论文稀硝酸生产工艺
毕业论文《稀硝酸生产工艺》【范本模板】
摘要双加压法生产稀硝酸工艺是当今世界最为先进的稀硝酸生产工艺。
双加压法生产硝酸的氧化压力适中,吨酸铂耗少,吸收压力高,对氮的氧化物吸收有利,产酸浓度高,氨耗低,酸尾排放的NO x含量低.双加压法的这些优点,使其占据了主导地位。
关键词:双加压法工艺流程稀硝酸Abstractthe development of medium-pressure method for high pressure law and dual-pressure,dual—pressure production of dilute nitric acid process is the most advanced in the world today,dilute nitric acid production process. Compared with other methods,dual-pressure production of nitric acid oxidation pressure is moderate, tons of acid platinum consumption,high pressure absorption,absorption of nitrogen oxides favorable high concentrations of acid production,ammonia consumption is low, acid tail emissions of NOx content is low。
These advantages of the dual-pressure process,it has dominated in the production of nitric acid。
Keywords:dual-pressure process; process; dilute nitric acid目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (1)第1章硝酸生产发展简史 (1)1。
硝酸生产工艺
摘要:简要介绍了国内外硝酸工业的技术及发展趋势,同时对双加压法的特点进行阐述,并提出了其发展前景及需关注的问题。
关键词:硝酸生产双加压法问题发展趋势前言硝酸工业的发展已有一百多年的历史,自从硝酸实现工业化生产以来,人们就把装置产量的提高,经济技术指标的优化和运行安全可靠作为追求的目标。
伴随着金属材料技术、设备机械制造技术、催化剂技术和控制技术的发展,硝酸生产的大型化、经济技术指标的先进化、控制手段的自动化成为可能。
1 硝酸生产方法简介稀硝酸的生产过程根据氧化压力和吸收压力设置的不同,主要有常压法(N)、综合法(N+M)、中压法(M+M)、高压法(H+H)和双加压法(M+H)五种方法。
表1给出了各种生产方法的特征。
表1 各种生产方法的特征从表1可以看出:氨和铂的消耗综合法为最低,中压法和双加压法次之,高压法最高;相对投资费用高压法最低,双加压法次之;在生产规模上双加压法、高压法最宜实现大型化。
尾气排放双加压法最优。
1.1常压法、综合法[1]我国已将此两种生产方法列入落后和淘汰行列,除个别老厂在运行外,新建装置已不许选用上述两种方法。
1.2全中压法[2]氨的氧化和氮氧化物的吸收均在0.35~0.6MPa压力下进行,此法的特点是:设备较为紧凑,生产强度较高,不需要NO x压缩机,流程比综合法简单,投资较少,酸浓度为53%,能量可以部分回收。
缺点是生产强度低,吸收容积较大,尾气中NO x含量较高为2 000×10-6,需处理才能达标排放,并且系统设备腐蚀严重。
1.3高压法氨氧化和氮氧化物吸收均在0.71~1.2MPa的压力下进行。
此法的特点是全过程压力均由空气压缩机供给,不需NO x压缩机,流程简单,设备布置紧凑,基建投资少,特种钢材用量少,生产强度大,吸收率高达99%,产品浓度高(55%~70%),尾气中氮氧化物含量低,能实现清洁生产,能量回收率高。
缺点是氨氧化率低,氨耗高,铂催化剂装填量大,使用周期短,损耗亦大,生产成本较高。
高浓度稀硝酸新工艺的开发与应用
Chenmical Intermediate当代化工研究2016·0451绿色化工高浓度稀硝酸新工艺的开发与应用OO张艳萍OOO景双伍OOO柴向阳OOO郭媛媛(天津华景化工新技术开发有限公司OO天津OO300400)摘要:以空气和液氨为原料,在新型氨氧化炉铂网上发生氧化反应生成NO气体,通过一系列的换热器换热生成NO 2气体进入吸收塔,在吸收塔塔板上被水吸收生成稀硝酸。
此方法为双加压法生产高浓度(68%(wt))稀硝酸的新型工艺流程。
本文对该工艺的技术先进性进行阐述,该技术具有低消耗、低排放、能量回收率高,负荷扩展性好的特点,是最先进、最可靠、最环保的技术,对于下游的产品具有很好的适用性。
