硝酸生产工艺 耿晓晓
硝酸的生产工艺
硝酸的生产工艺硝酸是一种重要的无机化学品，广泛应用于化工行业和农业生产中。
硝酸的生产工艺主要有亚硝酸氧化法、铵盐法和硝基氧化法等。
1. 亚硝酸氧化法：亚硝酸氧化法是硝酸工业生产中最常用的方法。
该方法以氨为原料，通过两步反应生成硝酸。
首先，通过合成氨制取亚硝酸，然后将亚硝酸氧化为硝酸。
具体工艺如下：（1）合成氨制备亚硝酸反应。
在催化剂存在下，将氨与氧气在高温下反应得到亚硝酸：NH3 + O2 → HNO2 + H2O（2）亚硝酸氧化为硝酸反应。
在催化剂存在下，将亚硝酸与氧气反应得到硝酸：2HNO2 + O2 → 2HNO32. 铵盐法：铵盐法是通过铵盐来制备硝酸的方法。
这种方法主要有铵硫酸法和铵硝酸法两种。
具体工艺如下：（1）铵硫酸法。
将硫酸与氨反应得到硫酸铵，然后将硫酸铵在高温下脱水，生成硝酸：2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4(NH4)2SO4 → 2NH3 + H2SO4 + H2O2NH3 + H2SO4 + H2O + 1/2O2 → 2HNO3 + (NH4)2SO4（2）铵硝酸法。
将铵硫酸和硝酸反应得到硝酸铵，然后经过脱水处理，生成硝酸：HNO3 + NH4OH → NH4NO3 + H2ONH4NO3 → N2O + 2H2O2NH4NO3 → 2N2O + O2 + 4H2ON2O + 3O2 → 2N2O52N2O5 + H2O → 2HNO33. 硝基氧化法：硝基氧化法是将有机化合物中的氨基或羟基氧化为硝基的方法，然后生成硝酸。
这种方法适用于有机合成过程中的硝化反应。
具体工艺如下：R-NH2 + 2HNO3 → R-NO2 + 2H2O + H2OR-OH + HNO3 → R-ONO2 + H2O以上是硝酸的主要生产工艺，不同的工艺适用于不同情况下的生产需求。
在实际生产中，还需要考虑反应条件、催化剂的选择、产品纯度的控制等因素，以提高生产效率和产品质量。
同时，硝酸的生产过程涉及一些化学反应和氧化，所以在操作过程中需要注意安全措施，以防止事故发生。
硝酸工艺优化及效果
硝酸工艺优化及效果摘要：社会的迅速发展，使得社会对各种产品的需求越来越大。
作为社会产品的重要组成的化学产品而言，社会时代的向前也使得对化学产品的需求也是越来越大。
而且对化学产品的质量的要求也是越来越高。
而硝酸作为化学里面最重要的一种化学试剂也开体现这其重要的价值。
可是硝酸的工艺已经不能满足社会发展的需要了。
所以对于硝酸工艺的更新是势在必行同样也是时代的要求。
本文就从硝酸工艺过程控制进行分析探讨，而提出了工艺的优化希望其效果能给硝酸工艺的发展提供一些帮助。
关键词：硝酸工艺过程控制优化效果硝酸在我国60 年代开始生产，硝酸采用的都是I 型气动单元组合仪表的生产线。
但是现在看来这种I 型气动单元组合仪表的特点功能单一、性能差而且精度低还不可靠，所以由其因构成的硝酸工艺的仪表控制系统不仅落后而且还达不到硝酸工艺的设计基本能力。
另外，由于硝酸工艺过程中氧化和压缩两个工序的复杂和特殊性，我国之前的硝酸工艺仪控系统已经无法满足现在硝酸生产的要求。
而且由于以前的硝酸工艺不仅导致了硝酸的工艺过程不稳定，和氧化效率低，以及能源耗费大而且还对还硝酸工艺设备的安全有极大的威胁。
不仅如此，这还导致了硝酸工艺人员的劳动强度大以及硝酸工作环境恶劣，这对工人的身心安全也有极大威胁，所以硝酸工艺的优化是有其极大的现实意义的。
一、硝酸工艺的优化内容1.硝酸工艺的装置的优化对于硝酸工艺这种化工工艺来说，装置是其最重要的一部分，好的装置才能够有好的产品。
对于硝酸工艺来说，对于现在的硝酸工艺的装置的优化可以从双加压工艺装置和新型的高压反应釜来进行优化。
对于硝酸工艺的双加压工艺装置来说，第一，主要可以引进国际先进的450 吨/日双加压法稀硝酸装置，可以对其核心传动设备改用德国的GHH的四合一机组，而提高设备的技术水平。
第二，那就是把硝酸工艺中传统使用的触媒为铂、铑、钯的平织铂网和针织铂网的改成国际领先水平的硝酸工艺中的德国制造的FTC 系列铂网催化剂，而克服硝酸工艺的氨氧化率低，气体温度高、铂网冲击大以及机械损耗大等缺点，第三那就是新增放空氨管而能够达到点火安全性能大大提高。
硝酸生产工艺
氨催化氧化制硝酸硝酸是五价氮的含氧酸,纯硝酸是无色液体,相对密度1.5027,熔点-42℃,沸点86℃。
