稀硝酸双加压法生产装置工艺设计
毕业论文设计《稀硝酸生产实用工艺》
word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. pared 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1Abstract1目录1第1章硝酸生产开展简史11.1 硝酸的工业应用和生产概况11.2 常用的硝酸生产工艺11.3 硝酸生产工艺之间的比拟21.4 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52.1 主要经济指标和参数控制52.2 生产原料的选取62.2.1 工业上对液氨的要求：72.2.2 对空气的要求：72.2.3 对水的要求：72.2.4 氨催化剂82.2.5 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113.1 主要反响方程式113.2 氨氧化反响与影响因素113.2.1 氮催化氧化的速率控制步骤113.2.2 氨氧化的物料和热量衡算123.2.3 氨氧化反响的影响因素133.3 NO氧化反响与影响因素143.3.1 温度与压力对反响速度的影响143.3.2 压力对NO氧化空间的影响153.4 影响吸收反响的因素16第4章双加压法硝酸生产装置主要设备分析164.1 氨空混合器174.2 氧化炉与废热锅炉194.4 四合一机组21第5章总结22参考文献23致谢23第1章硝酸生产开展简史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。
双加压法硝酸生产装置的主要工序
双加压法硝酸生产装置的主要工序双加压法硝酸生产装置的主要工序1.液氨蒸发工序，一般使用冷却水回收其中的冷量，用于移走吸收过程的反应热。
2. 空气压缩工序，空气经过过滤、压缩和精滤后与气氨混合进入下一工序。
3. 氨氧化工序，温度一般在850~900℃，燃烧热用于产生蒸汽，用来驱动蒸汽透平，和尾气透平一道为氧化氮压缩机和空压机提供动力，这四台动设备组成了所谓的“四合一”机组。
氧化产物经过冷却冷凝，进一步氧化成NO2和N2O4，放出热量。
分离冷凝酸后，氧化氮气体被进一步压缩，冷却，去吸收工序。
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O2NO + O2 = 2NO22NO2 = N2O44. 吸收工序，氧化氮气体在吸收塔内与水反应生成硝酸。
N2O4 + H2O +0.5O2 = 2HNO3加压氧化，加压吸收，是谓“双加压”工艺。
5. 漂白工序，用空气漂白稀硝酸中溶解的氧化氮，漂白是形象的说法，即把红酸漂白成无色透明的酸，基本原理就是气提技术。
双加压法为氨氧化在中压下进行，而酸吸收在高压下进行。
由于它具有氨消耗低，铂损耗少，单机组生产能力大，尾气中氮氧化物含量低等特点，目前已经成为世界普遍采用的硝酸生产工艺。
双加压法工艺叙述如下：1、氨空混合气的制备压力1.3MPa左右的液氨被送入蒸发器E101A/B中，被蒸发为气氨，其中约80%的液氨在A台蒸发器中，被循环于A台蒸发器和吸收塔冷却器E113上部之间的冷却水所蒸发。
剩余的液氨在B台蒸发器中用来自高压反应水冷器E111的冷却水所蒸发，用PIC101控制蒸发压力在0.5MPa。
约0.9m3/h的液体连续地用控制阀HC101控制，从E101A引至E101B，并通过就地调节将积存在E101B的水份排至辅助蒸发器E102中，用低压蒸汽蒸发，回收气氨。
残留物则间断排至排油罐R109中，E101A/B出口气氨经预过滤器R114过滤后，送入氨过热器E103中，用低压蒸汽加热，气氨温度由TRCA101控制。
稀硝酸双加压法生产装置工艺设计
15kt/a稀硝酸双加压法生产装置工艺设计简介化学工程与工艺08160310 盛华毛丽萍副教授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，最后选择了双加压生产法。