关键词:68%(wt)稀硝酸;双加压法;高浓度;先进性中图分类号:T 文献标识码:AThe Development and Application of New Technology for HighConcentration dilute nitric acidZhang Yanping, Jing Shuangwu, Chai Xiangyang, Guo Yuanyuan( H.J.CO.,LTD(China) of New Technology Development in Chemical Industry,Tianjin,300400)Abstract :Using air and liquid ammonia as raw materials, oxidizing reaction which is happened in the platinum net of the new type ammoniaoxidation reactor to produce NO. NO 2 is produced by a series of heat exchangers and transfers into the absorption tower, then it generates dilute nitric acid which is absorbed by water on the absorber plate. The dual pressurized method to produce high concentration (68% (wt)) of dilute nitric acid is a new type of process flow. The technology advancement of the process is elaborated in this article, the technology which has the characteristic of low consumption, low emission, high energy recovery rate and the load adaptability, is the most advanced , the most reliable and the most environmentally friendly technology, and it has a good applicability for downstream products.Key wards :dilute nitric acid of 68% (wt);the dual pressurized method ;high Concentration of dilute ;advancement引言硝酸是基本化学工业的重要产品之一,用途广泛,经过上百年的发展,已成为一个技术成熟、设计合理、产品规格齐全、能源综合利用、环保达标的工业体系。
硝酸生产工艺
硝酸生产工艺及流程1.综合法生产稀硝酸工艺流程综合法稀硝酸生产工艺流程见图1。
空气通过鼓风机依次经水洗塔和粗毛呢袋过滤器,除去机械杂质和夹带的粉尘;来自合成氨系统的气氨在氨过滤器中除去油污和机械杂质;净化后的空气与气氨在混合器内混合,使氨的体积分数保持在10. 5% ~12. 0%;混合气体经纸板过滤器进一步过滤后进入2台Φ2 800 mm氧化炉;氧化炉内反应生成的760~800℃高温氧化氮气体进入废热锅炉回收热量,氧化氮气体被冷却至180℃,然后进入快速冷却器中继续冷却至40℃左右;冷却后的气体经K-480-41透平压缩机加压(出口压力0.34MPa左右,温度升至120~130℃)后送入一氧化氮氧化器,使一氧化氮氧化度达70%左右,此时气体温度升至200℃,然后通过尾气预热器降温至80℃左右送入酸吸收塔底部;从酸吸收塔顶部出来的尾气(0. 255~0. 275 MPa)经尾气预热器预热至160~180℃后,送入透平膨胀机,回收能量后的气体(压力降至0. 098MPa)最后排入大气。
2中压法生产稀硝酸工艺流程中压法稀硝酸生产工艺流程见图2。
利用K-480-41透平压缩机作为空气压缩机,将来自空气过滤器的空气压缩至0. 35MPa,然后经素瓷过滤器进一步除去空气中的灰尘和杂质去氨空混合器;来自合成氨系统的气氨经气氨缓冲罐调节压力至0. 3~0. 6MPa,再经氨过滤器除去机械杂质和油污后进入气氨加热器,加热后的气氨经流量调节阀进入氨空混合器;混合后控制氨体积分数为9% ~11%,自上而下通过上部为Φ1 600 mm的氧化炉和下部直径为Φ900 mm的联合体废热废锅,氨空混合气经铂网催化高温氧化生成800~820℃的氧化氮气体,再经废热锅炉回收热量后温度降至240~260℃,进入尾气再热器和尾气预热器与尾气换热,当温度降至125~145℃与来自漂白塔的二次空气混合后进入氧化器,使一氧化氮被进一步氧化;温度升至180~200℃的氧化氮气体进入软水预热器与软水换热后,再与快冷器中的冷却水换热,气体温度降至30~50℃;出快冷器的氧化氮气体进入吸收塔底部,与自上而下的软水逆流接触,被吸收生成质量分数为45% ~50%的稀硝酸。