一般工业品带微黄色。
含硝酸86%～97.5%以上的浓硝酸又称发烟硝酸,它是溶有二氧化氮的红褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。
硝酸是强氧化剂,有强腐蚀性,在生产、使用和运输中要注意安全。
与硫酸不同,硝酸与水会形成共沸混合物,共沸点与温度和压力的关系示于图3-1-13,由图可见,共沸点随压力的增加而上升,但共沸点下的硝酸浓度却基本一样。
在101.32 kPa下共沸点温度为120.5℃,相应的硝酸浓度为68.4%。
因此,首先将稀硝酸脱水,制成超共沸酸(即浓度超过共沸点时的硝酸浓度),经蒸馏最后才能制得浓硝酸。
1. 生产方法综述A氨氧化主要反应有:４ＮＨ３＋５Ｏ２＝４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ这是一个强放热反应。
反应温度760～840℃,压力0.1～1.0MPa,通过铂网的线速度大于0.3 m/s,氧氨比(Ｏ２／ＮＨ３）为1.7～2.0,在以上工艺条件下,氨的氧化率可达95%～97%。
B NO的氧化出氨氧化反应器(亦称氧化炉)的反应气经废热锅炉和气体冷却器分出冷凝稀酸后,在低温下(小于200℃)利用反应气中残余的氧继续氧化生成NO２:其中生成Ｎ２Ｏ３和Ｎ２Ｏ４的反应,速度极快(分别为0.1 s和10-４s),而生成NO2的反应则慢得多(约20 s左右),因此是整个氧化反应的控制步骤。
上列三个反应是可逆放热反应,反应后,摩尔数减少,因此降低反应温度,增加压力有利于NO氧化反应的进行。
NO的氧化程度α-NO与温度和压力的关系示于图3-1-14。
由图3-1-14可见,当温度低于200℃,压力为0.8MPa时α-ＮＯ接近100%,常压时α-ＮＯ也能达到90%以上,实际操作时α-ＮＯ在70%～80%之间,反应气即可送吸收塔进行吸收操作。
NO的氧化是一个非催化氧化反应,反应时间比氨氧化反应长得多,前者为20 s左右,而后者仅为2×１０－４s。
硝酸生产工艺技术简介
C 硝酸生产工艺技术简介1 建设规模及产品方案1.1 产品方案利用本公司生产的液氨生产硝酸，最终产品为98%浓硝酸。
1.2生产规模1.2.1 设计规模：公称能力为日产浓硝酸350吨（以100%HNO３计）（公称能力产浓硝酸10万吨/年，计算产能10.5万吨/年，配套建10.5万吨/年稀硝酸装置）。
年运行时间：7200小时。
1.2.2 确定本装置设计规模依据以下因素：结合耀隆集团原材料供应、辅助工程条件以及市场需求，将本工程浓硝酸生产规模定为10万吨/年(以100%HNO３计)。
2 工艺技术方案及技术来源2.1工艺技术方案选择2.1.1稀硝酸2.1.1.1国内外稀硝酸工艺技术概况目前，国内外工业上生产稀硝酸的方法有常压法、综合法、全中压法、高压法、双加压法，现分述如下：（1）常压法：氨氧化和吸收均在常压下进行的生产工艺。
早期硝酸生产多采用这种方法，该工艺流程的特点为系统压力低，设备结构简单，工艺操作稳定，氨氧化率高，铂耗较低。
但吸收比容积大(20~25m3),酸吸收率较低(仅为92%左右)。
为减少对大气的污染并提高氨利用率，需附有碱吸收ＮOX尾气装置并副产硝盐，即便如此尾气中ＮOX浓度仍很高，不符合目前日益严格的环境要求。
加上设备相对台数较多，设备体积大，装置占地面积多，投资大，成品酸浓度低等因素，国家经贸委已明文规定禁止采用此种流程新建硝酸装置。
(2)综合法常压氨氧化和中压(0.25~0.5MPa)酸吸收的稀硝酸生产工艺。
这种方法在一定程度上弥补了常压酸吸收的缺点，我国在本世纪50年代末引进该流程进行稀硝酸的工业生产。
该方法主要缺点是常压氨氧化、设备庞大、占地多，需要配备较昂贵的不锈钢材质的氧化氮压缩机，其投资高于下面介绍的中压法，且吸收压力低仅0.35MPa(A)，因此酸浓度低及尾气排放不能达到环保要求，不适用于规模较大的硝酸装置，国家经贸委也明文规定了不能采用此种流程建设硝酸装置。
(3) 全中压法氨氧化和酸吸收均在中压下进行的稀硝酸生产工艺。
年产3.3万吨硝酸生产工艺设计毕业设计论文
