технология неорганических веществ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ
ПРОГРАММА
для подготовки к вступительным испытаниям для выпускников
средних специальных учебных заведений, поступающих на заочную
сокращенную форму получения образования в учреждении
образования «Белорусский государственный технологический
университет» в 2014 году
Раздел 1. Производство серной кислоты.
1.1. Характеристика серной кислоты и сырья для её производства
Свойства серной кислоты и масштабы еѐ производства. Сырье для производства серной кислоты.
Элементарная, природная и газовая сера. Месторождение природной серы, способы ее добычи,
обогащение. Получение газовой серы. Серный колчедан, его состав, месторождения. Применение
сероводорода. Источники получения и состав сероводородного газа. Другие виды серосодержащего
сырья.
1.2. Получение сернистого газа
Свойства оксида серы (IV). Физико-химические основы процесса обжига колчедана, сжигания серы
и сероводорода.
Печи кипящего слоя и пылевидного обжига колчедана. Форсуночные и циклонные печи для
сжигания серы, печь-котел для сжигания сероводорода.
Использование тепла обжигового газа. Очистка обжигового газа от пыли. Устройство и принцип
работы циклонов и электрофильтров.
Технологические схемы отделения обжига колчедана и сжигания серы.
1.3. Производство серной кислоты контактным методом
Очистка обжигового газа. Теоретические основы процессов очистки и осушки газа.
Технологические схемы и режимы работы отделений очистки и осушки газа. Устройство основного
оборудования (промывных и сушильных башен, мокрых электрофильтров).
Физико-химические основы окисления SO2. Термодинамика и кинетика реакции окисления
сернистого газа. Характеристика катализаторов, применяемых для окисления сернистого газа. Выбор
оптимального технологического режима окисления сернистого газа.
Типы применяемых контактных аппаратов, их устройство. Технологическая схема и режимы
работы контактного отделения.
Абсорбция оксида серы (VI). Физико-химические основы процесса абсорбции оксида серы (VI).
Технологическая схема и режим работы абсорбционного отделения. Устройство абсорбционных башен.
Очистка отходящих газов.
Пути интенсификации и совершенствования производства серной кислоты. Метод двойного
контактирования. Технологические схемы производства серной кислоты из серы и колчедана методом
двойного контактирования. Требования безопасности при производстве серной кислоты.
1.4. Производство серной кислоты нитрозным методом
Сущность нитрозного метода. Основные стадии производства. Технологическая схема и режим
процесса производства серной кислоты нитрозным методом. Контактно-башенный способ производства
серной кислоты. Обезвреживание хвостовых газов.
Раздел 2. Производство синтетического аммиака и азотной кислоты
2.1. Производство азотоводородной смеси для синтеза аммиака
Масштабы и перспективы развития производства аммиака. Основные методы фиксации
атмосферного азота. Сырьевая база азотной промышленности.
Технические основы процесса разделения воздуха методом глубокого охлаждения. Холодильный
цикл Капицы. Ректификация жидкого воздуха. Технологическая схема и режим работы блока разделения
воздуха АКт-15. Устройство основного оборудования. Технико-экономические показатели процесса
получения азота и кислорода. Требования безопасности при получении азота и кислорода.
Получение водорода из природного газа. Физико-химические основы конверсии природного газа
водяным паром, кислородом и смесью окислителей. Катализаторы конверсии природного газа. Физикохимические основы конверсии оксида углерода (II). Катализаторы конверсии оксида углерода (II).
Технологические схемы конверсии природного газа.
Одноступенчатая парокислородная конверсия природного газа. Устройство и режим работы
оборудования.
Двухступенчатая паровоздушная каталитическая конверсия природного газа при давлении 3-4 МПа.
Устройство трубчатого и шахтного конверторов метана и оксида углерода (II). Технико-экономические
показатели схем конверсии метана. Требования безопасности при производстве азотоводородной смеси.
Очистка конвертированного газа от оксида углерода (IV). Методы очистки конвертированного газа
от диоксида углерода. Физико-химические основы процессов. Оптимальный технологический режим.