稀硝酸的生产技术及发展动向
稀硝酸的生产技术及发展动向作者:罗志文来源:《城市建设理论研究》2013年第20期摘要通过对硝酸生产技术改造分析及流程比较,提出今后硝酸生产的发展动向。
关键词稀硝酸生产流程催化氧化双加压法催化剂发展动向中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1、概述稀硝酸是用途极为广泛的基础化工原料,一般作为深加工的中间产品或化工原料使用。
主要用于制造硝酸铵、浓硝酸、硝酸磷肥、硝基N.P.K复合肥料,也是制造硝酸铵钙、硝酸铜、硝酸银、硝酸锌、硝酸镍等重要盐类的主要原料。
在有色金属工业中,必须用硝酸来分离重金属。
目前工业硝酸的生产均以氨为原料采用催化氧化制取。
氨催化氧化法能制得45%~60%的稀硝酸。
其工艺过程主要分三步组成:氨在催化剂(铂合金网)的作用下铂氧化生成一氧化氮;一氧化氮进一步氧化生成二氧化氮;二氧化氮被水吸收生成硝酸。
生产稀硝酸有十多种工艺流程,按操作压力分为3种类型:(1)常压法:氨氧化和氮氧化物的吸收均在常压下进行。
该法压力低,氨氧化率高,铂消耗低,设备结构简单,吸收塔除可采用不锈钢外,也可采用花岗石、耐酸转或塑料。
缺点是成品酸浓度低,尾气中氮氧化物浓度高,需处理才能放空,吸收容积大占地多,故投资大。
(2)全加压法:氨氧化和氮氧化物的吸收均在加压下进行。
又可分为中压(0.2~0.5Mpa)与高压(0.7~0.9Mpa)该法吸收率高,成品酸能度高,尾气中氮氧化物浓度低,吸收容积小,能量回收率高。
缺点是氨在加压氧化下,氧化率略低,铂损失较高。
(3)综合法:该法氨氧化与氮氧化物的吸收在两个不同的压力下进行。
可分为常压氧化,中压吸收及中压氧化,高压吸收两种流程。
此法集中了前两种方法的优点。
氨消耗、铂消耗低于全高压法,不锈钢用量则低于中压法。
如果采用较高的吸收压力和较低的吸收温度,成品酸浓度一般可达60%,尾气中氮氧化物含量低于0.02%,不经处理即可直接放空。
2、生产状况尽管稀硝酸生产流程很多,但是如何选用一个流程应该根据实际条件采用不同的流程。
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)。
稀硝酸的生产工艺
1、稀硝酸的生产工艺目前世界各国采用氨氧化法生产硝酸的工艺有多种,根据氨氧化和吸收两部分的压力不同可分为常压法、综合法、全中压法、全高压法和双加压法五种典型的工艺流程。
现在我国的硝酸生产工艺已由过去的常压法、综合法和中压法发展为规模较大、工艺先进、环保、节能的全高压法和双加压法,两种工艺从吸收率、环保、设备布局、装置安全稳定运行等方面,与以往老工艺相比都达到了比较满意的效果,尤其是双加压法集中了氨耗低、铂耗低且成品酸浓度高和尾气中NO含量低的优点,体现了工艺技术先进、节能环保、生产成本低、综合技术经济指标最佳的特点,尤其是适合我国国情,因此,双加压法将成为我国今后一个时期的发展趋势。
1.1、双加压法1.1.1 工艺流程1、氨的氧化和热能回收氨和空气分别进入过滤器,以除去气体中夹带的固体粉尘和油雾等对氨氧化催化剂有害的杂质,净化后的气体经混合器混合(混合气中氨含量约9.5%(v))后进入氨氧化器,经与铂铑网接触,96%~97%(v)的氨被氧化为一氧化氮,气体的温度也上升至~860℃,此气体经氨氧化器下部的蒸气过热器和废热锅炉回收热量后出氨氧化反应器的温度约为400℃.2、NO的氧化及吸收一氧化氮气体离开废热锅炉并经省煤器回收热量后,被冷却至约156℃.当温度下降时,气体中的NO被氧化成NO2,然后进入水冷却器(Ⅰ),进一步冷却至40℃.在这里,氧化氮(NOx)气体与冷凝水反应生成浓度约34%的稀硝酸.酸气混合物经分离器分离,稀硝酸送入吸收塔.由水冷器(Ⅰ)来的氧化氮气体,与来自漂白塔的二次空气相混合后进入氧化氮压缩机,被压缩至1.0MPa(表).气体经换热器被冷却至126℃,又经水冷却器(Ⅱ)进一步冷却至40℃后,氧化氮气体和冷凝酸一并送入吸收塔底部的氧化器继续氧化,在塔中氧化氮气体被水吸收生成硝酸,吸收塔的塔板上设有冷却盘管用以移走吸收热和氧化热,当塔内液体逐板流下时和氧化氮气体充分接触,酸浓度不断提高,在塔底部收集的酸浓度为65%~67%.3、漂白自吸收塔来的65%~67%的硝酸里溶入很多NOx气体,被送至漂白塔顶部,用二次空气将NOx气体从硝酸中吹出,引出的成品酸浓度为60%,含HNO2<0.01%,温度为62℃,经冷却至约50℃后,送往成品酸贮槽.由吸收塔顶出来的尾气,经尾气预热器,被加热至约360℃,热气体进入尾气透平,可回收约60%的总压缩功,最后经排气筒排入大气.排入大气的尾气中NOx含量约为180 ppm.1.1.2 主要设备表1-1 稀硝装置主要设备一览表表4-4 稀硝装置主要设备一览表序号设备名称及规格单位数量材料备注注:该表直接用新绛分公司12万吨硝酸生产设备表。