年产3.3万吨硝酸生产工艺设计目录一、综述…………………………………………………………2—6二、生产流程的确定……………………………………………6—7三、生产流程简述……………………………………………7—11四、物料衡算…………………………………………………12—14五、主要设备选型……………………………………………14—17六、原材料、动力消耗………………………………………17—19七、“三废”的处理……………………………………………19—21八、参考文献 (22)九、致谢 (23)一、综述：1、概述：纯硝酸是无色的液体，其相对密度 1.522,沸点83.4℃，熔点-41.5℃。
工业产品往往含有NO2,所以略带黄色，硝酸可以和任意体积的水混合，并放出热量。
硝酸是强酸之一，也是强氧化剂，除金、铂及一些稀有金属外，各种金属都能与稀硝酸作用生成硝酸盐；由浓硝酸与盐酸按1：3（体积比）组成的混合液成为“王水”，能溶解金和铂。
合成氨工业和硝酸的生产密切相关，氨和空气混合后，通过铂铑合金网（催化剂）便被氧化为一氧化氮。
一氧化氮进一步转变为二氧化氮，二氧化氮与水作用变成硝酸。
硝酸是一种重要的化工原料，在各类酸中，产量仅次于硫酸，工业硝酸依HNO3含量多少分为浓硝酸(96%-98%)和稀硝酸(45%-70%)。
稀硝酸大部分用于制造硝酸铵、硝酸磷肥和各种硝酸盐；浓硝酸主要用于国防工业，是生产三硝基甲苯(TNT)、硝化纤维、硝化甘油等的主要原料。
生产硝酸的中间产物——液体四氧化二氮是火箭、导弹发射的高等原料。
硝酸还广泛用于有机合成工业；用硝酸将苯硝化并经还原制得苯胺；用硝酸氧化苯可制造邻苯二甲酸，均用于染料生产。
此外，制药、塑料、有色金属冶炼等方面都需要用到硝酸。
由此可知，硝酸工业、在国民经济、国防工业和航天事业中占有重要地位，根据国家原石油和化学工业局1998年统计报告，目前中国浓硝酸产量为71.52万t(折100%未包括台湾)。
硝酸生产工艺介绍
硝酸生产工艺介绍
硝酸是一种重要的化工原料，广泛用于化肥、爆炸物、药品等行业。
下面将介绍硝酸的生产工艺。
硝酸的主要生产工艺是氨法和硝铵法。
氨法是利用氨与氧气在高温、高压下反应生成一氧化氮，然后与氧气继续反应生成二氧化氮，最后与水反应生成硝酸的工艺。
具体步骤如下：
首先，将空气压缩至一定压力，然后通过变压缩机将空气送入空气分离装置，使氮气和氧气分离。
然后，将氮气与水蒸汽通过电石炉进行高温反应，生成氨水和氮化钙。
接下来，将氨水送入氨分离塔，通过塔内的一系列分离物质的填料，将氨水中的杂质与溶解氨分离。
随后，将氨气经过压力调节阀，送入氧化器与空气混合，生成一氧化氮。
一氧化氮经过处理后，进入硝酸系统。
在硝酸系统中，一氧化氮与空气在催化剂的催化下，继续氧化，生成二氧化氮。
最后，二氧化氮与水反应生成硝酸，通过冷却、浓缩、脱水等步骤，得到纯度较高的硝酸。
硝铵法是利用铵盐与硝酸在一定条件下反应生成硝酸的工艺。
具体步骤如下：
首先，将铵盐（如氨水、尿素等）与硝酸按一定比例混合，并在一定温度下进行反应，生成硝酸铵。
然后，硝酸铵通过蒸发、浓缩等步骤，去除其中的水分和杂质，得到纯度较高的硝酸。
以上就是硝酸的主要生产工艺介绍。
不同的工艺在实际应用中各有优劣，选择适合自己生产规模和要求的工艺非常重要。
同时，生产过程中要注意安全生产，合理控制反应条件，减少环境污染，确保生产质量和企业的可持续发展。
生产硝酸工艺流程
生产硝酸工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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首先，需要确保氨气的供应稳定且纯度符合要求。
浓硝酸生产工艺
浓硝酸生产工艺浓硝酸是一种重要的化工原料，广泛应用于制造硝酸盐、爆破药剂、染料、塑料和化肥等领域。
下面将介绍一种常用的浓硝酸生产工艺。
浓硝酸的生产主要分为两个步骤：硝化反应和浓缩分离。
硝化反应是将硝酸与硫酸反应，产生硝基硫酸和水。
反应式如下：HNO3（硝酸）+ H2SO4（硫酸）→ H2ONO2（硝基硫酸）+H2O（水）硝化反应需要在低温下进行，通常在零下10摄氏度左右。
硝化反应的反应器通常由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性能。
反应器内部设置有搅拌装置，以保证反应物均匀混合，并提高反应速度。
在反应器中，将硝酸和硫酸按一定的比例加入反应器中，然后进行混合搅拌，控制反应温度在设定的范围内。
硝酸和硫酸的比例可以根据实际需要进行调整，一般为4:1。
硝化反应通常采用连续进行的方式，即不断地向反应器中加入硝酸和硫酸，同时不断地从反应器中提取产物。