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、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；双加压法；吸收塔；工艺计算；尾气处理AbstractThe design started from the description HNO3s basic properly and its future development to elaborate first the necessity produced the thin HNO3 , and then carried on the summary and the proof to its production method . Finally selected the double-pressurizing method for diluted HNO3 .Then has carried on to describe this method from the technical process to the calculation and choice detailed . For example , the thin nitric acid’s production principle, the technical process , production process’s influencing factor , chemical technology calculation , the design of oxidation equipment and appurtenance’s choice , workshop design . This design also increased the exhaust gas treatment , the different treatment approaches would be used in different needs . Finally , the production method that used in this design had been aggregated and discussed .Keywords: Dilute nitric acid；double-pressurizing method；Absorption tower；Technology Calculation；Exhaust processing一、选题依据及意义硝酸是基本化学工业重要的产品之一，产量在各类酸中仅次于硫酸。
双加压法硝酸
一. 主要原料及规格 氮气 99.2%
二. 工艺原理 氨氧化法制稀硝酸分以下两步： 1．氨的氧化 4NH3 + 5O2 = 4NO +6H2O 2．氮氧化合物的氧化及吸收 2NO + O2 = NO2 + 热量 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO +热量
三. 工艺流程 ．氨的氧化及热能的回收 来自界区的液氨经蒸发器及过热器后成气态氨气,再经过滤器除去氨气中的杂质,然后与压缩 后的空气按一定比例(氨气占9.5%体积比)经氨－空混合器后进入氨氧化器.在氨氧化器中经与铂铑 网充分接触,96%至97%的氨气被氧化成NO,氨的氧化使气体温度上升至860oC,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温度降至400oC。 ．NO的氧化及吸收 NO气体离开废热锅炉后，经高温气―气换热器，以及省煤气后，气体的温度冷却至156oC， 在温度降低的过程中，混合气体中的NO被氧化成NO22进入低压反应水冷却器被进一步冷却至40oC， 在该处NO2气体与冷凝水反就生成34%的稀硝酸。酸－气混合物经氧化氮分离器分离出稀硝酸送入吸 收塔塔板。同时由低压把就水冷却器来自氧化氮气体与来自漂白塔的十次空气混合，经氧化氮分离 器后送入NOX压缩机压缩至10,0~13.0bar。被压缩后的气体经尾气预热器被冷却至126oC，再经低压水冷 却器冷却至40oC，冷却后的氧化氮气体与冷凝酸一并送入吸收塔底部的氧化器继续氧化，在塔板上NO4 气体被水及收生成硝酸。当塔内的液体逐板流下时，和NO2气体充分接触，硝酸的浓度不断提高， 当硝酸到达塔底时，其浓度约为65%~67%。 自吸收塔来的65％~67%的硝酸是至漂白塔的顶部塔板，用二次空气提出溶解气体，完成漂白过程， 而由吸收塔顶部排陋的尾气经尾气分离器，以及究气过热器后，再经过尾气预热器、高温气－气换热 器后，温度升至360oC，加热后的气体进入尾气透平回收60%左右的总压缩功。
年产30万吨双压法稀硝酸工艺设计