年产万吨稀硝酸车间的工艺设计方案
年产万吨稀硝酸车间的工艺设计方案稀硝酸工艺一直是化工行业中十分重要的一种生产工艺。
年产万吨稀硝酸车间的工艺设计方案是化工企业必须认真考虑和制定的重要任务。
本文旨在探究年产万吨稀硝酸车间的工艺设计方案并给出一些建议。
1. 工厂布置设计年产万吨稀硝酸车间的工艺设计首先需要考虑的是工厂的布置设计。
工艺设计方案需要考虑到车间的平面布局,以及山库、反应器等的放置区域。
最好的设计结果应该是在车间内实现物料的原始流程处理,这样可以大大降低成本,并加速流程。
同时,车间内的生产设备也需要特别考虑一下,随时保证生产设备的维护和维护操作。
2. 选药方案在年产万吨稀硝酸车间的工艺设计方案中,选药方案是十分重要的一环节。
选择正确的药剂、药方和药量是成功实现稀硝酸生产的关键。
药剂需要选择一些高品质的产品,不仅可靠性要高,而且可以提供高效稳定的反应过程所需的物料。
药品的质量和数量直接影响生产成本和设备维护费用,工艺设计方案需要根据药品的种类和作用,研究其成分和质量,以便提高生产效率和降低成本。
3. 反应方式的选择在年产万吨稀硝酸车间的工艺设计方案中,不同的反应方式对产品的质量影响也是非常大的。
除了双歧管氮化反应法和铵离子还原法外,其他的反应方式都可以被考虑。
在选择反应方式时,需要考虑到产品品质的稳定性,以及最高的生产效率,同时也要考虑到项目创新设计方案等因素。
4. 设备的制造和使用在年产万吨稀硝酸车间的工艺设计中,设备的制造和使用也是十分重要的一点。
设备必须按照正确的技术规范和质量标准生产,同时需要对设备进行充分的测试和检查。
在设备的使用中,还需要尽可能地增加对操作人员的安全性保护。
5. 生产流程管理在年产万吨稀硝酸车间的工艺设计方案中,生产流程管理非常重要。
生产过程中需要对生产设备、药品、水、化学加料等方面进行严格的管理。
可以建立完整的制度性管理体系,保证每个生产车间在生产过程中符合生产质量要求。
总的来说,年产万吨稀硝酸车间的工艺设计方案需要严格控制每一个环节,而且应该在生产前进行实质性的试生产,以提高产品产量,保证产品的质量,降低生产成本。
生产稀硝酸的工艺流程
生产稀硝酸的工艺流程Producing nitric acid is a complex chemical process that involves several steps. The first step is the oxidation of ammonia to produce nitric oxide. This is typically done by reacting ammonia with air in the presence of a catalyst. The nitric oxide is then further oxidized to form nitrogen dioxide, which is absorbed in water to produce nitric acid.生产稀硝酸是一个复杂的化学过程,涉及到几个步骤。
第一步是氨氧化产生一氧化氮。
通常是将氨与空气在催化剂存在的情况下反应。
然后将一氧化氮进一步氧化形成二氧化氮,这些二氧化氮会被水吸收生成稀硝酸。
Another important aspect of producing nitric acid is the purification process. During this step, impurities such as nitrogen oxides, sulfur oxides, and excess ammonia need to be removed to ensure the final product is of high purity. This can be achieved through techniques like distillation, absorption, and extraction.另一个生产稀硝酸的重要方面是纯化过程。
在这一步骤中,需要去除氮氧化物、硫氧化物和过量的氨等杂质,以确保最终产品具有高纯度。
生产稀硝酸的工艺流程
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稀硝酸的生产过程 (修改版)
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1
硝酸的合成
2
硝酸的浓缩
3
硝酸的提纯
4 5 Your
Company
废气处理
废水处理 Your
Your
Company
Company
Your Company
Your Compan
稀硝酸的生产过程
稀硝酸是一种重要的化工产品,被广泛应用于化肥、 农药、化工等领域
x
其生产过程通常包括硝酸的合成、浓缩和提纯等步骤
Your Company
Your Company
Your Company
Your Company
Your Compan
