Q
2 Reforming thứ cấp : cung cấp N2, O2 cho quá
trình nhằm chuyển hóa hoàn toàn lượng Metan còn
dư sau P/ư Reforming sơ cấp.
CH4 + 3/2 O2 = CO + 2 H2O +Q
3. Công đoạn chuyển hóa CO thành CO2: Trong
bộ phận tinh lọc khí, CO được chuyển hoá thành
CO2.
CO + H2O = CO2 + H2 + Q
 
4. Công đoạn khử CO2
Khử CO2 :
Hệ thống tách CO2 được dựa trên quá trình
MDEA (methyldietanolamin) bao gồm một
tháp hấp thụ CO2 hai cấp, một tháp chưng
cất CO2 và hai bình tách.
CO2 bị tách khỏi quá trình bởi sự hấp thụ
CO2 vào trong dung dịch MDEA chứa 40%
MDEA.
R3N + H2O + CO2 = R3NH+ + HCO3 -
2R2NH + CO2 = R2NH2+ + R2N-COO-
 
Thu hồi CO2 :
Tách tái sinh dd giàu CO2 được thực hiện trong
hai cấp để được CO2 độ tinh khiết cao. Trong bình
tách cao áp, hầu hết các thành phần trơ được hoà
tan và giải phóng tại áp suất khoảng 5,5 bar.
Dung dịch giàu CO2 tiếp tục đến bình tách thấp
áp và được giải phóng khỏi dung dịch tại áp suất
0,27 bar. 
5. Công đoạn mêtan hóa
CO và CO2 dư được chuyển hoá thành metan bởi
phản ứng với hydro (metan hoá) trước khi khí tổng hợp
được đưa đến vòng tổng hợp amôniắc.
CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O + Q
 
Metan là khí trơ trong vòng tổng hợp amôniắc,
các hợp chất chứa oxy như là CO và CO2 sẽ
phản ứng với chất xúc tác trong vòng tổng hợp
amôniắc.

6. Vòng tổng hợp Amôniắc
Khí công nghệ sau khi mêtan hóa được nén lên
áp suất cao và sau đó dẫn vào cụm tổng hợp
amôniắc.
P/ư tổng hợp Amôniắc :
Fe, 400-5000C


N 2 + 3 H2 2 NH 3 + Q
200 atm
 
 
II.Acid nitric
II.Acid
Axit nitric còn được biết đến bởi nhiều cụm
từ khác như Axit nitric tập trung, tập trung Axit
nitric, Axit nitric Conc, Conc nitric và HNO3.
Ước tính trong năm 2006 thế giới đã sản
xuất được khoảng 51.000.000 tấn acid nitric.
Tây Âu, Nga, Mỹ và Đông Âu thống trị các so
lieu tren thị trường .Nhung khu vực này chiếm
khoảng 75% công suất sản xuất và tiêu thụ tren
thế giới trong năm 2006. Biểu đồ pie sau đây
cho thấy số lượng axit nitric được tiêu thụ theo
 


vùng:
Ngoài ra HNO3 còn
Sử dụng
    
    
HNO3

dùng để :
dùng
Chuyển Sản phẩm
Làm thuốc nổ TNT.
hóa hữu cơ Chất khác
Nylon

Thuốc nhuộm.
Dược phẩm
Axit nitric cũng là
Phân bón

một thành phần của
giải pháp Nital, đó là
một giải pháp thử
nghiệm kim loại
 Các phương pháp sản xuất HNO
-Đầu thế kỷ 17 :
H2SO4 đđ + KNO3 (diêm tiêu) = KHSO4
3

+ HNO3
về sau nguồn nguyên liệu quặng nitơrat trong thiên
-Đầu TK 20ổ biến. phương pháp hồ quang điện
nhiên không ph : dùng
(N2 +02 KK ở nhiệt độ cao).
N2 + O2 = 2NO
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 H2O = 2HNO3 + NO
+
Phương pháp này tốn nhiều điện năng  từ khi tổng
hợp được NH dùng: PP oxi hoá NH (3gđ)
-Giai đoạn 1: oxi hoá NH3 thành NO ( PP tiếp xúc)
Tuỳ điều kiện và chất phản ứng mà xảy ra theo các
phản ứng