年产30万吨稀硝酸工艺设计一、稀硝酸生产的主要原理解氨接触氧化法制硝酸的总反应式为:NH3+2O2===HNO3+H2O，反应可分三步进行：氨的接触氧化过程：在催化剂的作用下，将氨氧化为一氧化氮，其反应式为:4NH3+5O2====4NO+6H2O （1）一氧化氮氧化过程：将前一过程中生成的NO进一步氧化成NO2，其反应式为：2NO+O2====2NO2 （2）氮氧化物的吸收过程：用水吸收二氧化氮，从而得到产品硝酸，其反应式为：3NO2+H2O====2HNO3+NO （3）用此工艺可生产浓度为45%～60%的稀硝酸。
60年代后，硝酸生产的技术特点是，采用大型化组，适当的提高操作压力。
采用高效设备，降低原料及能量消耗，决尾气中氮氧化物的污染问题。
二、工艺条件的确定催化剂：铂系催化剂氨氧化工艺条件1. 温度在不同温度下，氨氧化后的反应生成物也不同。
低温时，主要生成的是氮气。
650℃时，氧化反应速率加快，氨氧化率达90%；700～1000℃时，氨氧化率为95%～98%。
温度高于1000℃时，由于一氧化氮分解，氨氧化率反而下降。
在650～1000℃范围内，温度升高，反应速率加快，氨氧化率也提高。
但是温度太高，铂损失增大，同时对氧化炉材料要求也更高。
因此一般常压下，氧化温度取750～850℃，加压氧化取870～900℃为宜。
2. 压力氨氧化反应实际上可视为不可逆反应，压力对于NO产率影响不大，但加压反有助于反应速度的提高。
在工业生产条件下，加压时氧化率比常压时氧化率低1%～2%。
尽管加压可导致氨氧化率降低，但由于反应速度的提高可使催化剂的生产强度增大。
尤其是压力提高可大大节省NO氧化和NO2吸收所用的昂贵不锈钢设备。
生产中究竟采用常压还是加压操作，应视具体条件而定。
一般加压氧化采用0.3～0.5MPa压力，国外有采用1.0MPa。
由于本设计选用全中压法，操作压力选为0.45MPa。
3. 接触时间混合气体在铂网区的停留时间称为接触时间。
硝酸工艺流程简介
1。
双加压法稀硝酸生产工艺流程1.1工艺流程示意图如图1-1：1、2-液氨蒸发器，3-辅助蒸发器，4—氨过热器,5-氨过滤器，6—空气过滤室,7—空压机，8-混合器,9-氧化炉、过热器、废热锅炉，10—高温气气换热器,11-省煤器，12-低压反应水冷器，13—氧化氮分离器,14—氧化氮压缩机，15—尾气预热器，16—高压反应水冷器，17—吸收塔，18—尾气分离器，19—二次空气冷却器，20-尾气透平，21—蒸汽透平，22—蒸汽分离器，23—汽包，24—蒸汽冷凝器.图1—1 工艺流程示意图1.2流程简述：合成氨厂来的液氨进入有液位控制的A、B两台氨蒸发器中，氨在其中蒸发,正常操作时,大部分液氨被A台蒸发器中来至吸收塔的冷却水所蒸发（吸收塔上部冷却水与A蒸发器形成闭路循环），蒸发温度11.5 ℃；其余的液氨被冷却水在B台蒸发器中蒸发，蒸发温度为14 ℃，两台氨蒸发器的蒸发压力均维持在0.52 Mpa；其中的油和水在辅助蒸发器中被分离，蒸发出的气氨进入氨过热器,气氨温度由TV31022控制，温度为110 ℃，然后再经氨过滤器进入氨─空气混合器.空气从大气中吸入，经过三级过滤进入空气压缩机入口(冬季在经过空气过滤器前由空气预热器预热)，经过空气压缩机加压至0。
35 Mpa后分为一次空气和二次空气两股气流，一次空气进入氨─空混合器,二次空气进入漂白塔。
氨和空气在氨─空混合器中混合以后，进入氧化炉，经过铂网催化剂氧化生成NO等混合气体，铂网氧化温度为860 ℃，然后经过蒸汽过热器、废热锅炉，再经高温气─气换热器、省煤器、低压反应水冷器,再进入氧化氮分离器,在此将稀酸分离下来，气体则与漂白塔来的二次空气混合后进入氧化氮压缩机，进气温度为60 ℃，压力为0。
3 Mpa;出口温度为200 ℃，压力为1。
0 Mpa.再经尾气预热器、高压反应水冷却器进入吸收塔，进入吸收塔时的氮氧化物气体温度为40℃，氮氧化物气体从吸收塔底部进入，工艺水从吸收塔顶部喷淋而下，二者逆流接触，生成58 ％—60 %的硝酸，塔底酸温度为40 ℃，从吸收塔出来的硝酸进入漂白塔,用来自二次空气冷却器的约120 ℃的二次空气在漂白塔中逆流接触,以提出溶解在稀酸中的低价氮氧化物气体，完成漂白过程，漂白后的成品酸经酸冷却器冷却到40 ℃,进入成品酸贮罐，再用成品酸泵送往硝铵和间硝装置.从吸收塔顶部出来的尾气先后经过尾气分离器、二次空气冷却器、尾气预热器、高温气—气换热器，温度升至360 ℃，进尾气透平,回收约60 %的总压缩功,出尾气透平的气体含量≤200 ppm,经排气筒排入大气。
15万吨双加压法稀硝酸工艺安全操作规程
1生产工艺原理1.1概述本硝酸装置包括日产500吨100%硝酸所有设备。
采用GRANDEPAROZSSE（GP）所用的硝酸双加压法工艺，其特点是在低压下进行氨氧化，在高压下进行氧化氮气体吸收。