PART 1
硝酸的合成
硝酸的合成
1
硝酸的合成是稀硝酸生产过程中的关 键步骤
通常采用氨氧化法,将氨气和氧气在 高温和催化剂的作用下进行氧化反应,
生成硝酸和氮气
2
Your Company
Байду номын сангаас
吸收法则是利用吸收剂(如浓硫酸)吸收硝酸中的水分
You浓r 缩 后 的 硝 酸Yo通ur常 为 浓 硝 酸 ,You浓r 度 较 高
Company
Company
Compan
PART 3
硝酸的提纯
硝酸的提纯
为了满足不同领域对稀硝酸的质量要求,需要进行提纯操作。常用的提纯方法有精馏法和 离子交换法。精馏法是通过多级蒸馏来分离不同浓度的硝酸;离子交换法则是利用离子交 换剂将硝酸中的杂质离子去除。提纯后的稀硝酸通常为分析纯或工业纯,符合不同领域的 使用要求
此外,稀硝酸的生产过程中还需要注意安全问题。由于硝酸具有强腐蚀性和强氧化性 ,生产过程中需要严格控制温度、压力等参数,避免发生泄漏、爆炸等事故。同时, 需要采取有效的安全措施,如安装安全阀、配备灭火器等,确保生产过程的安全
双加压法稀硝酸生产工艺技术应用研究
双加压法稀硝酸生产工艺技术应用研究摘要:在理论上,浓度低于68%的硝酸被称之为稀硝酸,其具有着高强氧化性和腐蚀性,而且还具有酸的所有通性,在工业生产过程当中具有着十分重要的作用。
在近些年来,我国经济的快速发展和科学技术水平的不断提升,使硝酸工业在自身能源利用以及材料研发等相关领域发挥出了极为重要的作用,也作为经济发展过程当中一项重要的原材料。
本文针对双加压法稀硝酸生产工艺技术的应用进行分析,介绍了双加压法稀硫酸生产工艺技术的主要概念,探讨了双加压法稀硝酸生产工艺技术的应用特点,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
关键词:双加压法;稀硝酸;生产工艺技术目前,在世界范围内,双加二法是最为先进的一种稀硝酸生产工艺技术。
随着社会的快速发展以及科学技术的不断更新,对稀硝酸生产工艺也提出了更高的要求。
而结合工业的实际发展需求,在应用双加压法时,需要进一步加大对此技术的应用研究。
而我国在上世纪初期,便借鉴挪威的电弧法硝酸生产工艺有效的开展了研究工作,并研发出了具体的自主产权技术,到今天为止,已诞生了数十套大型硝酸生产装置,其中具体包括了全中压法、全高压法、双加压法以及综合法等相关工艺技术。
而通过对这些工艺技术的有效应用,可以实现稀硝酸的高效生产,并提升稀硝酸的生产质量和生产效率[1]。
一、双加压法稀硝酸生产工艺技术概述稀硝酸生产工艺的不断完善,在一定程度上依赖于相关的机械制造、催化剂技术以及材料研发等的不断创新。
到现在为止,国内的相关稀硝酸工艺生产已经有效的实现了标准化、自动化以及经济化的发展目标。
而从稀硝酸不同的生产技术发展时期来看,也都各自产生了相关的生产工艺技术。
其中早期主要采用综合法和常压法,到了中期则应用全高压法和全中压法,而到目前则应用先进的双加压法。
随着我国硝酸生产工艺的不断发展和完善,稀硝酸的生产质量和生产效率也得到了有效的提升,而在具体生产过程当中,其关键要素在于对氨的氧化范畴进行控制。
双加压法稀硝酸生产工艺技术分析论文
双加压法稀硝酸生产工艺技术分析论文双加压法稀硝酸生产工艺技术分析论文1双加压法稀硝酸生产工艺技术概述稀硝酸生产工艺的进步,很大程度上依赖于机械制造、材料研发、催化剂技术等快速发展,截至目前,国内的稀硝酸工业生产已经实现了自动化、标准化和经济性。
换个角度分析,在不同的技术发展阶段,也产生了相应的生产工艺。
从早期的常压法、综合法,到全中压法、全高压法,再到最先进的双加压法,我国的硝酸生产工艺不断进步,但关键要素是通过控制铵的氧化范畴来进行生产。
本质上来说,硝酸由于其较活跃的特性,产品生产的关键环节及流程控制,包括原料消耗、生产规模、经济技术等内容,其中,氨的消耗最为明显,其影响了整个硝酸生产过程中成本的85%,由此不难判断加强氨的利用率是提高硝酸工业的重要手段。
1.1常规稀硝酸生产工艺常规的稀硝酸生产工艺主要是常压法和综合法,这两种方法的执行环境对压力温度要求并不突出,缺点十分明显,例如吸收不充分、硝酸纯度低、尾气排放量大、能源消耗大等。
这是由于压力设备技术发展较为落后的前提造成的,目前国内基本淘汰了此类生产方式。
1.2全中压和全高压法首先,全中压指的是在0.5MPa左右的压力状态下促使氨、氧气、氮气的反应来制造硝酸,工艺流程较为简单,可以显著提升硝酸的转化率。
相比于常规的稀硝酸制造工艺而言,方法简单、投资少、占地小、纯度高,单纯地就产品生产而言是十分优越的;但全中压法的显著缺点是,缺乏尾气处理功能,直接排入大气之后会造成严重的.酸性气体污染。
在上世纪三十年代到四十年代,全中压法是我国主要采用的硝酸技术,目前也面临淘汰。
其次,全高压法指的是在.9MPa左右的压力下进行氨、氧气和氮气的化合反应来生产硫酸,这种工艺对设备的抗压性有一定的要求,除此之外和全中压法基本类似;利用全高压法可以实现收集高纯度硝酸的需求,同时减少尾气的排放,但由于压力过大会阻碍氨、氧之间的反应,导致大量的催化剂消耗。
