B CÔNG TH NGỘ ƯƠ
TR NG Đ I H C CÔNG NGHI P ƯỜ Ạ Ọ Ệ TH C PH M Ự Ẩ TP. H CHÍ MINHỒ
KHOA CÔNG NGH HÓA H CỆ Ọ
---ooOoo---
Đ ÁN MÔN H CỒ Ọ
1. Tên đ tàiề
Thi t k tháp đ m h p thu NHế ế ệ ấ 3 v i năng su t 1000mớ ấ 3/h.
2. Nhi m vệ ụ
X lý khí NHử3 th i ra t các nhà máy s n xu t hóa ch t và các nhà máy s nả ừ ả ấ ấ ả
xu t phân bón b ng ph ng pháp h p thu v i dung môi là n c.ấ ằ ươ ấ ớ ướ
3. Các s li u ban đ uố ệ ầ
-L u l ng khí th i: 1000 mư ượ ả 3/h.
-N ng đ NHồ ộ 3 ban đ u: 10% th tích.ầ ể
-Áp su t làm vi c: 1atm.ấ ệ
-Dùng n c s ch đ h p thu nhi t đ : 20ướ ạ ể ấ ở ệ ộ 0C.
-L ng n c s d ng l n h n 20% l ng t i thi u.ượ ướ ử ụ ớ ơ ượ ố ể
-Hi u su t c a quá trình h p thu là 98%.ệ ấ ủ ấ
-N c vào tháp là tinh khi t.ướ ế
-V t chêm là vòng s Raschig có kích th c 5x5x1.ậ ứ ướ
SVTH Xác nh n c a GVHDậ ủ
NH N XÉT C A GIÁO VIÊN H NG D NẬ Ủ ƯỚ Ẫ
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
GVHD: Th.S Huỳnh Lê Huy C ngườ Trang: 1
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
Ngày Tháng Năm 2011
Ký tên
NH N XÉT C A TH Y CÔ PH N BI NẬ Ủ Ầ Ả Ệ
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
Ngày Tháng Năm 2011
GVHD: Th.S Huỳnh Lê Huy C ngườ Trang: 2
Ký tên
L I NÓI Đ UỜ Ầ
Amoniac là m t hóa ch t dùng ph bi n trong nhi u ngành công nghi pộ ấ ổ ế ề ệ
khác nhau. S phát x c a không khí có ch a amoniac vào khí quy n mà khôngự ạ ủ ứ ể
có bi n pháp x lý, gây nh h ng không t t đ n s c kh e con ng i và môiệ ử ả ưở ố ế ứ ỏ ườ
tr ng. ườ
M t ph ng pháp có hi u qu cao đ x lý amoniac t khí th i là yêu c uộ ươ ệ ả ể ử ừ ả ầ
c p thi t. Nh ng ngu n th i ra khí amoniac bao g m: quá trình s n xu t phânấ ế ữ ồ ả ồ ả ấ
bón, quá trình đi u ch than c c s d ng ph ng pháp khôi ph c s n ph m ph ,ề ế ố ử ụ ươ ụ ả ẩ ụ
s đ t cháy nguyên li u hóa th ch, quá trình chăn nuôi và nh ng h th ng làmự ố ệ ạ ữ ệ ố
l nh s d ng amoniac nh m t môi ch t l nh….Ng i ta có th ki m soátạ ử ụ ư ộ ấ ạ ườ ể ể
đ c l ng amoniac nh ng quá trình này b ng nhi u cách nh : s d ng thápượ ượ ở ữ ằ ề ư ử ụ
l c khí m, s d ng ph ng pháp n c ng ng đ lo i b khí, khôi ph c và táiọ ẩ ử ụ ươ ướ ư ể ạ ỏ ụ
ch nh ng dòng th i, nh ng h th ng thu n p.... Trong đ án này, em xin trìnhế ữ ả ữ ệ ố ạ ồ
bày ph ng pháp s d ng tháp đ m đ h p thu NHươ ử ụ ệ ể ấ 3.