两个主要的工艺步骤如下：----在一定压力下：氨氧化成氮氧化物；----在一定压力下：氧化氮气体氧化和吸收。
1.2氨氧化进入氧化炉的氨-空混合气在作催化剂铂或铂合金网上发生定向氧化。
整个氧化反应如下：NH3+5/4O2→ NO+3/2H2O+226392.8KJ (1)通过反应（1）得到NO反应发生在810℃~900℃，在高温下该反应热力学动力学不稳定。
根据催化剂的操作条件，会发生其它降低一氧化氮收率的反应；在催化剂存在的条件下若温度过高氨会分解：NH3→1/2 N2+3/2H2 (2)催化剂网温度过高（过热）及接触时间过长会促NO分解以及氨的彻底氧化：NO→1/2 N2+1/2O2 (3)NH3+3/4O2→ 1/2N2+3/2H2O+316990.8 KJ (4)NH3+3/2NO→ 5/4N2+3/2H2O (5)反应（4）是最容易发生的。
在给定的氨空混合气流量下，为了获得最大的NO产率，铂网温度的控制就通过调整氨空比来实现。
1.3 NO氧化主要的氮氧化物如下：NO ：一氧化氮NO2：二氧化氮N2O3：三氧化二氮N2O4：四氧化二氮由反应（1）形成的NO与水不起反应，因而必须氧化成NO2。
不过它会与NO2生成少量的N2O3。
NO2在温度低于200℃时很稳定，在温度低于100℃很快生成N2O4。
N2O4与水反应生成亚硝酸HNO2和硝酸HNO3，NO氧化反应如下：NO+1/2O2→ NO2+56521.7KJ (6)反应（6）是NO与O2之间的均相反应，不需催化剂，这是一个缓慢的三分子反应，温度升高时平衡会向反方向进行。
该反应具有负温度系数，当温度低于500℃时就会有氧化反应发生，随着温度降低及压力升高反应会加速。
双加压法稀硝酸装置设计及运行总结
１ 装 置 建 设
河北 冀衡赛 瑞化 工有 限公 司 ２套 １ ５ ０ ｋ ｔ ／ ａ 双 加压 法稀 硝酸装 置均 采用 四川金 象集 团公 司的工
２ 工艺技术特 点
（ １ ） 该装置的工艺流程设计科学合理 ， 余热
回收利用充 分 ， 不 仅充 分 回收 了氨 氧化反应 热 、 空 气和 Ｎ Ｏ 气 体压 缩产 生 的热 量 ， 而且 在 尾气 透 平 机 出 口设 置 了省 煤器 回收余 热 。氧化炉 内的立 式
艺技术 ， 设 备全部 国产化 。一期 稀 硝酸装 置 于
Ｌ ｉ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ （ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｊ ｉ ｈ ｅ ｎ ｇ — Ｓ ｉ ｎ ｃ ｅ ｒ ｉ ｔ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｈ ｅ ｎ ｇ ｓ ｈ ｕ ｉ ０ ５ ３ ４ ０ ０ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｄ ｏ ｆ ｔ ｗ ｏ ｓ ｅ ｔ ｓ
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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。
20万吨年双加压法制造稀硝酸
四川理工学院课程设计设计题目：20万吨/年双加压法制造稀硝酸一、设计要求：1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。
（字数不小于8000字）2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。
3、图纸要求：工艺流程图1张（图幅2号）；设备平面或立面布置图1张（图幅3号））。
二、进度安排：教学内容学时地点备注查资料、说明书提纲、流程论证、工艺流程第一周设计室图设备布置图、说明书整理、答辩。
第二周设计室三、指定参考文献与资料《过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、《化工单元过程及设备课程设计》摘要硝酸是化学工业中的重要产品之一，用途十分广泛。
本文对国内外硝酸工业的发展进行了比较全面的总结，对不同的硝酸生产工艺流程进行了比较，分析了各个工艺的优点和缺点。
稀硝酸生产分为常压法、综合法、中压法、高压法、双加压法5种工艺。
与其它方法相比，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NOx含量低。