这样可以保证反应的连续性，并提高硝化反应的效率。
完成硝化反应后，就需要进行浓缩分离。
浓硝酸的浓缩分离主要是通过蒸发的方式实现的。
浓缩分离的设备通常由不锈钢或陶瓷制成，具有良好的耐腐蚀性能。
设备内部设置有加热元件和冷却元件，以控制温度并实现蒸发和冷凝。
将硝基硫酸从反应器中提取出来后，将其送入浓缩器进行浓缩。
首先将硝基硫酸加热至蒸发温度，蒸发过程中产生的蒸汽经冷却元件冷凝成液体。
通过控制蒸发温度和冷凝温度，可以实现硝酸分离和浓缩的过程。
浓缩分离完成后，得到浓度较高的硝酸溶液。
浓硝酸生产工艺需要注意的是，硝化反应和浓缩分离均为危险反应，在操作过程中需要严格遵守操作规程，采取相应的安全措施，确保操作人员的安全。
综上所述，浓硝酸生产工艺包括硝化反应和浓缩分离两个步骤。
通过合理的工艺参数和设备选择，可以实现高效、安全的浓硝酸生产。
硝酸生产工艺
目录1前言 (1)2 总论 (2)2.1硝酸工业的概况及发展趋势 (2)2.1.1 国外硝酸工业的现状及发展趋势 (2)2.1.2 国内硝酸工业的现状及发展趋势 (2)2.2硝酸的性质 (3)2.2.1 硝酸的物理性质 (3)2.2.2 硝酸的化学性质 (4)2.3硝酸的用途 (4)2.4硝酸的毒性、安全和贮运 (5)3 稀硝酸生产流程综述 (6)3.1各种生产方法综述 (6)3.1.1 常压法 (6)3.1.2 加压法 (6)3.1.3 综合法 (7)3.2稀硝酸生产流程的确定 (8)3.3稀硝酸生产的主要原理 (9)4 氨的接触氧化 (11)4.1氨的接触氧化原理 (11)4.2催化剂的选择 (12)4.3铂系催化剂 (12)4.3.1 化学组成 (12)4.3.2 物理性状 (13)4.3.3 铂网的活化、中毒及再生 (13)4.4氨催化氧化的反应动力学 (14)4.5工艺条件的确定 (15)4.6混合气组成 (16)4.7爆炸及其防止 (17)4.8氨接触氧化工艺流程 (18)4.8.1 空气和氨的净化 (18)4.8.2 混合气体的配制 (19)4.8.3 反应热的利用 (19)4.8.4 工艺流程简述 (19)5 一氧化氮的氧化 (22)5.1一氧化氮氧化机理 (22)5.2氧化反应的影响因素 (22)5.3一氧化氮氧化的工艺流程 (23)6 氮氧化物的吸收 (24)6.1氮氧化物吸收机理 (24)6.2工艺条件的确定 (24)6.2.1 吸收温度 (24)6.2.2 操作压力 (25)6.2.3 气体组成 (25)6.3吸收工艺流程 (25)7 工艺计算 (27)7.1物料衡算 (27)7.1.1 反应器（氧化） (27)7.1.2 废热锅炉（WHB）和冷却-冷凝器 (28)7.1.3 吸收塔 (31)7.1.4 生成的酸 (34)7.1.5 总收率 (34)7.1.6 放大至所需生产的速率 (35)7.2能量衡算 (35)7.2.1 压缩机（透平机） (35)7.2.2 氨气化 (37)7.2.3 氧化器 (37)8 主要设备的工艺计算和选型 (40)8.1氨氧化炉 (40)8.1.1 设备简介 (40)8.1.2 工艺计算及选型 (40)8.2酸吸收塔 (42)8.3其他设备选型 (43)8.3.1 尾气透平膨胀机：向心式膨胀器P320—35/11—11 (43)8.3.2 离心式压缩机：DA—1000—51 (43)9 车间设备布置 (44)10 硝酸尾气的处理 (45)10.1溶液吸收法 (45)10.1.1 碱液吸收 (45)10.1.2 亚硫酸溶液吸收法 (46)10.1.3 延长吸收法 (46)10.1.4 用稀硝酸加钒盐吸收法 (46)10.1.5 硝酸吸收法 (46)10.2固体物质吸收或吸附法 (47)10.2.1 固体物质吸收法 (47)10.2.2 固体吸附法 (47)10.3催化还原法 (47)11 结论 (49)附图 (51)参考文献 (52)致谢 (54)前言经过两年的学习和在车间的生产实践，我深刻理解了化工设计的真谛，本着理论与实际相结合的原则，在毕业之即专门选择了以硝酸生产为题材的毕业设计。
硝酸生产工艺
硝酸生产工艺硝酸是一种重要的化学原料，广泛应用于化工、冶金和制药等领域。
硝酸的生产工艺主要包括硝化法、化气法和湿法法。
下面将详细介绍硝酸的湿法法生产工艺。
硝酸的湿法法生产工艺主要是通过催化剂的作用，利用氨气和氧气反应生成亚硝酸，然后与氧气继续反应生成硝酸。
整个过程需要在适当的温度和压力下进行。