(1) (2) (3): một chiều, đồng thể, toả nhiệt  TPSP
phụ thuộc vào tốc độ các phản ứng. Vậy để sản
xuất HNO3 người ta tìm cách để phản ứng (1) xảy
ra với tốc độ nhanh nhất và hạn chế phản ứng (2)
(3) với tốc độ nhỏ nhất
-Giai đoạn 2: oxi hoá NO thành NO2
2NO + O2  2NO2
Nhiệt độ < 1500oC phản ứng xảy ra hoàn toàn theo
chiều thuận (1 chiều)
Nhiệt độ > 1500oC phản ứng thuận nghịch, nhiệt
độ > 8000oC sự oxi hoá không xảy ra
Nếu trong điều kiện không đủ O2  hh khí ngoài
NO2 còn có N2O3, N2O4, NO
(N2O4 tạo thành ở nhiệt độ thấp dư O2,
2NO + O2 N2O4)
Thực nghiệm cho thấy để đạt hiệu suất NO2, N2O4
cao thì P = 8 – 10atm, to < 2000oC.
-Giai đoạn 3: hấp thụ NO2 bằng H2O




Vì quá trình toả nhiệt  hạ thấp nhiệt độ tăng p làm
sạch chất lỏng trong tháp hấp thụ đến nhiệt độ
7500C.
ở 2500C P = 1atm dd HNO3 : 48 – 50%
P = 8-10atm đHNO > 60 – 62%
 1):thiết bị làm sạch kk
(H2O hoặc Na2CO3)
 ( (5):thiết bị oxi hóa NH3
 (2):thiết bị lọc các tạp
 (6):thiết bị thu hồi
chất cơ học
 (7),(8):tháp làm lạnh
 (3),(9): quạt
 (10):tháp hấp thụ
 (4):thiết bị lọc cactong
cùng với khí NH3
 
III.Phân đạm:
III.Phân
đạm là tên gọi chung của các loại phân
        Phân
bón vô cơ cung cấp đạm cho cây dưới dạng
NO3-,NH4+.Phân đạm kích thích quá trình sinh
trưởng, làm tăng tỉ lệ protein thực vật nên phân
đạm là chất dinh dưỡng rất cần thiết và rất
quan trọng đối với cây - thành phần chính của
clorophin, prôtit, các axit amin, các enzym và
clorophin,
nhiều loại vitamin trong cây.
nhi
Có 3 nhóm đạm chính
 Nhóm đạm amoni: (NH4)2SO4 ,NH4Cl, …
 Nhóm đạm Nitrat: NaNO3 ,KNO3, NH4NO3, …
 Nhóm đạm amit: CaCN2 , CO(NH2)2.
Phân Urê CO(NH2)2:
Phân
Phân urê có 44 – 48% N, chiếm khoảng
59% các loại phân đạm được sản xuất ở
các nước trên thế giới.Có 2 loại phân urê:
− Loại tinh thể màu trắng, hạt tròn, dễ tan
Lo
trong nước, có nhược điểm là hút ẩm
mạnh.
− Loại có dạng viên nhỏ, có thêm chất
Lo
chống ẩm nên dễ bảo quản,dễ vận
chuyển được dùng nhiều trong sản xuất
nông nghiệp.
Phân Urê bón thích hợp trên đất chua phèn,
Phân Urê CO(NH2)2 (tt)
Trong chăn nuôi, urê được dùng trực tiếp vào
khẩu phần thức ăn cho lợn, trâu bò. Phân này
cần được bảo quản kỹ trong túi pôliêtilen và
không được phơi ra nắng. Bởi vì khi tiếp xúc
với không khí và ánh nắng urê rất dễ bị phân
huỷ và bay hơi.
Điều chế:nguyên liệu chủ yếu từ NH3 và CO2
200atm
180-200oC
2NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2O
 