双加压法的这些优点，使其在硝酸工业生产中占据了主导地位。
关键词：双加压法；稀硝酸；工艺流程；目录摘要 (Ⅰ)前言 (Ⅱ)第一章硝酸生产工艺简介 (1)1.1 世界硝酸生产概况 (1)1.2 国内硝酸生产概况 (1)第二章工艺流程论证 (3)2.1 常用硝酸生产工艺 (3)2.1.1 常压法 (3)2.1.2 全压法 (3)2.1.3 综合法与双加压法 (3)2.2 硝酸生产工艺之间比较 (3)2.3 稀硝酸生产流程的确定 (5)2.3.1 双加压法稀硝酸工艺流程 (5)2.3.2 主要反应方程式 (6)第三章物料衡算与能量衡算 (8)3.1 物料衡算 (8)3.1.1 反应器（氧化） (8)3.2 能量衡算 (10)3.2.1 压缩机（透平机） (10)第四章典型机械设备的选型与论证 (12)4.1 主要设备 (12)4.2 典型压缩机选型与论证 (12)4.3 典型设备选型与论证 (13)总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录 (17)前言目前国内外工业化生产稀硝酸几乎全部采用氨氧化法，根据氨氧化的压力和水吸收氧化氮的压力，稀硝酸生产分为常压法、综合法、中压法、高压法、双加压法5种工艺。
我国双加压法稀硝酸生产工艺技术浅析
改进，其它换热设备也都作了大的改 进和布局调整，整套装置设备布局紧 凑合理，单套能力最大 ５０ 万吨 ／ 年 规模也仅设计一台氧化炉。该装置解 决了以上两版（天脊引进版和国外二 手版）装置存在的各种问题，由于整 套工艺变动较大，故带来其最大的优 势之一是稀硝酸浓度高达６８％左右， 这是以上两个版本的稀硝酸装置所 不可能达到的技术指标。
版装置目前存在的各种问题。主要 设备氧化炉 － 废热锅炉采用 “拉芒 特最新锅炉设计型式”，使氧化炉 － 废热锅炉达到最佳运行状态，吸收 塔设计由两段冷却改为四段冷却， 提高成品稀硝酸浓度到 ６８ ％左右， 降低尾气排放浓度，使之符合国家 最新排放标准（≤ １５０ｐｐｍ）。
国内最新双加压法硝酸技 术状况和优势简介
图 １ 巴布考克氧化炉 － 废热锅炉
图 ２ 拉芒特氧化炉 － 废热锅炉
（详见图 １ ），国外二手版选用的是 “拉芒特”锅炉型式（详见图 ２）。当 年天脊集团在确定技术方案时曾经 对这两种锅炉型式进行了比较和选 择。但几十年的生产实践证明，选用 “拉芒特”锅炉型式比选用“巴布考 克”锅炉型式更有利于双加压法稀 硝酸装置的生产。
（５ ）氧化氮分离器液位不好控 制，经常导致机组停车事故。主要 有两个原因：一是两台稀酸泵经常 出现故障；二是该分离器底部容积 太小。正常运行状况下如果一台泵 出现故障，备用泵不能及时自启动， 瞬间便会导致该分离器液位超高而 联锁停车。此问题可以说在国内几 乎所有的双加压法硝酸装置上都出 现过，导致停车，造成生产过程的 损失。
Technology
CPCI 技术
我国双加压法稀硝酸 生产工艺技术浅析
□ 徐德安
国内外双加压法稀硝酸生 产工艺技术现状
在稀硝酸生产中，双加压法工 艺为目前国际上最先进，目前国内 外双加压法硝酸工艺有四种水平：
双加压法硝酸生产工艺流程设计
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双加压法稀硝酸装置设计及运行总结
双加压法稀硝酸装置设计及运行总结一、设计部分1.设计目标2.工艺流程双加压法稀硝酸装置的工艺流程主要包括催化剂制备、稀硝酸制备和废气处理三个环节。
催化剂制备包括催化床的填充和活化；稀硝酸制备过程包括硝酸溶液的加热、加压和反应，以及装置的冷却和分离；废气处理包括烟气的净化和排放。
3.装置设计(1)催化剂装置催化剂装置设计主要考虑催化床的填充和活化。
优选高效催化剂，确保反应速率和选择性。
设计合理的催化剂填充方式，提高填充效率和利用率。
设计合适的活化过程，确保催化剂的活性和稳定性。
(2)稀硝酸装置稀硝酸装置设计主要考虑稀硝酸的制备、冷却和分离过程。
选择合适的反应容器和加热方式，确保反应快速且高效。
设计合适的冷却器和冷却介质，降低产品温度。
设计合理的分离装置，准确分离硝酸和废气，并回收可利用的溶液。
(3)废气处理装置废气处理装置设计主要考虑烟气的净化和排放。
选择适当的处理方式，如干法吸附、湿法吸附或化学吸收等，将烟气中的有害物质去除。
设计合理的废气处理系统，确保废气排放符合相关的环保标准。
4.安全措施在设计双加压法稀硝酸装置时，要充分考虑设备的安全性。
设计合理的防爆装置，确保在设备发生意外时能够及时采取措施防止事故的发生。