以下是硝酸的湿法生产工艺的具体步骤：首先，将硝酸质量百分比为50%的硼酸加入到反应釜中，并加入一定量的氨气。
此时，反应釜的温度被控制在30-40°C，压力为常压。
催化剂也一同加入反应釜中，通常为铂或铂铑合金。
接下来，加入空气或纯氧气，使反应釜中的氨气与氧气反应生成亚硝酸。
这个过程是通过催化剂来促进反应进行的。
亚硝酸的生成速度会随着温度的升高而加快，但过高的温度也会导致亚硝酸的分解。
因此，要控制好温度在适当范围内。
最后，将反应釜中生成的亚硝酸进一步与氧气反应生成硝酸。
这个反应是自发的，不需要外部加热或冷却。
硝酸的生成速度取决于反应釜中的氧气浓度和温度。
整个生产过程中，经过反应生成的硝酸溶液会不断被提取出来，并通过进一步的处理和净化，得到符合要求的纯硝酸产品。
硝酸的湿法生产工艺有很多优点。
首先，该工艺反应速度快，生产效率高。
其次，该工艺所需原料比较简单，易于获取。
此外，这种工艺还能够调控反应中的温度和压力，从而使得反应条件更加稳定，不容易产生不良的副产品。
然而，硝酸的湿法生产工艺也存在一些问题。
首先，该工艺中使用的催化剂成本较高，加之反应需要一定的温度和压力控制，因此设备投资较大。
其次，该工艺的废气处理也是一个难题，因为反应中会产生大量的氧化氮。
解决这些问题需要进一步的技术改进和研究。
总的来说，硝酸的湿法法生产工艺是一种重要的硝酸生产方法。
它具有生产效率高、原料简单等优点，但也存在一些问题。
随着科技的发展和实践的不断总结，相信湿法法生产硝酸的工艺将进一步完善，为硝酸生产提供更多高效、节能的解决方案。
化工社会实践报告硝酸
一、引言硝酸是一种重要的无机化工原料，广泛应用于化工、医药、农药、染料、国防等领域。
随着我国经济的快速发展，对硝酸的需求量逐年增加。
为了深入了解硝酸的生产过程和应用领域，我们组织了一次化工社会实践，通过实地考察、调研和实验，对硝酸的生产与应用进行了全面的研究。
以下为本次社会实践的报告。
二、硝酸的生产过程1. 原料硝酸的生产原料主要有氨、空气和浓硫酸。
其中，氨是主要原料，约占硝酸生产原料的80%以上。
2. 生产工艺硝酸的生产工艺主要包括氨氧化、吸收和浓缩三个阶段。
（1）氨氧化：将氨和空气在催化剂的作用下进行氧化反应，生成一氧化氮和水。
反应式如下：4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O（2）吸收：将氨氧化反应生成的一氧化氮和水蒸气通入吸收塔，用浓硫酸吸收，生成硝酸和硫酸。
反应式如下：2NO + O2 → 2NO23NO2 + H2O → 2HNO3 + NO（3）浓缩：将生成的硝酸溶液进行浓缩，得到浓度较高的硝酸。
3. 装置与设备硝酸生产装置主要包括氨氧化炉、吸收塔、浓缩塔等。
主要设备有氨气压缩机、氧气压缩机、冷却器、吸收塔、浓缩塔、过滤器等。
三、硝酸的应用领域1. 化工领域硝酸在化工领域应用广泛，主要用作生产硝酸铵、硝酸钙、硝酸铜等硝酸盐类。
硝酸铵是农业肥料的重要原料，硝酸钙和硝酸铜可用于制造农药、染料等。
2. 医药领域硝酸在医药领域应用较多，主要用作生产药物中间体。
例如，硝酸可用于合成抗高血压药物、抗癌药物等。
3. 农药领域硝酸在农药领域应用广泛，主要用作生产农药原料。
例如，硝酸可用于合成农药的中间体，如硝基苯、硝基甲苯等。
4. 染料领域硝酸在染料领域应用较多，主要用作生产染料中间体。
例如，硝酸可用于合成酸性染料、直接染料等。
5. 国防领域硝酸在国防领域也有一定的应用，主要用作生产炸药、火箭推进剂等。
四、硝酸的生产与环境保护硝酸生产过程中会产生一定的废气、废水和固体废物。
为了保护环境，降低污染，企业应采取以下措施：1. 废气治理：采用选择性催化还原（SCR）等技术，将氨氧化尾气中的一氧化氮还原成氮气，减少氮氧化物排放。
硝酸生产工艺流程
硝酸生产工艺流程
硝酸是一种重要的化学物质，广泛用于农业、医药、冶金等领域。
下面将介绍一种常见的硝酸生产工艺流程。
硝酸的生产通常采用硝化法，该法是通过将氨气与空气中的氧气在高温下反应生成焦亚硝酸，然后与水反应生成硝酸。
具体的工艺流程如下：
首先，将空气通过压缩机压缩到一定的压力，去除其中的水分和杂质，然后经冷凝器冷却，得到干燥的压缩空气。
其次，将压缩空气与氨气按一定比例混合，并加热至700℃以上，送入催化剂床层进行反应。
在催化剂的作用下，氨气与空气中的氧气发生氧化反应生成焦亚硝酸（NO2）。
