年产3.3万吨石肖酸生产工艺设计毕业设计论文.docVIP

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 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)。 现今稀硝酸的生产流程有十几种之多，各种流程几乎都是以操作压力来分类，归纳起来不外有以下三种： 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，铂损耗低，设备结构简单，多用6-12个串联的吸收塔。早期吸收塔多用耐酸材质，如花岗石或耐酸砖砌成，现金用塑料和不锈钢制成。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。吸收容大，占地多，损耗大。 全压法 氨氧化和吸收均在加压下进行。吸收压力可分为两个等级：中压吸收的压力为0.2-0.5MPa，高压吸收为0.7-1.0Mpa或更高。全压法因吸收压力高，其NO2吸收率以及成品酸中HNO3含量都较高。排放尾气中氮氧化物含量低，吸收塔容积小，能量回收率高，但氨氧化率比常压法稍低，而且铂损耗较大。 综合法 氨氧化和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—NO2吸收流程；二为中压氨氧化—NO2吸收流程。前者兼有常压和加压法两者优点：其氨耗和铂损耗比全高压法小，不锈钢用量比全中压法少。后者采用较高吸收压力和较低吸收温度，成品酸中HNO3含量可达60%，尾气中氮氧化物含量低于200mg/kg排放。 现代的硝酸工业与早期的相比，无论生产规模、生产技术以及工艺流程都有很大的革新和突破。早期多用常压法，只能生产低于50%的稀硝酸，以后由于设备材质、工艺条件的改进，借助于低温和加压的方法，可以生产50%-70%的硝酸，或一种流程可以兼产60%和70%两种不同含量的硝酸。这已成为今后稀硝酸工业的发展趋向。 2、 计划任务书的项目来源： 本课题来源于生产实际，设计为年产3.3万吨硝酸的工艺流程。本设计以氨和空气为原料，采用全高压法生产65wt%的稀硝酸，设计生产时间为7200h/y，连续化生产。在本设计中，包括生产流程的确定，生产流程简述，物料衡算，主要设备选型，原材料和动力（水、电、汽等）消耗，“三废”处理等。 3、 原材料来源及水、电、汽等供应情况: （1）原材料规格： NH3 ： 纯度99.8% H2O ： 0.2% 灰份 ： 10ppm (2)公用工程供应情况: ①电力： 高压电 低压电 频率 50Hz 50Hz 电压 交流6KV 交流380V 类型 三相三线 三相三线 ②工厂空气： 压力： 0.6Mpa(至少) 温度： 常温 特性： 无油 ③仪表空气： 压力： 0.6Mpa（至少） 温度： 常温 特性： 无油 固体颗粒： 最大小于等于