采用先进的监控系统，实时监测设备的运行状态，及时发现并处理故障和异常。
二、运行部分1.操作规程在稀硝酸装置的运行过程中，需要严格按照操作规程进行操作。
操作人员要熟悉设备的结构和原理，了解操作步骤和注意事项。
操作人员要按照操作规程进行操作，确保稀硝酸装置的运行顺利和安全。
2.检查维护定期对双加压法稀硝酸装置进行检查和维护，保持设备的正常运行。
定期检查设备的背压和压力表，确保设备的压力在安全范围内。
检查设备的密封性能，避免泄漏和安全事故的发生。
定期对设备进行清洗和维护，确保设备的正常运行和寿命。
3.事故处理在运行过程中，如遇到突发事故需要及时处理。
首先要确保人员的安全，采取措施隔离事故现场。
硝酸装置简介及风险
❖ 一氧化氮相对密度1.034（20℃），熔点 –163.6℃，稍溶 于水，较易溶于乙醇。很稳定，高于1000℃才分解，遇氧 生成二氧化氮，高温时有氧化作用。
❖ 2、多台频修设备运行周期短，故障率高影响平稳、 安全运行。
❖ 3、关键岗位人员梯队建设严重不足，影响操作安 全
七、行业简要情况
硝酸下游产品有浓硝 酸、硝酸铵（含工业 硝酸铵和硝基复合肥 等）、己二酸等，还 有硝基氯苯和稀有金 属提取等。
我国浓硝酸生产企业 约有36家，到2015年， 我国硝酸总产能2084 万t/a，浓硝酸酸需求 量300万t/a
二、浓硝酸装置工艺简介
2、间硝法生产工艺特点
间接法生产浓硝酸是在脱水剂存在的情况下，将稀硝酸 蒸馏制取浓硝酸，习惯上称之为“间硝法”。
由于硝酸是二元恒沸混合物，其最高沸点121.9℃，此时 相应的浓度为68.4%，这就是说再继续蒸馏这个混合物，其 成份也不会改变，所以进行直接蒸馏的方法想要得到68.4% 以上浓度的浓硝酸是不可能的。若要得到98%上的硝酸就 需要采用脱水剂。
❖ 毒性：主要对上呼吸道有刺激和腐蚀作用，浓度高时可使 中枢神经系统兴奋性增强，引起痉挛，通过三叉神经末梢 的反射作用引起心脏停博和呼吸停止。
❖ 呼吸困难或呼吸停止时，对伤者进行心肺复苏，直到医生 到来。
氨防护知识
氨气泄漏的危害
氨防护知识
❖ 发生氨大量泄 漏有人员中毒， 要立即进行抢 救，拨打120急 救电话，同时 将伤者转移到 空气新鲜处。
双加压法稀硝酸装置设计及运行总结
双加压法稀硝酸装置设计及运行总结摘要：本文主要简单的介绍了双加压法稀硝酸装置的工艺技术特点，通过对现阶段双加压法稀硝酸装置运行中存在的问题进行分析，来探索解决双加压法稀硝酸装置运行中问题的有效方法，以保障双加压法稀硝酸装置的正常运行。
据此，有利于扩大硝酸的生产规模，解决稀硝酸生产过程中所造成的环境污染问题，降低生产成本，以促进我国化工产业的可持续发展，逐步实现现代化工产业，使其获得经济效益最大化。
关键词：双加压法稀硝酸科学设计正常运行有效方法随着我国社会经济的不断发展，科学技术日新月异，我国化工产业也蒸蒸日上，发展的越来越好。
在我国许多化工企业中，对稀硝酸的生产规模比较小，生产能力还有待提高。
其采用的硝酸生产装置大多都是低压法生产方式。
在全球经济一体化的形势下，全世界都开始重视环境保护和能源节约问题，现有的低压法硝酸生产装置，已无法满足新时期下社会对硝酸生产所提出的高要求。
现阶段的硝酸生产，成本比较高，环境污染问题较为严重，以致于化工企业所获得的经济效益比较差。
为改善这一局面，必须对硝酸生产工艺进行创新，采用最新的硝酸生产装置，以逐步扩大硝酸的生产规模，提高硝酸生产效率，为化工企业带来更多的利益。
在化工企业中，可充分利用双加压法稀硝酸装置，并对其进行科学的设计，以提高企业的生产能力。
一、双加压法稀硝酸装置的工艺技术特点双加压法稀硝酸装置具有科学而合理的工艺流程，可充分发挥余热回收的作用。
其既能将氨氧化反应中所产生的热量回收起来，还能利用透平机出口中的省煤器来回收热量。
在氧化炉内使用的是拉蒙特锅炉，当人们开车时，能有效地控制过热蒸汽的温度。
可通过汽包表面的调温器来控制过热蒸汽的温度，将其温度固定在四百二十摄氏度之下，四百一十六摄氏度之上。
这种装置采用了两台废热锅炉，一台废热锅炉是立式型，另一台废热锅炉则是水平式。
除此之外，其还多增添了一台锅炉水预热器，这个锅炉中的炉水温度十分高，可将其从一百一十摄氏度提升至二百二十摄氏度，以此促进蒸汽产量的增加。
20万吨年双加压法制造稀硝酸
60年代后，硝酸生产的技术特点是，采用大型化组，适当的提高操作压力。采用高效设备，降低原料及能量消耗，解决尾气中氮氧化物的污染问题。与其他生产方法相比，双加压法的氧化压力适中，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NOx含量低，是一种可供选择的先进的硝酸生产方法。