然后，将产生的焦亚硝酸与进一步的空气进行反应，得到一氧化氮（NO）。
接下来，要将一氧化氮与水反应生成硝酸。
具体的反应可以采用两种方法，一是将一氧化氮直接通入水中进行反应，生成硝酸液；另一种方法是将一氧化氮先与空气中的氧气反应生成二氧化氮（NO2），再与水反应生成硝酸。
这两种方法都需要进行冷却和加热处理。
最后，将生成的硝酸进行脱碳、浓缩、过滤等一系列后续处理。
脱碳是为了去除其中的一氧化碳和二氧化氮等有害气体，浓缩是为了提高硝酸的浓度，过滤是为了去除其中的不溶性杂质。
值得注意的是，硝酸生产过程中产生的废气和废水要经过处理后排放，以减少对环境的污染。
废气处理可以采用洗涤吸收法和焚烧法等方法，废水处理则要进行中和、脱盐、沉淀等工序，以确保排放达到环保标准。
以上就是一种常见的硝酸生产工艺流程。
随着科技的不断进步，硝酸生产工艺也在不断改进和创新，以提高生产效率、减少能源消耗，并尽量减少对环境的影响。
硝酸制备工艺流程
硝酸制备工艺流程
硝酸是一种重要的化学品，主要用于工业生产，特别是用于制备农药、染料、涂料和火药等许多产品。
因此，硝酸的制备工艺是一个重要的课题，其制备技术及其工艺流程也变得越来越重要。
硝酸的制备工艺有很多，主要有氧化法、铝热法、酸/碱混合法
和化学法等。
氧化法是一种常见的硝酸制备方法，它根据不同的原料、工艺参数与反应温度来实现硝酸的制备。
在氧化法中，根据原料的性质，可将其分为四类氧化法，即氧化铵法、氧化钡法、氧化钙法和氧化氯法。
铝热法是一种制备硝酸的特殊工艺，它根据原料的不同来实现硝酸的制备，主要是由铝热水渗出产品硝酸，它一般由铝材料及其衍生物制成，可以用于制备大批量硝酸。
酸/碱混合法是一种制备硝酸的新型工艺，该工艺将酸性物质与
碱性物质混合，使二者发生反应，从而制备出硝酸。
此外，该工艺还具有温和的反应条件、易于操作和可控性好等优点。
化学法是一种新型的硝酸制备工艺，它根据原料的不同，通过不同的反应条件来实现硝酸的制备，其中，最常用的是氧化硝酸盐法，它把氧化硝酸盐反应与弱酸或强酸，从而制得硝酸。
综上所述，硝酸制备工艺是一项广泛应用于工业生产的重要技术，其主要包括氧化法、铝热法、酸/碱混合法和化学法等几种，它们都
具有其独特的优点，在不同的应用领域中都能发挥不同的作用。
硝酸制备工艺的优势还是非常明显的，它能够有效地满足工业生
产需求，同时它的操作也比较容易，而且还具有一定的经济效益。
总之，硝酸制备工艺是一种重要的工艺，在工业生产中都有非常广泛的应用，而且它的发展趋势也是非常具有发展潜力的，非常值得我们继续关注和支持。
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银川能源学院工业催化题目：硝酸生产工艺学生姓名耿晓晓学号 1310140111 指导教师王伟院系石油化工专业班级能源化学工程硝酸生产工艺摘要：硝酸是基本化学工业的重要产品之一，也是一种重要的化工原料，产量在各类酸中仅次于硫酸。
工业上制取浓硝酸(HNO3浓度高于96%)的方法有三种:一是在有脱水剂的情况下，用稀硝酸蒸馏制取的间接法，习惯上称“间硝"；二是由氮氧化物、氧及水直接合成浓硝酸，称为’直硝’；三是包括：氨氧化、超共沸酸(75%—80%HNO3)生产和精馏的直接法。
本文仅探讨超共沸精馏法。
关键词：浓硝酸、氨氧化、超共沸精馏法前言硝酸是基本化学工业的重要产品之一，也是一种重要的化工原料广泛用于生产化肥、炸药、无机盐，也可用于贵金属分离、机械刻蚀等。
目前，我国有浓硝酸厂家20多家，年生产能力在80万吨以上。
1999年产量在73万~75万吨，到2005年稀硝酸生产能力达544.7万吨，2004年浓硝酸产量130.5万吨，2005年产量157万吨，2006年新增产能达300万吨。
稀硝酸是合成氨的下游产品，与化肥生产紧密相关。
浓硝酸最主要用于国防工业，是生产三硝基甲苯（TNT）、硝化纤维、硝化甘油等的主要原料。
生产硝酸的中间产物——液体四氧化二氮是火箭、导弹发射的高能燃料。
硝酸还广泛用于有机合成工业；用硝酸将苯硝化并经还原制得苯胺，用硝酸氧化，苯可制造邻苯二甲酸，均用于染料生产。
此外，制药、塑料、有色金属冶炼等方面都需要用到硝酸。
我国硝酸的消费结构大致为：化学工业占65%左右，冶金行业占20%，医药行业占5%，其他行业占10%。
在化学工业中生产浓硝酸的工艺主要有多种大同小异的工艺流程，生产中是根据氨氧化和氮氧化物吸收操作压力的不同分为间接法、直硝法和直接法三种类型。