Технологические схемы процессов очистки конвертированного газа от оксида углерода (IV). Устройство
основного оборудования. Сравнение технико-экономических показателей различных схем очистки.
Методы очистки конвертированного газа от оксида углерода (II). Физико-химические основы
процессов конвертированного газа жидким азотом и метанирования. Оптимальный технологический
режим. Технологические схемы и аппаратурное оформление процессов.
Требования безопасности при очистке азотоводородной смеси различными методами.
2.2. Синтез аммиака
Свойства аммиака и его водных растворов. Хранение и транспортирование аммиака и его
растворов.
Физико-химические основы синтеза аммиака. Влияние давления, температуры и катализатора на
процесс синтеза аммиака. Характеристики применяемых катализаторов.
Классификация технологических схем синтеза аммиака. Синтез аммиака при среднем давлении.
Технологическая схема синтеза. Устройство колонны синтеза.
Современный крупнотоннажный агрегат производства аммиака мощностью 450 тысяч тонн в год.
Технологическая схема крупнотоннажного агрегата. Энерготехнологический принцип построения схемы.
Требования безопасности, промышленной санитарии и охраны окружающей среды при производстве
аммиака.
2.3. Производство азотной кислоты
Свойства и области применения азотной кислоты. Способы получения азотной кислоты.
Требования к ее хранению и транспортированию.
Основные стадии процесса производства азотной кислоты из аммиака. Физико-химические основы
процесса окисления аммиака. Катализаторы окисления аммиака, их отравление и регенерация. Физикохимические основы процессов окисления оксида азота (II) кислородом и абсорбции оксидов азота водой;
зависимость этих процессов от давления, температуры и концентрации оксидов азота в нитрозных газах.
Виды технологических схем производства азотной кислоты. Технологическая схема производства
азотной кислоты под высоким давлением. Технологические схемы производства азотной кислоты
комбинированным методом. Технологические режимы, устройство основного оборудования.
Очистка отходящих нитрозных газов. Методы обезвреживания хвостовых нитрозных газов.
Технико-экономические показатели производства азотной кислоты. Теоретические основы процесса
концентрирования азотной кислоты с помощью серной кислоты или нитрата магния. Аппаратура и
режим работы концентрационной установки. Технико-экономические показатели процесса.
Прямой синтез концентрированной азотной кислоты. Сущность процесса получения
концентрированной азотной кислоты из жидких оксидов азота. Технологическая схема и режим процесса
производства концентрированной азотной кислоты. Устройство основного оборудования. Требования
безопасности при производстве азотной кислоты.
Раздел 3. Производство минеральных удобрений
3.1. Классификация удобрений. Физические свойства минеральных удобрений и их
характеристика
Классификация удобрений по различным признакам, характеристика отдельных групп. Способы
выражения состава минеральных удобрений
Физические свойства минеральных удобрений. Понятие гигроскопичности, основные показатели и
методы определения гигроскопичности. Слеживаемость, механизм слеживаемости, способы снижения
слеживаемости удобрений. Гранулометрический состав минеральных удобрений, понятие выхода
товарной фракции. Прочность, виды прочности и их характеристика.
3.2. Производство аммонийной селитры
Характеристика, свойства и применение аммонийной селитры. Физико-химические основы
производства. Способы снижения ее слеживаемости.
Основные способы производства аммонийной селитры. Упарочный способ. Теоретические основы,
основные стадии производства.
Технологические схемы с одностадийным и двухстадийным выпариванием. Устройство и принцип
работы аппаратов использования тепла нейтрализации (ИТН), выпарных аппаратов, грануляционных
башен. Требования безопасности при производстве аммиачной селитры.
3.3. Производство карбамида
Свойства карбамида, его применение. Химизм и физико-химические основы производства
карбамида. Основные стадии производства. Влияние технологических параметров на скорость синтеза
карбамида и его выход.
Технологическая схема и аппаратурное оформление производства карбамида с полным
жидкостным рециклом. Технологические схемы синтеза карбамида по стриппинг-процессу. Режим
работы основного технологического оборудования. Устройство колонн синтеза и дистилляции,
выпарных аппаратов, грануляционных башен.
Сравнение технико-экономических различных технологических схем производства карбамида.