3706
3977
4300
5447
6670
7600
9670
表1-22006-2010年我国各种硝酸生产方法的产能情况
生产方法
2006年
2007年
2010（估计）
产能×104
比例/%
产能×104
比例/%
产能×104
比例/%
常压法
1180
17.7
1180
16.7
1180
12.2
综合法
1220
18.3
1220
2.3.2主要反应方程式6
第三章物料衡算与能量衡算8
3.1物料衡算8
3.1.1反应器（氧化）8
3.2能量衡算10
3.2.1压缩机（透平机）10
第四章典型机械设备的选型与论证12
4.1主要设备12
4.2典型压缩机选型与论证12
4.3典型设备选型与论证13
总结14
参考文献15
致谢16
附录17
前 言
目前国内外工业化生产稀硝酸几乎全部采用氨氧化法，根据氨氧化的压力和水吸收氧化氮的压力，稀硝酸生产分为常压法、综合法、中压法、高压法、双加压法5种工艺。我国的硝酸生产工艺已由常压法、综合法、中压法发展为高压法和双加压法，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。
双加压法生产稀硝酸工艺流程
双加压法生产稀硝酸工艺流程：本法典型的工艺流程示于图2,图2 双加压法制稀硝酸流程（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 。
水 15%的氢氧化钠氨气循环气 空气98%的硫酸 循环气 -25℃冷冻盐水第二膜式吸收器 盐酸分离器 中 和 塔 稀酸分离器 干燥塔 压 缩 机 缓 冲 罐 机后冷凝器 热交换 器 冷 凝 器 粗氯化液 贮槽反应器 空冷器 第一膜式吸收器。
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15kt/a稀硝酸双加压法生产装置工艺设计简介
化学工程与工艺08160310 盛华毛丽萍副教授
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，最后选择了双加压生产法。
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、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；双加压法；吸收塔；工艺计算；尾气处理
Abstract
The design started from the description HNO3s basic properly and its future development to elaborate first the necessity produced the thin HNO3 , and then carried on the summary and the proof to its production method . Finally selected the double-pressurizing method for diluted HNO3 .Then has carried on to describe this method from the technical process to the calculation and choice detailed . For example , the thin nitric acid’s production principle, the technical process , production process’s influencing factor , chemical technology calculation , the design of oxidation equipment and appurtenance’s choice , workshop design . This design also increased the exhaust gas treatment , the different treatment approaches would be used in different needs . Finally , the production method that used in this design had been aggregated and discussed .