1 硝酸的性质、用途及生产方法1.1 硝酸的性质纯硝酸为带有窒息性与刺激性的无色液体，其相对密度1.522，沸点83.4℃，熔点‐41.5℃，分为浓硝酸和稀硝酸。
无水硝酸极不稳定，一旦受热见光就会分解，生成二氧化氮和水。
硝酸能与任意比例的水混合，形成浓硝酸（96%~98%HNO3 ）和稀硝酸（45%~70% HNO3）。
硝酸是三大强酸之一，具有很强的氧化性。
除金、铂及一些稀有金属外，各种金属都能与稀硝酸作用生成硝酸盐。
由浓硝酸与盐酸按1：3（体积比）组成的混合液称为“王水”，能溶解金和铂，故称“王水”。
硝酸还具有强烈的硝化作用，与硫酸制成的混酸能与很多有机化合物结合成1硝化物。
1.2 硝酸的用途硝酸是一种重要得化工原料，在各类酸中，产量仅次于硫酸。
工业硝酸依HNO3含量多少分为浓硝酸（96%—98%）和稀硝酸（45%—70%）。
稀硝酸大部分用于制造硝酸铵、硝酸磷肥和各种硝酸盐。
浓硝酸最主要用于国防工业，是生产三硝基甲苯（TNT）、硝化纤维、硝化甘油等的主要原料。
生产硝酸的中间产物——液体四氧化二氮是火箭、导弹发射的高能燃料。
硝酸还广泛用于有机合成工业；用硝酸将苯硝化并经还原制得苯胺，用硝酸氧化，苯可制造邻苯二甲酸，均用于染料生产。
此外，制药、塑料、有色金属冶炼等方面都需要用到硝酸。
1.3 硝酸的生产方法工业上生产硝酸的原料主要是氨和空气，采用氨的接触催化氧化的方法进行生产的。
其总反应是式为：NH3+2O2=HNO3+H2O此反应由3步组成，在催化剂的作用下，氨氧化为一氧化氮；一氧化氮进一步氧化为二氧化氮；二氧化氮被水吸收生成硝酸。
可用下列反应式表示：4NH3+5O2=4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO氨催化氧化法能制得45%—60%的稀硝酸2工艺流程的选择及论证2.1 工艺流程的选择硝酸和硫酸一样,也是无机化学工业中的重要产品,但它的产量比硫酸要小得多,1985年全世界的硝酸产量为3000万t/a,中国1993年的产量(以100%硝酸计)已达56.3万t/a。
硝酸大部分用来制造肥料,如硝酸铵、氮磷钾复合肥料等,亦大量用来制造炸药、染料和医药中间体、硝酸盐和王水等,还用作有机合成原料。
硝酸是五价氮的含氧酸,纯硝酸是无色液体,相对密度1.5027,熔点-42℃,沸点86℃。
一般工业品带微黄色。
含硝酸86%～97.5%以上的浓硝酸又称发烟硝酸,它是溶有二氧化氮的红褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。
硝酸是强氧化剂,有强腐蚀性,在生产、使用和运输中要注意安全。
与硫酸不同,硝酸与水会形成共沸混合物,共沸点与温度和压力的关系示如图5所示,共沸点随压力的增加而上 14升,但共沸点下的硝酸浓度却基本一样。
在101.32kPa下共沸点温度为120.5℃,相应的硝酸浓度为68.4%。
因此,不能直接由稀硝酸通过蒸馏方法制得浓硝酸,而应该首先将稀硝酸脱水,制成超共沸酸(即浓度超过共沸点时的硝酸浓度),经蒸馏最后才能制得浓硝酸。
超共沸酸精馏法是由西班牙Espimdesa公司开发成功,技术关键是要求氨氧化反应后气体中水分要尽量除尽(冷凝酸浓度低于2%HNO3),使脱水后系统总物料中生成硝酸的浓度超过稀硝酸共图5 HNO３-Ｈ２Ｏ系统的沸点、组成与压力的关系曲线沸点的浓度。
脱水反应气在氧化塔中用共沸酸氧化,使NO转化成NO2,在超共沸酸吸收塔中吸收生成浓度80%～90%的HNO3,再进入超共沸酸精馏塔、热酸漂白塔制得98%成品酸。
本法具有可大型化、投资省、运行费用低的优点,是目前最经济的方法,排出的尾气中NOx含量在200 ppm以下,故可直接排放,不会造成环境污染。
现将三种浓硝酸生产方法可变成本的比较示于表3-1-10。
表中(1)为超共沸酸精馏法;(2)为全压法(压力0.45MPa)制取稀硝酸,再用硝酸镁法制浓硝酸;(3)为双加压法(氧化0.45MPa,吸收1.15MPa)制稀硝酸,再用硝酸镁法制浓硝酸。
由表3-1-10可见,超共沸酸精馏法可变成本最低,比全压法低118.24元/t,比双加压法低87.83元/t,对一个全年生产5万吨浓硝酸的工厂而言,超共沸酸精馏法可节约生产成本42～600万元/a。
2.1.1基本原理：15可根据由HNO3-H2O所组成的二元相图来说明。
如图2-22所示压力在0.1MPa下的HNO3-H2O的二元相图。