Пути интенсификации производства карбамида. Требования безопасности при производстве карбамида.
3.4. Производство сульфата аммония
Характеристика, свойства и применение сульфата аммония. Производство сульфата аммония из
аммиака, побочных продуктов производства капралактама, серной кислоты, коксового газа.
Технологическая схема и аппаратурное оформление процесса.
Раздел 4. Производство кальцинированной соды
Масштабы производства и перспективы развития содовой промышленности. Сырье для
производства кальцинированной соды и методы его подготовки. Способы получения кальцинированной
соды.
Аммиачный способ производства кальцинированной соды. Его сущность, основные стадии и
принципиальная схема.
Физико-химические основы, технологические схемы и основное оборудование отделения обжига
известняка и гашения извести. Устройство и режим работы известковых печей.
Получение и очистка рассола. Аммонизация рассола. Физико-химические основы процесса
аммонизации. Технологическая схема стадии аммонизации. Устройство и режим работы абсорбционных
колонн. Карбонизация аммонизированного рассола. Физико-химические основы процесса карбонизации,
технологическая схема. Устройство и режим работы карбонизационных колонн. Фильтрация суспензии
бикарбоната натрия. Оборудование и технологический режим. Физико-химические основы процесса
кальцинации бикарбоната натрия, технологическая схема. Устройство и режим работы содовых печей.
Регенерация аммиака. Физико-химические основы процесса и схема стадии регенерации (дистилляции).
Устройство дистилляционной колонны и режим ее работы. Требования безопасности при производстве
кальцинированной соды. Мероприятия по охране окружающей среды. Отходы производства и их
использование. Перспективы развития производства соды по безотходной технологии.
Применение: Во время вступительного испытания при подготовке к ответу абитуриенту
экзаменационной комиссией могут быть предоставлены необходимые иллюстративные материалы по
его запросу (технологические схемы, схемы аппаратов). На предоставляемых схемах допустимы только
цифровые и буквенные обозначения позиций и составных частей без их расшифровки, а также стрелки,
указывающие направление движения основных потоков. При использовании иллюстративных
материалов абитуриенту запрещается делать на них какие-либо пометки (текстовые, графические и
др.).
Основная литература
1. Позин, М. Е. Технология минеральных удобрений / М. Е. Позин. – Л.: Химия, 1984. – 389 с.
2. Васильев Б.Т., Отвагина М.И. Технология серной кислоты. – М.: Химия, 1985.
3. Амелин А.Г. Производство серной кислоты. – М.: Химия, 1983.
4. Атрощенко, В. И. Технология связанного азота / В. И. Атрощенко. – Киев: Выш. школа, 1985.
5. Атрощенко, В. И. Технология азотной кислоты / В. И. Атрощенко, С. И. Каргин. – Л.: Химия, 1980.
6. Производство аммиачной селитры в агрегатах большой единичной
мощности / Под ред.
В. М. Олевского. – М.: Химия, 1990.
7. Горловский, Д. М. Технология карбамида / Д. М. Горловский, Л. Н. Альтшулер, В. И. Кучерявый. –
Л.: Химия, 1981.
8. Крашенинников С. А. Технология соды / С. А. Крашенинников. – М.: Химия, 1988. – 304 с.
Дополнительная литература
1. Кононов, А. В. Основы технологии комплексных удобрений / А. В. Кононов [и др.]. – М.: Химия,
1988.
2. Соколовский, А. А. Справочник по минеральным удобрениям / А. А. Соколовский, Т. П. Унонянц. –
М.: Химия, 1977. – 289 с.
3. Производство серной кислоты. Под ред. Мухленова И.П. – М.: Химия, 1982.
4. Справочник сернокислотчика. – М.: Химия, 1971.
5. Справочник азотчика / Под ред. Н. М. Жаворонкова. – М.: Химия, 1986. – 435 с.
6. Производство аммиачной селитры в агрегатах большой единичной
мощности / Под ред.
В. М. Олевского. – М.: Химия, 1990.
7. Аммиак. Вопросы технологии / И. М. Демиденко [и др.]. – Донецк: ГИК «Новая печать», ООО
«Лебедь», 2001.