1.3双加压法工艺分析很显然,全中压法和全高压法在不同领域的优势,构成了“双加压”的特点。
稀硝酸生产工艺
稀硝酸生产工艺稀硝酸(HNO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于化肥、药品、炸药和合成树脂等领域。
稀硝酸生产的主要工艺是氧化氨法和氧化铵法。
下面将介绍稀硝酸氧化铵法的生产工艺。
稀硝酸氧化铵法是利用硝化反应将氨气(NH3)氧化成硝酸。
主要生产步骤如下:1. 氨气的制备:通过氨气合成装置,将气态氮气与氢气以适当的比例在高温下催化合成氨气。
2. 硝酸铵的制备:将氨气和稀硥酸按一定比例加入到反应釜中,反应釜中加入铵盐催化剂,经过一系列的反应,生成硝酸铵(NH4NO3)。
硝酸铵通过真空结晶或冷却结晶的方式进行分离和纯化。
3. 硝酸铵的氧化:将硝酸铵溶液加热至160℃,通过加入少量的稀硝酸氧化剂,如硝酸铁,促进硝酸铵的氧化反应。
反应产生的气体和液体被分离和纯化。
4. 稀硝酸的分离和纯化:将气体中的稀硝酸经过冷却和凝结,得到稀硝酸的液体形式。
通过蒸馏和精馏的方式,将得到的稀硝酸纯度提高至所需纯度,同时可以回收和再利用副产物。
5. 废气处理:在整个生产过程中,会产生大量的废气,其中包括二氧化氮(NO2)、一氧化氮(NO)和氮氧化合物等。
这些废气会对环境产生污染和危害。
因此,需要建立废气处理装置,通过吸收、吸附、催化和氧化等方式,对废气中的污染物进行处理和净化,以达到排放标准。
稀硝酸氧化铵法具有生产过程简单、原料充分利用、产品质量稳定等优点。
同时,还可以通过改变反应条件和催化剂的使用量等因素,来调整稀硝酸的浓度和纯度,以满足不同需求。
总之,稀硝酸氧化铵法是一种较为常用的稀硝酸生产工艺,通过氨气的制备、硝酸铵的制备、硝酸铵的氧化、稀硝酸的分离和纯化,最终得到所需纯度的稀硝酸。
此外,废气处理也是重要的环节,需要对产生的废气进行净化和处理。
稀硝酸生产工艺文献综述
稀硝酸生产工艺文献综述文献综述摘要:本设计从描述硝酸的基本性质和其发展前途开始先论述了生产稀硝酸的必要性,然后对其生产方法进行简述和论证,最后选择了中压生产法。
而后对此方法进行了从工艺流程到计算和选型的详细描述。
如稀硝酸的生产原理(包括了催化剂的选择和催化机理)、工艺流程、生产过程的影响因素、化工工艺计算、氧化器的工艺设计及附属设备的选择、车间布置设计。
本设计还增加了尾气治理,针对不同的需要采用不同的治理办法。
最后本设计还对所采用的生产方法进行了总结和讨论。
关键词:稀硝酸;中压法;氧化炉;铂催化剂;吸收塔;工艺计算;尾气处理1.1 硝酸工业的概况及发展趋势1.1.1 国外硝酸工业的现状及发展趋势目前各国硝酸工业的发展趋势是随着合成氨和硝酸磷肥的生产装置大型化而采用大机组、大装置,合理提高系统压力,提高产品浓度,降低原材料及能量的消耗,降低尾气排放浓度,以减少对大气的污染。
硝酸工业形成了如下的趋势:(1)、生产规模大型化,目前最大装置为2000t/d;(2)、装置高压化;(3)、产品多样化,可生产浓、稀两种产品;(4)、尾气排放达标,目前大型装置上,特别是双加压装置已实现了150×10-6的指标;(5)、催化剂不断改良;(6)、能量回收合理化;(7)、总体技术提升。
由于稀硝酸是半成品,其主要用途是用于制造浓硝酸、硝酸铵等,在此,借浓硝酸在国外的生产情况来反映稀硝酸在国外的生产现状。
目前,世界上浓硝酸的生产能力约为300万吨/年,2000年总产量为260万吨,我国浓硝酸产量82.48万吨,居世界首位。
世界浓硝酸的装置能力如下:表1 世界浓硝酸装置能力及产量国别装置能力(万吨/年)开工率(%)美国32.5 100加拿大30.75 90墨西哥17.4 66西欧82.0 85日本24.45 80中国90 92总计3001.1.2 国内硝酸工业的现状及发展趋势从近几年硝酸行业发展来看,在国内硝酸盐行业超常规发展冶金和医药等下游需求快速增长的推动下,我国硝酸行业的发展步伐大大加快。
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摘要双加压法生产稀硝酸工艺是当今世界最为先进的稀硝酸生产工艺。
双加压法生产硝酸的氧化压力适中,吨酸铂耗少,吸收压力高,对氮的氧化物吸收有利,产酸浓度高,氨耗低,酸尾排放的NO x含量低。
双加压法的这些优点,使其占据了主导地位。