由图2-21可见，图形点M为硝酸溶液的最高恒沸点(120℃),对应M点气液两相组成相同，均含硝酸为68.4%HNO3。
若以M点左侧的任一浓度的稀硝酸进行蒸馏，则随着硝酸中HNO3含量的增大，溶液的沸点也随之上升，直到M点为止。
也就是说，通过蒸馏或精馏所得的硝酸中HNO3最大含量只能是68.4%HNO3。
若以位于M点右侧的任一HNO3含量的硝酸进行精馏时，则于上述情况恰好相反，在精馏过程中，溶液的沸点随着硝酸中HNO3含量的增大而下降。
故生产中采用改变原硝酸混合液的浓度大于68.4%后，再用精馏方法制取浓硝酸。
若现在以80%HNO3的硝酸在温度116.1℃下进行，则该溶液在相图中的系统点如点A所示。
当此系统处于平衡态时，其液相组成点即为图中点B，对应的气相组成点为C。
B点的硝酸含量为76.8%HNO3，而C点的气相组成为含90.4% HNO3。
在精馏塔中当硝酸蒸汽上升到一块踏塔板，随着温度下降而冷凝时，则此冷凝过程可以由C点垂直地移动至D点来表示。
而冷凝液D点的组成与C点相同。
而D 点溶液成平衡的气相组成即为图中的E点，E点所含的硝酸蒸汽中HNO3含量为99.2%当此蒸汽在上升到顶上的塔板冷凝至F点，即可得到99.2% HNO3的浓硝酸。
这就是工业上以超共沸酸利用精馏法制取浓硝酸的基本原理。
2.2超共沸酸精馏法的工艺流程：共沸酸法制浓硝酸流程示于图6。
它分为氧化工序,超共沸酸的制造和精馏工序三部分。
原料液氨从液氨贮槽(V101)用泵(P102)抽出,经液氨过滤器(S103)过滤后送至次共沸吸收塔(T202)作为冷却介质,同时将液氨气化为气氨。
空气经空气过滤器(S104、S105)进入“四合一”机组(C118)空气压缩机段,出口空气压力为0.45MPa,经气体换热器(E115)之后,与气氨一起进入氨空气混合器(S106),经混合过滤器(S107)进入氧化炉(R108)。
在Pt-Rh催化剂的催化下生成NO。
出氧化炉的反应气温度约为820～850℃,经过尾气加热器(E109)、废热锅炉(E110)和快锅冷却器(E111),气体被冷却到49℃,反应过程中所产生的水被冷凝。
冷凝水含有少量硝酸和NOx气体,经冷凝酸分离器(V114)分离之后,稀酸水去漂白塔(T121)。
在此,溶解于酸中的NOx被送至塔底的二次空气气提出来,气提气与氧化塔(T116)出口气体合并。
酸水经减压送至酸水贮槽(V122),其中一部分经酸水泵(P203)进入次共沸吸收塔(T202)循环使用,其余送去酸水处理。
从冷凝酸分离器(V114)分离出来的气体,经气体换热器(E115)加热至160℃进入氧化塔(T116),浓度为58%的稀硝酸送至氧化塔的顶部,气液在氧化塔内接触,NO被氧化成NO2,硝酸则被分解为NO2。
反应后硝酸浓度降至25%,用酸泵16(P117)打入次共沸塔(T202),制得58%的酸再循环到氧化塔(T116)。
在次共沸吸收塔中NO继续氧化成NO2,NO2被水吸收生成硝酸,此放热反应在1.15MPa下进行,塔内设有蛇管冷却器,冷却介质为液氨。
液氨在0.6MPa压力下气化吸收反应热,使该塔塔顶温度控制在20℃,排出的尾气中NOx含量小于200 ppm(国家规定的排放标准是500 ppm)。
出塔尾气经气体换热器(E120),进入尾气加热器(E109),再进入“四合一”机组(C118)的尾气透平回收段回收能量后,经烟囱(S119)排入大气。
从氧化塔(T116)顶部出来的富NO2气体与来自酸水漂白塔(T121)、稀酸漂白塔(T204)、强酸漂白塔(T208)漂白后的含NOx的二次空气混合,混合气进入“四合一”机组(C118)的氧化氮气压缩段,被压缩到1.2MPa,然后此气体经气体换器(E120)和水冷却器(E207)冷却后,送至超共沸吸收塔(T201)。
在此,将气体中的NO2吸收,而余下的气体(NO、NO2等)送至次共沸吸收塔(T202)再进行吸收。
由真空精馏塔(T212)底出来的硝酸浓度为70%,此浓度比共沸点(68.8%)高,经热交换器(E211)、(E209),被强酸泵(P210)送进超共沸吸收塔(T201)顶部,用以吸收塔内气体中的NO2,生成硝酸。
离开超共沸吸收塔(T201)塔底的物料是浓度为80%的硝酸,它含有部分被溶解的NO2,经减压至0.4MPa进入强酸漂白塔(T208),在塔内用二次空气脱除NO2,再经减压后经强酸热交换器(E209)进入真空蒸馏塔。