Trong quá trình th c hi n đ án, em đã đ c s giúp đ t n tình c a th yự ệ ồ ượ ự ỡ ậ ủ ầ
Huỳnh Lê Huy C ng đ giúp em hoàn thành đ án này. Tuy đã c g ng hoànườ ể ồ ố ắ
thành t t đ án c a mình nh ng em v n còn nhi u thi u sót trong quá trình th cố ồ ủ ư ẫ ề ế ự
hi n. Mong th y ch b o thêm cho em.ệ ầ ỉ ả
Em xin chân thành c m n.ả ơ
CH NG I: T NG QUÁT V NH3ƯƠ Ổ Ề
1.1. Gi i thi u v NHớ ệ ề 3
– Amoniac là m t ộh p ch tợ ấ c a ủnitơ và hydro v i ớcông th cứ NH3, có tên qu cố
t (theo IUPAC) là “Azane”, “Amoniac”, “Hydrogen nitride” và m t s tên khác.ế ộ ố
Amoniac không màu, d ng ạkhí có mùi cay n ng đ c tr ng. Nó ồ ặ ư nh h n khôngẹ ơ
khí, m t đ c a nó là 0,589 l n so v i ậ ộ ủ ầ ớ không khí. Nó có th d dàng hóa l ng doể ễ ỏ
s liên k t m nh m gi a các phân t hydro, nó có nhi t đ sôi là ự ế ạ ẽ ữ ử ệ ộ –33,34°C và
nhi t đ nóng ch y là ệ ộ ả –77,7°C. Là phân t có c c, ử ự amoniac là m t ch t khí kháộ ấ
nh (d=0,596g/cmẹ3), tan nhi u trong n cề ướ , 1 lít n c 0°C hòa tan đ c 1200ướ ở ượ l
khí NH3, 20°C là 700ởl khí NH3. Hi n t ng tan nhi u c a NHệ ượ ề ủ 3 trong n cở ướ
đ c gi i thích b ng s liên k t hydro gi a phân t NHượ ả ằ ự ế ữ ử 3 và phân t Hử2O.
GVHD: Th.S Huỳnh Lê Huy C ngườ Trang: 3
– Amoniac đóng góp đáng k vào ểdinh d ngưỡ nhu c u c a các sinh v t trênầ ủ ậ
m t đ t b ng cách ph c v nh là m t ti n thân c a ặ ấ ằ ụ ụ ư ộ ề ủ th c ph mự ẩ và phân bón.
Amoniac tr c ti p hay gián ti p cũng là m t kh i xây d ng đ t ng h p nhi uự ế ế ộ ố ự ể ổ ợ ề
d c ph mượ ẩ .
– Amoniac đ c s d ng trong th ng m i th ng đ c g i là ượ ử ụ ươ ạ ườ ượ ọ khan
amoniac. Thu t ng này nh n m nh đ n s v ng m t c a n c trong v t li u.ậ ữ ấ ạ ế ự ắ ặ ủ ướ ậ ệ
B i vì NHở3 sôi ở–33,34°C (–28,012°F), ch t l ng ph i đ c l u tr d i áp l cấ ỏ ả ượ ư ữ ướ ự
cao ho c nhi t đ th p.ặ ở ệ ộ ấ
1.2. Phân lo iạ
Amoniac có hai lo i, lo i 1 dùng cho các máy l nh và lo i 2 dùng làmạ ạ ạ ạ
nguyên li u trong công nghi p hóa ch t. Chúng có yêu c u v ch t l ng khácệ ệ ấ ầ ề ấ ượ
nhau:
Hàm l ng các ch tượ ấ Đ n vơ ị Lo i 1ạLo i 2ạ
Amoniac
L ng t p ch t t i đaượ ạ ấ ố
H i mơ ẩ
D uầ
S tắ
%
%
mg/l
–
99,9
0,1
10
2
99,6
0,4
35
Không quy đ nhị
1.3. Tính ch t v t lý c a amoniacấ ậ ủ
–NH3 tan trong n c phát nhi u nhi t và cho dung d ch có d < 1 (dung d chướ ề ệ ị ị
NH3 25% có d = 0,91g/cm3). N u đun nóng lên đ n 100ế ế °C thì t t c NHấ ả 3 trong