关键词:双加压法工艺流程稀硝酸Abstractthe development of medium-pressure method for high pressure law and dual-pressure, dual-pressure production of dilute nitric acid process is the most advanced in the world today, dilute nitric acid production process. Compared with other methods, dual-pressure production of nitric acid oxidation pressure is moderate, tons of acid platinum consumption, high pressure absorption, absorption of nitrogen oxides favorable high concentrations of acid production, ammonia consumption is low, acid tail emissions of NOx content is low. These advantages of the dual-pressure process, it has dominated in the production of nitric acid.Keywords: dual-pressure process; process; dilute nitric acid目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (1)第1章硝酸生产发展简史 (1)1.1 硝酸的工业应用和生产概况 (1)1.2 常用的硝酸生产工艺 (1)1.3 硝酸生产工艺之间的比较 (2)1.4 双加压法稀硝酸在我国的生产现状 (4)第2章双加压法硝酸工艺流程简介 (6)2.1 主要经济指标和参数控制 (6)2.2 生产原料的选取 (7)2.2.1 工业上对液氨的要求: (7)2.2.2 对空气的要求: (7)2.2.3 对水的要求: (8)2.2.4 氨催化剂 (8)2.2.5 润滑油(L-TSA46防锈汽轮机油) (9)第3章流程分析双加压法硝酸工艺 (12)3.1 主要反应方程式 (12)3.2 氨氧化反应及影响因素 (12)3.2.1 氮催化氧化的速率控制步骤 (12)3.2.2 氨氧化的物料和热量衡算 (13)3.2.3 氨氧化反应的影响因素 (14)3.3 NO氧化反应及影响因素 (15)3.3.1 温度与压力对反应速度的影响 (15)3.3.2 压力对NO氧化空间的影响 (16)3.4 影响吸收反应的因素 (17)第4章双加压法硝酸生产装置主要设备分析 (18)4.1 氨空混合器 (18)4.2 氧化炉与废热锅炉 (20)4.4 四合一机组 (22)第5章总结 (24)参考文献 (25)致 (26)第1章硝酸生产发展简史1.1 硝酸的工业应用和生产概况硝酸的生产历史较为悠久,早在十五世纪就有用智利硝石制造硝酸的方法,即用浓硫酸分解智利硝石,一直沿用到1900年。
H2SO4+2NaNO3=2HNO3+Na2SO4十九世纪初发明电弧法固定氮,生产NO,再氧化、吸收变为硝酸。
该法耗电量太大,仅对挪威、瑞典等电费低廉的国家适用,该法一直沿用到第二次世界大战后。
以铂为催化剂进行氨氧化制造硝酸的研究可追溯到1838年,但是一直到1904年在莱比锡建立了三套中试装置:第一个日产3吨(53%浓度)的硝酸工业装置于1908年在德国威斯特伐利亚(westphalia)附近的格特(Gerther)建成。
当时采用卷成蜗状铂箱为催化剂,为了节约用铂,1909年改为网状,后又添加少量的銠及钯以改善其活性,随后英、美等国相继采用。
但直到1913年Haber法合成氨工艺问世,解决了氨的经济来源后该法才得到发展。
硝酸作为一种特殊的产品,可用于和平建设,亦可用于战争。
美国在20世纪70年代越战时期,硝酸工业得到快速发展,硝酸产量最高达10000Kt/a。
越战之后进行了调整,现保留约67家硝酸厂,总产能7000-7500Kt/a。
全球硝酸生产厂家(未含中国大陆)约345家,总产能55100-55700Kt/a,生产方法以高压法和双加压法为主。
全球各国生产能力前5名排序为:中国7050Kt/a(预计2013将达10770Kt/a,美国7500 Kt/a,,德国3866 Kt/a,英国3187 Kt/a,荷兰2465 Kt/a。
全球生产企业前5名排序为:英国帝国化学工业公司2205Kt/a,荷兰氮素公司1100Kt/a,德国巴斯夫950Kt/a,挪威波尔斯洛伦950Kt/a,中国天脊煤化工集团公司810 Kt/a。
1.2 常用的硝酸生产工艺(1)常压法氨氧化及酸吸收均在常压下进行。
这种方法因压力低,氨氧化率高,铂耗较低,设备结构简单,多用6-12全串联的吸收塔。
早期吸收塔多用天然耐酸材质,如花岗岩或者耐酸砖砌成,现今用塑料或不锈钢制成。
常压法缺点是成品酸中HNO3含量低,排放的尾气中氮氧化物含量高,环境污染严重,尾气需作处理。
吸收容积大,占地多,投资大。
(2)全压法氨氧化和吸收均在加压下进行。
吸收压力可分两个等级:中压吸收压力为0.2-0.5MPa。
高压吸收为0.7-1.0 MPa或更高。
前者以伍德、斯塔米卡邦、蒙特爱迪生等工艺流程为代表。