Keywords: Dilute nitric acid；double-pressurizing method；Absorption tower；Technology Calculation；Exhaust processing
一、选题依据及意义
硝酸是基本化学工业重要的产品之一，产量在各类酸中仅次于硫酸。
其用途如下：
（1）制造化肥：硝酸大部分用于生产硝酸铵和硝酸磷肥。
（2）制造硝酸盐：硝酸可用于制造金属硝酸盐，如：硝酸钠、硝酸镁、硝酸锂、硝酸铷等。
硝酸锂熔点264℃，分解温度为600℃，用于热交换载体。
硝酸铷是制备丁二烯的催化剂。
（3）有机合成原料：浓硝酸可将苯、蒽、萘和其他芳香族化合物硝化制取有机原料。
如硝酸和硫酸的混酸（工业上常用由30%与苯反应，生成硝基苯，再加氢生成苯胺，它是合成染料、医药、农药的中间体。
（4）制造草酸以农作物废料如玉米蕊、甘蔗渣、谷壳、花生壳等为原料与硝酸反应，制取草酸，硝酸与丙烯或乙烯、乙二醇作用也可制取草酸。
（5）军火工业硝酸除用于制造TNT炸药，还用它精制提取核原料。
钚是重要的核燃料，在精制过程中，先将钚转化成Pu(NO3)4溶液，再萃取分离。
（6）合成香料硝酸与二甲苯反应制得二甲苯麝香气味，广泛用于调配化妆品、皂用及室内用香料。
此外,硝酸还用于化学试剂及有色金属酸洗涤。
也用来鉴别含有蛋白的物质加羊毛,羽毛等。
通过进行本设计加深了对所学知识的理解，通过在此过程中不断发现问题和解决问题，增强了解决实际问题的能力，从而为以后的工作与学习打下了基础，因此具有长远的意义。
二、工艺流程
三、设计方案的选择
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：在生产规模上高压法和双加压法最宜实现大型化，而尾气排放则双加压法最优，本设计采用双加压法生产稀硝酸，原料来源于兰化302厂，产品稀硝酸的浓度达到45%。
四、设计内容及结果
(一)氨氧化工段
1.原理
4NH3+5O2= 4NO+6H2O （主）ΔH=-907280J
4NH3+3O2= 2N2+6H2O （副）ΔH=-91690J
2.主要设备
净化设备
预热设备
氨氧化炉
废热锅炉
3.氨氧化炉工艺参数
氨浓度10.93%
反应温度860℃
反应压力常压
4.物料衡算
氨消耗定额31.44kmol/h
氨氧化炉出口组成（mol %）NO 30.18 O214.75
废热锅炉出口组成（mol %）NO 26.86 O213.09 NO2 3.3198
副产蒸气量3840.279kg/h
5.热量衡算
废热锅炉出口温度160℃
6.设备计算
铂网催化剂的层数10 层
铂网直径591mm
铂网质量2387.899g
(二) NO2吸收工段
1.原理
3NO2+H2O=2HNO3+NO ΔH=-36200J
2.主要设备
冷却设备
吸收塔
3. NO2吸收塔工艺参数
吸收温度40℃
吸收压力 1.1 atm
出口NO X浓度（mol %）<0.2％
4.物料衡算
吸收塔出口组成（mol %）NO 1.314*10-4NO2 3.311*10-4
吸收水的用量（kg/h）5738.5611kg／h
5.热量衡算
尾气预热器出口温度(℃) 140℃
6.设备计算
塔径1200mm
塔板数30
板间距1-10板为800mm 10-20板为1200mm
有效塔高32000mm
操作弹性 4.384
（三）图纸
CAD绘制工艺流程图一张(A1)
手绘物料平衡图一张(A2)
手绘设备结构尺寸图一张(A2)
五、尾气处理
国际上对硝酸尾气排放标准日趋严格，一般NO X排放浓度不得大于2×10-4（质量分数），我过规定居住区氮氧化物（换算成NO2）的最高容许浓度为0.15mg/m3,生产车间空气中氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3）。
尽管采用加压法产生的尾气中NO的含量很小，但治理硝酸尾气对环境保护意义重大。
目前,国内外硝酸尾气的处理可归纳为三大类：一是用溶液进行湿法吸收；二是用固体物质进行吸收或吸附；三是用催化剂进行催化转化。
本设计采用碱液吸收.
六、结论
氨氧化炉
铂网层数10 层
铂网直径591mm
铂网质量2387.899g
二氧化氮吸收塔
塔径1200mm
塔板数30
板间距1-10板为800mm 10-30板为1200mm
有效塔高32000mm
操作弹性 4.384
参考文献
[1] 陈五平.无机化工工艺学（二）硫酸与硝酸（第一版）北京：化学工业出版社，1989
[2] M.E.波任[苏联] . 无机物工艺计算（第一版）北京：化学工业出版社，1981
[3] 谭天恩，麦本熙，丁惠华.化工原理（第二版）北京：化学工业出版社，1990
[4] 黄璐，王保国. 化工设计（第一版）北京：化学工业出版社2001
[5] 魏崇光，郑晓梅.化工工程制图－化工制图（第一版）北京：化学工业出版社.1994
[6] 时钧，汪家鼎，余国宗.化学工程手册（第二版）北京：化学工业出版社.1996
[7] 吕丰. 我国综合法制稀硝酸生产现状及发展前景中氮肥第四期2001
[8] 曾祥根.硝酸行业清洁生产技术研究讨论化工设计通讯第28卷第三期2002
[9] 化工设备设计手册编写组.化工设备设计手册2 金属设备[M]. 上海：上海人民出版社，1973
[10] 国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册[M].北京：化学工业出版社，1981。