dung d ch bay h i h t.ị ơ ế
– Amoniac có tác d ng kích thích làm ch y n c m t, nh h n không khí.ụ ả ướ ắ ẹ ơ
Nhi t đ t i h n c a amoniac r t cao 405,55ệ ộ ớ ạ ủ ấ °K nên amoniac d hóa l ng.ễ ỏ
Amoniac hóa l ng 239,75ỏ ở °K và hóa r n 195ắ ở °K. Amoniac l ng không màu, ỏ ở
g n nhi t đ sôi có h ng s đi n môi = 22. Amoniac l ng là dung môi r t t tầ ệ ộ ằ ố ệ ỏ ấ ố
GVHD: Th.S Huỳnh Lê Huy C ngườ Trang: 4
cho nhi u mu i vô c . Các kim lo i ki m và ki m th hòa tan trong amoniacề ố ơ ạ ề ề ổ
l ng. Amoniac l ng có entapi b c h i l n, vì v y đ c dùng đ n p các máyỏ ỏ ố ơ ớ ậ ượ ể ạ
l nh.ạ
– tr ng thái r n amoniac k t tinh m ng l p ph ng tâm m t:Ở ạ ắ ế ạ ậ ươ ặ
Phân t NHử3 có c u t o hình tháp tam giác v i dấ ạ ớ N–H = 1,015 và góc hóa trị
HNH = 10703, t ng ng c u hình electron nh sau: ươ ứ ấ ư
Do s lai hóa spự3 c a nguyên t nit mà c p electron hóa tr t do ( N) phânủ ử ơ ặ ị ự ở
b trên 1 spố3 đ c đ nh h ng rõ r t trong không gian, vì v y phân t NHượ ị ướ ệ ậ ử 3 r t dấ ễ
cho c p electron đó t o nên liên k t cho – nh n (liên k t ph i trí) v i các nguyênặ ạ ế ậ ế ố ớ
t khác và liên k t có đ phân c c l n .ử ế ộ ự ớ
C p electron hóa tr t do và tính phân c c c a liên k t Nặ ị ự ự ủ ế –H t o nên liênạ
k t hidro gi a các phân t NHế ữ ử 3, vì v y NHậ3 d b nén, có nhi t bay h i cao và tanễ ị ệ ơ
nhi u trong n c. nhi t đ th ng ch c n áp su t 67 atm là có th hóa l ngề ướ Ở ệ ộ ườ ỉ ầ ấ ể ỏ
nó.
1.4. Tính ch t hóa h c c a amoniacấ ọ ủ
Cũng do có c p electron hóa tr t do và ít b n mà NHặ ị ự ề 3 có ho t tính hóa h cạ ọ
cao. Nó có th cho ba lo i ph n ng: ph n ng c ng, ph n ng kh và ph nể ạ ả ứ ả ứ ộ ả ứ ử ả
ng th , trong đó đ c tr ng h n c là ph n ng c ng.ứ ế ặ ư ơ ả ả ứ ộ
Amoniac b n nhi t đ th ng. Khi đun nóng có xúc tác amoniac t phânề ở ệ ộ ườ ự
h y theo chi u ng c l i c a ph ng trình t ng h p. Ph n ng tr ng thái cânủ ề ượ ạ ủ ươ ổ ợ ả ứ ở ạ
b ng xác đ nh.ằ ị
Amoniac b phân h y khi chi u x b ng tia t ngo i.ị ủ ế ạ ằ ử ạ
Trong oxi nguyên ch t, amoniac cháy v i ng n l a vàng nh t t o thành Nấ ớ ọ ử ạ ạ 2
và H2O. D i áp su t l n, h n h p amoniac và oxi có th n :ướ ấ ớ ỗ ợ ể ổ
N u có ch t xúc tác là platin hay h p kim platin – rodi 800 – 900ế ấ ợ ở oC thì khí
amoniac b Oị2 không khí oxi hóa thành nito oxit:
GVHD: Th.S Huỳnh Lê Huy C ngườ Trang: 5