Вопросы итогового междисциплинарного экзамена по подготовке инженеров специальности "Химическая технология неорганических веществ"

Вопросы

Итогового междисциплинарного экзамена по подготовке инженеров специальности 240301 " Химическая технология неорганических веществ"

1.    Биологический и технический способы связывания атмосферного азота, их достоинства и недостатки. Способы получения водорода и азота – сырья для синтетического аммиака. Расчет теплового баланса процесса конверсии СО (I или II ступени) при получении синтез-газа из природного газа.

2.                 Паровая конверсия природного газа. Равновесие процесса. Роль температуры в глубине переработки метана в продукты. Уравнение для расчета константы равновесия. Кинетика процесса. Двухступенчатая организация процесса. I ступень: общие сведения, катализаторы. Методика расчета материального баланса  трубчатой печи.

3.    Устройство трубчатой печи. Использование топливного природного газа в качестве источника тепла для процесса на I ступени. Методика расчета теплового баланса радиантной зоны трубчатой печи. Расчет объема дымовых газов. Утилизация тепла дымовых газов.

4.    Паровоздушная конверсия метана – вторая ступень. Экзотермические реакции как источник тепла на II ступени. Катализаторы процесса доконверсии. Реализация процесса в шахтном реакторе. Утилизация тепла конвертированного газа.

5.    Конверсия монооксида углерода. Равновесие процесса. Роль температуры в глубине переработки СО в продукты. Уравнение для расчета константы равновесия. Кинетика процесса. Двухступенчатая организация процесса. I ступень: катализаторы и параметры процесса. Утилизация тепла газов после первой ступени. II ступень: катализаторы и параметры процесса. Методика расчета материального баланса процесса конверсии СО.

6.    Очистка конвертированного газа от диоксида углерода. Требования, предъявляемые к хемосорбенту и массообменной аппаратуре. Моноэтаноламиновая очистка. Технологическая схема узла МЭА – очистка и регенерация раствора. Очистка конвертированного газа от СО₂ по методу “Карсол”. Преимущества и недостатки методов МЭА – очистки и “Карсол”.

7.    Энерготехнологическая схема производства аммиака с рекуперацией энергии стадий получения синтез-газа. Энергетическая потребность агрегата. Масса и параметры генерируемого пара. Паровой привод турбокомпрессоров агрегата. Расчет количества тепла газа, утилизируемого в котле утилизаторе.

8.    Физико-химические свойства аммиака. Зависимость температуры конденсации аммиака от давления. Равновесие реакции синтеза аммиака. Уравнение для расчета константы равновесия. Использование данных по равновесию в системе “газ - жидкость” для выбора оптимальных условий конденсации аммиака.

9.    Катализаторы процесса синтеза аммиака. Кинетика и механизм каталитической реакции. Колонна синтеза аммиака: устройство, потоки газа и температурный режим. Уравнение для расчета молярной теплоты реакции синтеза.

10.   Расчет содержания аммиака в газе на выходе из колонны синтеза и при ступенчатой конденсации аммиака. Расчет удельной производительности колонны синтеза, объема катализатора в колонне и суточной производительности колонны. Учет растворимости газа в жидком аммиаке под давлением при его конденсации. Накопление инертных примесей в циркуляционном газе и их вывод из системы.

11.   Производство карбамида. Сырье. Требования к качеству продукционного карбамида. Стадии образования карбамида, физико-химические основы процесса. Диаграмма состояния системы. Оптимальные условия в колонне синтеза. Расчет расходных коэффициентов. Методика расчета материального баланса конденсатора карбамата аммония.

12.  Сущность стриппинг-процесса производства карбамида. Тепловой эффект реакций на стадиях образования карбамида. Методика расчета теплового баланса конденсатора карбамата аммония.

13.   Производство неконцентрированной азотной кислоты. Сырье. Требования к качеству продукционной кислоты. Стадии производства. Балансовая реакция получения HNO₃ и расчет расходных коэффициентов. Стадия контактного окисления аммиака. Кинетика, катализаторы, тепловой эффект процесса. Утилизация тепла реакций окисления. Расчет основных показателей процесса окисления аммиака.

14.   Гомогенное окисление оксида азота (II). Равновесие реакций. Уравнения для расчета констант равновесия. Кинетика реакций. Влияние температуры и давления на скорость окисления NO. Роль процесса гомогенного окисления NO в абсорбционной колонне.

15.   Переработка оксидов азота в азотную кислоту. Кинетика, равновесие процесса. Вывод уравнения для расчета равновесного состава оксидов азота над растворами азотной кислоты, расчет с применением этого уравнения. Уравнение для расчета к.п.д. тарелки.

16.   Методика расчета количества тарелок абсорбционной колонны в производстве азотной кислоты. Методика расчета материального баланса первой тарелки.

17.   Роль экзотермических реакций, протекающих в абсорбционной колонне азотно-кислотного производства. Методика расчета теплового баланса колонны. Расчет расхода оборотной воды и поверхности змеевиков на тарелке.

18.   Селективная каталитическая очистка хвостовых газов от оксидов азота. Технологическое оформление процесса в виде энергетического узла. Роль камеры сгорания реактора и камеры сгорания турбины. Достоинства селективной очистки по сравнению с неселективной очисткой. Рекуперация энергии очищенных газов.

19.   Концентрирование азотной кислоты с помощью водоотнимающих добавок. Предварительное концентрирование азотной кислоты. Физико-химические предпосылки использования водоотнимающих добавок. Представление свойств системы “HNO₃ – H₂O - Д” на треугольной диаграмме Розебома. Применение диаграммы для расчета составов и свойств системы.

20.   Требования, предъявляемые к водоотнимающим добавкам при концентрировании HNO₃. Достоинства и недостатки сернокислотного способа концентрирования HNO₃. Побочные реакции, сопутствующие этому способу. Регенерация серной кислоты. Концентрирование азотной кислоты с помощью нитрата магния, принципиальная технологическая схема процесса.

21.   Производство аммиачной селитры. Сырье. Требования к качеству продукционной селитры. Физико-химические свойства нитрата аммония. Слеживаемость продукта и способы ее устранения. Реакция нейтрализации, оформление процесса в аппарате ИТН. Расчет расходных коэффициентов. Методика расчета материального баланса аппарата ИТН.

22.   Упаривание раствора аммиачной селитры. Гранулирование селитры по методу приллирования. Модификационные переходы нитрата аммония и их влияние на качество продукта. Роль магнезиальной добавки к нитрату аммония. Получение нитрата магния, сырье. Охлаждение продукционной селитры в аппарате “кипящий слой”.