后者以凯米科、住友的工艺流程为代表。
全压法因吸收压力高,其NO2吸收率以成品酸中HNO3含量较高。
排放尾气中氮氧化物含量低。
吸收容积小,能量回收率高。
但氨氧化率比常压法稍低,而且铂耗较大。
(3)综合法氨氧化和NO2吸收分别在两种不同压力下进行。
现有两类流程:一为常压氨氧化-加压NO2吸收流程,二为中压氨氧化-高压NO2吸收流程。
前者以前联国立氮气研究所流程为代表,后者以法国格朗德-帕鲁瓦斯流程为代表简称GP法或称双加压法。
前者兼有常压和加压法两者优点:其氨耗及铂损耗比全压法小,不锈钢用量比全中压少,后者采用较高吸收压力和较低温度吸收,成品酸中HNO3含量一般可达60%,尾气中氮氧化物含量低于200PPm,可以不作处理而直接排放空气中。
1.3 硝酸生产工艺之间的比较衡量一个流程先进的标准,主要是根据其技术经济指标、生产规模、原料及操作费用、产品酸浓度高低和投资比为依据。
技术经济指标主要是氨、催化剂、电、水、蒸汽的消耗,另外还有氧化率、吸收率、尾气排放浓度、产品浓度、生产规模等。
投资比即生产强度与基建投资的比值。
氨的消耗是主要的指标,它占生产成本的90%左右,提高氨的利用率是有极大意义的,理论上一吨成品酸需消耗氨为269.8Kg,实际上由于氨的转化率和吸收率达不到100%,液氨的纯度也达不到100%这样实际上氨耗应比理论值大,一般在280-300Kg/t。
从降低氨耗的角度来看,常压氧化氨的利用率高,加压吸收氮氧化物的吸收率高,有利于氨耗的降低。
根据铂催化剂的损失机理,铂消耗是必然的,由于其价格昂贵,资源缺少,所以铂的损耗也很重要。
近几年来生产中在减少铂耗和回收方面都采取了有效的措施。
由于流程不同其差异十分明显,如常压氧化铂耗只有0.06g/t左右,而全高压法高达0.3g/t.电的消耗指标不仅仅和生产有关,而且与装置的能量回收密切相关。
若流程配置得当,充分利用反应热,有效地回收尾气的热能和动能,加压的能量消耗可以大大降低。
电的消耗还和冷冻系统强化吸收有很大的关系,同样也关系到蒸汽的消耗。
生产规模主要是指铂网的燃烧强度和吸收设备的容积系数以及压缩机组的配置。
在流程中多设置一些原料净化设备和热能回收设备,虽增加了投资费用,但能提高氨的转化率和回收了能量,仍是合理的。
在吸收部分,提高压力和采用冷冻水,可以降低吸收容积系数,相应增加了能量消耗,却有利于尾气吸收控制和能量回收,提高了产品浓度。
节能压缩机组的选用,不仅提高了装置的整体装配水平,更有利于能量的综合利用。
所以要多方面兼顾考虑。
采用富氧氧化,不但减少吸收容积系数,而且能提高氨的转化率,减少动力配置,但要求有制备富氧的条件,可以综合利用,不宜专门设置制氧装置。
生产强度还和设备的类型、结构有很大关系,采用新技术、新材料的设备可以大幅度地强化生产能力。
各种硝酸工艺生产的特征见表经济技术指标2.工艺指标及生产成本1.4 双加压法稀硝酸在我国的生产现状近几年,我国硝酸工业进入了发展的快车道,总产量每年以高于10%的速度增长,新增装置的技术含量提高,装置规模增大,操作压力升高,酸浓度提高,新技术得到广泛的应用。
新增加的装置主要以双加压法装置为主,双加压法硝酸装置以总产量大、单机规模大、能耗低、综合经济指标优等特点,已成为我国稀硝酸发展的主力和今后发展的方向。
我国现已运行的双加压法稀硝酸装置共二十套装置,年生产量已达280万吨,占我国硝酸总产量的45%,成为各种硝酸生产工艺中,产量最大,技术含量最高的硝酸生产工艺。
到目前为止,已经设计和正在施工安装的双加压法硝酸装置有8套,总产量为150万吨,而其它生产工艺已经设计和正在施工安装的装置由3套,总产量为81万吨,由此可见双加压法硝酸工艺在我国已成为硝酸生产的主要方式。
自1935年我国建成第一套硝酸装置至今已有近70年的历史了,以往我国硝酸生产主要以常压法、综合法、全压法为主。
1978年12月1日天脊集团(原化肥厂)与日本东洋工程公司签定了硝酸装置成套建设承包合同,全套引进法国GP公司双加压法硝酸生产专利技术,其氨氧化压力为0.45MPa,吸收压力为1.1MPa,生产能力为902吨/日(100%HNO3)两套生产线。
1983年7月25日正式开工建设,1987年3月开始单体试车,1987年8月进行化工投料试车。
通过化工投料和性能考核试车,在70-100%负荷下,主要消耗指标和消耗定额符合设计要求,达到合同规,1988年4月5日进行了交工验收,这标志着双加压法硝酸生产在我国跨出了成功的第一步,对我国的硝酸发展具有重大的推动作用,从而为我国引进了工艺技术先进可靠、经济合理、装置规模大的硝酸生产技术,并培养了一大批硝酸专家型人才。
化工部第二对化肥厂引进的硝酸装置进行认真学习和消化,立足于国工艺技术和设备制造能力,参照GP双加压法硝酸技术和化肥厂合作设计了一套350吨/日(100%HNO3)的双加压法硝酸装置,其氧化压力为0.45MPa,吸收压力为1.1MPa,该装置除“四合一”机组从德国GHH公司引进外,其余设备全部为国产设备。