硝酸生产工艺.doc

目录1前言12总论22.1硝酸工业的概况及发展趋势22.1.1国外硝酸工业的现状及发展趋势22.1.2国内硝酸工业的现状及发展趋势22.2硝酸的性质32.2.1硝酸的物理性质32.2.2硝酸的化学性质42.3硝酸的用途42.4硝酸的毒性、安全和贮运53稀硝酸生产流程综述63.1各种生产方法综述63.1.1常压法63.1.2加压法63.1.3综合法73.2稀硝酸生产流程的确定83.3稀硝酸生产的主要原理94氨的接触氧化114.1氨的接触氧化原理114.2催化剂的选择124.3铂系催化剂124.3.1化学组成124.3.2物理性状134.3.3铂网的活化、中毒及再生134.4氨催化氧化的反应动力学144.5工艺条件的确定154.6混合气组成164.7爆炸及其防止174.8氨接触氧化工艺流程184.8.1空气和氨的净化184.8.2混合气体的配制194.8.3反应热的利用194.8.4工艺流程简述195一氧化氮的氧化225.1一氧化氮氧化机理225.2氧化反应的影响因素225.3一氧化氮氧化的工艺流程236氮氧化物的吸收246.1氮氧化物吸收机理246.2工艺条件的确定246.2.1吸收温度246.2.2操作压力256.2.3气体组成256.3吸收工艺流程257工艺计算277.1物料衡算277.1.1反应器（氧化）277.1.2废热锅炉（WHB）和冷却-冷凝器287.1.3吸收塔317.1.4生成的酸347.1.5总收率347.1.6放大至所需生产的速率357.2能量衡算357.2.1压缩机（透平机）357.2.2氨气化377.2.3氧化器378主要设备的工艺计算和选型408.1氨氧化炉408.1.1设备简介408.1.2工艺计算及选型408.2酸吸收塔428.3其他设备选型438.3.1尾气透平膨胀机：向心式膨胀器P320—35/11—11438.3.2离心式压缩机：DA—1000—51439车间设备布置4410硝酸尾气的处理4510.1溶液吸收法4510.1.1碱液吸收4510.1.2亚硫酸溶液吸收法4610.1.3延长吸收法4610.1.4用稀硝酸加钒盐吸收法4610.1.5硝酸吸收法4610.2固体物质吸收或吸附法4710.2.1固体物质吸收法4710.2.2固体吸附法4710.3催化还原法4711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。此次毕业设计的训练进一步巩固加深了所学的基础理论、基本技能和专业知识使之系统化、综合化对我以后的工作和生活起到了不可估量的作用。本设计是根据系下达的毕业设计任务书进行编写的内容是年产27万吨稀硝酸车间的工艺设计。为了全面介绍稀硝酸工艺过程设计的基本内容、基本原理本设计共分为十章。第二章概述了硝酸的现状和趋势、硝酸的物理化学性质、用途和生产发展等；第三章较详细地论述了稀硝酸的三种生产方法和本设计生产流程的确定；第四章、第五章、第六章重点阐述了稀硝酸生产中各个环节的工艺流程及其工艺选择的原理并在本设计结尾附有该工艺流程的CAD图；第七章进行了物料和能量的工艺计算；第八章简单介绍了主要设备的选型并在本设计结尾附有氧化炉设计图；第九章介绍了车间的布置的基本要求和原则并在本设计后面附有稀硝酸车间布置图；第十章介绍了目前处理硝酸尾气的各种方法并对这些方法做了合理化选择；第十一章对本设计进行了全面的总结和讨论。最后附有参考文献。本设计是以我两年来的学习和实践为依托在指导老师和参考资料的帮助下完成的尽管做到集中优点、克服和改善缺点。但由于本人水平有限设计中有错误和不妥之处总是在所难免恳切希望读者多给予批评指正。2总论2.1硝酸工业的概况及发展趋势2.1.1国外硝酸工业的现状及发展趋势[1]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