•Phân Xianamit Canxi
- CaCN2 chứa 20 – 21% N, 20 – 28% vôi, 9 – 12%
C .Phân này có dạng bột không có tinh thể, màu
xám tro hoặc màu trắng.Vì có than cho nên phân có
màu xám đen ,đốt không có mùi khai. Phân này dễ
bốc bụi.
- Khi bám vào da sẽ làm hỏng da, phân bay vào mắt
sẽ làm hỏng giác mạc mắt.
- Thường được dùng để bón lót.
- Khử được chua, dùng rất tốt ở các loại đất chua.
- Xianamit Canxi được trộn ủ với phân rác làm cho
phân chóng hoai mục. Phân này không được dùng
để phun lên lá cây.
 Điều chế trong lò điện:
N2 + CaC2 1000 C CaCN2 + C
  O
• Phân amôn nitrat (NH4NO3):
- NH4NO3 có chứa 33 – 35% N, chiếm 11% tổng số
phân đạm được sản xuất hàng năm trên thế giới.
- Phân này tồn tại ở dạng tinh thể có màu vàng xám.Dễ
chảy nước, dễ tan trong nước và vón cục,bắt lửa và
gây nổ, khó bảo quản và khó sử dụng.
- Là loại phân sinh lý chua nhưng lai là loại phân bón
quý vì có chứa cả NH4+ và cả NO3-, phân này có thể
bón cho nhiều loại cây trồng trên nhiều loại đất khác
nhau (thuốc lá, bông, mía, ngô…).
- Được pha thành dung dịch dinh dưỡng để tưới cây
trong nhà kính và tưới bón thúc cho nhiều loại rau,cây
ăn quả.
Điều chế: Sản xuất theo 2 phương pháp: phương
pháp bốc hơi và không bốc hơi, ngày nay người ta sử
dụng phương pháp bốc hơi.Cơ sở phương pháp:
Phân đạm Clorua (NH Cl):
Phân
4


Phân này có chứa 24 – 25% N. NH Cl có dạng
tinh thể mịn, màu trắng hoặc vàng ngà.
 Phân này dễ tan trong nước, ít hút ẩm, không bị
Phân
vón cục, thường tơi rời nên dễ sử dụng.
Là loại phân sinh lý chua. Vì vậy, nên bón kết
hợp với lân và các loại phân bón khác.
4


NH Cl không nên dùng để bón cho thuốc lá, chè,
khoai tây, hành, tỏi, bắp cải, vừng, v.v.. Ở các
 Điều chế:
-Phương pháp amoniac hóa: (sx từ nước lọc của quá
2 3



trình sx Na CO ). 0 + CO = NH Cl + NaHCO (1)
NaCl + NH + H




Đun nhẹ (NH ) CO NH + H 0 + CO

Quay lại phản ứng (1)
-Phương pháp trung hòa:
3 4
Phân sunphat đạm (NH ) SO

42 4
(còn gọi là phân SA)
(còn

(NH4)2SO4 có chứa: 20 – 21% N, 29% S.
Dạng tinh thể, mịn, màu trắng ngà hoặc
xám xanh, có mùi nước tiểu (mùi NH3),),
vị mặn và hơi chua, dễ tan trong nước,
thường ở trạng thái tơi rời nên dễ bảo
quản, dễ sử dụng.
Phân sunphat đạm (NH ) SO  (tt)
42 4
 (NH4)2SO4 là loại phân có tác dụng nhanh, đối với
cây trồng, cho nên thường được dùng để bón thúc
và bón thành nhiều lần để tránh mất đạm.

Khi bón cho cây con cần chú ý vì phân này dễ gây
cháy lá.
 Không nên sử dụng phân này để bón trên đất
phèn, vì dễ làm chua thêm đất.
 Điều chế: (NH4)2SO4 là một trong những sản
Đi (NH
phẩm phụ của nhà máy luyện than cốc
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
 
Ngoài ra con có một số loại đạm khác như: phân
Ngoài
phôtphat đạm (còn gọi là phốt phátamôn):

 Loại phân này vừa có 16% ,đạm vừa có 20% ,lân
Lo
ở dạng viên, màu xám tro hoặc trắng, dễ chảy
nước =>thường được sản xuất dưới dạng viên và
đựng trong các bao nilông.

Loại phân này dùng để bón lót, bón thúc đều tốt.
Thường dùng thích hợp ở đất nhiễm mặn vì không
làm tăng độ mặn, độ chua. Vì có tỷ lệ đạm thấp
hơn so với lân cho nên cần bón phối hợp với các
loại phân đạm khác, nhất là khi bón cho các loại
cây cần nhiều đạm.
 
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản