稀硝酸生产工艺毕业论文(编辑修改稿)

稀硝酸生产工艺毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

备制造、安装调试的国产化。 1999 年６月建成试车投产以来，由于机组原因存在系统压力偏低，尾气偏高、蒸汽不能自给的问题，其它工艺指标基本达标。 1999 年 11 月，化二院又为石家庄化肥厂设计了第三套 350 吨／日（ 100%HNO3）的双加压法硝酸装置，设备全部采用国产化，陕鼓公司针对云峰机组存在的不足进行了技术改进，厂内单机试车良好，由于该厂原因该装置直道 20xx 年９月５日才投料试车 生产。 20xx 年，化二院为山西天脊集团（原山西化肥厂）设计了一套 902 吨／日（ 100%HNO3）的双加亚法硝酸装置，采用ＧＰ工艺，济南化肥厂模式，四合一机组采用德国ＧＨＨ公司制造，其它设备为国产化，20xx 年底，中石油辽阳化纤公司 350 吨／日双加压硝酸装置进入施工阶段，全部设备为国产化， 20xx 年 11 月投料生产。 20xx 年，化二院又为南化公司氮肥厂设计了第五套 350 吨／日（ 100%HNO3）双加压硝酸装置，全部设备也为国产化，于 20xx 年７月试车成功。 l 第 2 章 双加压法硝酸工艺流程简介 主要经济指 标和参数控制 氨 /空气中的 NH3% % 尾气中 O2 含量 35% 尾气中 NOX =200ppm 成品酸浓度 5860% 成品酸中的 HNO2 含量 =100ppm 氨氧化炉温度 850870℃ 锅炉排污 PH 锅炉排污 SIO2 =3mg/l 锅炉给水 O2 含量 =15ppb 塔板酸氯含量 =500ppm NOX 分离器中铵盐 30mg/l 主要消耗指标（以每吨 100%HNO3 计算值为准） 脱盐水 530kg 低压蒸 汽 169kg 中压蒸汽 310kg 冷却水 160m3 电力 仪表空气 氮气 l 生产原料的选取 生产稀硝酸需要的原料有：氨、空气、水、催化剂、和润滑油。 工业上对液氨的要求： 氨含量 %，水分含量 %,含油量 ，气氨用布质、纸质或其它过滤材料将介质中的油、铁屑等机械杂质除掉。 对空气的要求： 由于在工艺系统中，一般均使用铂作催化剂，它对空气中杂质的要求越低越好，杂质会减弱催化剂 的活性，增加铂网的损耗，因此，经过氨氧化部分的空气，首先要经过过滤器，除去空气中悬浮的机械杂质，过滤后的磷等化合物，每种均应低于。 空气过滤室分为三级： 第一级过滤器： 型式 自动卷帘式空气过滤器 尺寸 宽度 米、净高 米 并排数 7 个 风量 350000N 立方米每小时 压力降 过滤效率 45% 电机 第二级过滤器 型式 袋式空气过滤器 风量 304000N 立方米每小时 压力降 过滤效率 88% 第三级过滤器 型式 箱式空气过滤器 风量 240000N 立方米每小时 压力降 1225mmH2O 过滤效率 % l 对水的要求： 冷却水要求最高 在 45℃不至于形成结垢物的各种组分和形成易侵蚀铁或合金钢的各种成分及产生腐蚀的盐类，其指标控制范围：固体悬浮物： 1020ppm、 PH 值 7氯化物 80ppm 氨催化剂 通过大量催化剂筛选试验，至今可供工业使用的选 择性良好的催化剂归纳起来有两大类：一是铂系列催化剂，二是以铁、钴、铬等金属的非铂催化剂。 后者虽然价格低廉，但是其活性周期短，且氨氧化率低，仅为 8087%，由催化剂节省的费用并不能抵偿由于原料氨耗增大所产生的费用。 所以，现在国内外的硝酸工厂几乎都采用铂系催化剂。 氨氧化用铂系催化剂 化学组成 以纯铂作为氨氧化催化剂，在温度为 800900℃的操作条件下，纯铂催化活性并不高，且在强大气流连续冲击下铂表面变得松弛不平，铂表面疏松的铂微粒易被气流带走。 若采用含铑的铂合金，不仅可提高反应活性，且能增加其机械强度 ，减少铂的损失。 但铑的价格昂贵，所以工业上大多采用含铑为 510%的铂合金。 也有以较低廉的钯来代替部分铑的，一般含铂在 90%以上，钯和铑各占 %。 20 世纪 60 年代后，其中钯用量还在提高。 例如采用含钯在 50%以下、铑 10%以下，并掺入钍 %的铂合金。 据说这种铂催化剂活性和机械强度也是较好的。 物理性质 铂催化剂通常不用载体，以利于铂的回收，而且载体容易破裂，外露的载体会促使氨分解，降低氨氧化氯。 工业上要求催化剂单位重量的接触表面积应尽可能大，而铂合金具有较好的延展性和机械强度，因而工业 上利用这一特性，都将其拉成细丝制成网状。 由于铂的导热性好、开工时一经点火即能投入生产，而且铂网也便于再生和回收，还可使氧化炉的结构简化。 通常所用的铂丝直径为。 铂网的自由面积约占整个面积的5060%。 现今铂网尺寸以规范化。 空气中不纯物的含量如气态氯、溴、硫、 的活化、中毒及再生 新的铂网表面光滑且有弹性，使用时不能立即获得高的 NO，需经一段活化时间才能提高。 如在 600℃时，其活性需经数昼夜方能升高。 在 900℃时，活化时间则可缩短到 816h。 活化一般用氢焰烘烤，使铂网表面变得 疏松和粗糙，从而增大其反应接触表面。 c 网队杂质非常敏感，很容易中毒。 网损失和回收 温升华损失并不大，当温度为 900℃时，其蒸汽压仅为 8MPa。 铂的损失量与反应温度、压力、网径、气流方向及工作时间等因素有关。 当温度高、网径细、气流方向由下而上所导致网振动大等因素均会使铂网损失加大。 一般在常压下氨氧化温度出常取为 800℃，l 而加压下为 880℃左右。 铂网正常使用 12 年后则需更新。 铂网在使用过程中随气流带走的铂微粒，一般沉淀在氧化炉后面的废热锅炉进口管处较多，约有 1/2 呈胶泥状沉积在硝酸罐中，应定期清理加 以回收。 尚有约 1/4 随废气排出，少部沉积在其他设备和管道中。 铂网规格 三元平织网： 三元平织网 铂 %、铑 %、钯 4% 丝径 网孔数 1024 个 /平方厘米 优点 具有好的再生和修补，可以多次清洗 缺点 网重、易拉裂、脱边 适用于常压法 二元针织网： 二元针织网 铂 9095%、铑 510% 丝径 孔数 1024 个 /平方厘米 优点 氧化率高高出 %、铂好低、装填量少、三维结构不脱边、不易拉裂 缺点 不能多次清洗再生 适用于中压和高压 法 润滑油（ LTSA46 防锈汽轮机油） 技术指标 l 项目 质量指标 试验方法 优级品 一级品 合格品 黏度等级 3246 3246 3246 运动指数不小于 GB265 倾点不高于 90℃ GB1995 闪点不低于 180℃ GB3536 密度 报告 GB1884 酸值不大于 GB264 中和值不大于 报告 报告 GB4945 机械杂质 无 GB511 水分 无 GB260 被乳化值（ 40373） m154 度不大于 15 GB7305 起泡性试验 ml/ml 24 度 93 度 后 24 度 SY2669 450/0 450/0 600/0 100/0 100/0 100/0 450/0 450/0 60/0 氧化安定性 总氧化产物 沉淀物 b、氧化后酸值 报告 报告 GB8119 报告 报告 SY2680 3000 20xx 1500 液相 锈蚀试验 无锈 GB11143 铜片试验（ 100 度、 3h）不大于 1 GB5096 空气释放值（ 50 度）不大于 6 5 6 5 SY2693 用 GB511 方法测定，机械杂质含量在 %以下时，认为无。 GB260 方法测定，试样的水分少于 %，认为是痕迹。 在仪器拆卸后接收器中没有水存在，认为试样无水。 生产作用 透平油的作用有二：其一是润滑机组各轴承极其转动部分，并带走由摩擦所产生的热量，以及高温蒸汽传给机组各部分的热量，保证了机组轴承、轴 颈处温度不超过一定值。 l 同时在轴颈上形成一层油膜，使轴颈与轴承之间不是直接摩擦，因而减少了摩擦阻力。 其二是透平 时机组调速系统和各压力控制系统的传动工具（液压传递） 油质劣化对润滑部分不能很好的润滑，结果使乌金熔化而损坏设备分可能造成动作迟滞、腐蚀、生锈卡住等不良后果，从而使调速和保护失灵。 根据尾气中的氧含量判断空气的加入量，一般控制在 35%。 l 第 3 章 流程分析双加压法硝酸工艺 主要反应方程式 （ 1）氨和空气混合在铂催化剂的作用下生成 NO，此反应实在氧化炉中进行，化学反应方程式为： 4NH3+5O2=4NO+6H2O +Q 副反应，当铂网温度过高时，产生氨的分解： 2NH3=N2+3H2 _Q 当铂网温度增加和较长时间的接触，再促成 NO 的分解和氨的完全氧化。 2NO=N2+O2 +Q 4NH3+3O2=2N2+6H2O +Q 4NH3+6H2O=5N2+6H2O +Q （ 2）氧化氮继续氧化成二氧化氮，此反应是在一系列换热设备中进行的，化学反应方程式： 2NO+O2=2NO2 +Q （ 3）用脱盐水吸收 NO2 生成硝酸，此反应是在吸收塔内进行的，化学反应方程式为： 3NO2+H2O=2HNO3+NO +Q 氨氧化反应及影响因素 氨氧化的反应机理是因催化剂对氧的吸附能力强，氧分子被吸附到催化剂表面后两原子间的键断裂。 催化剂吸附氨分子，氧原子与氨分子中的氮和氢结合，重新进行电子排列生成 NO、 H2O。 因催化剂对 NO、 H2O 吸附力小，因此 NO、 H2O 脱离催化剂向气相中扩散。 氮催化氧化的速率控制步骤 在上述各步骤中，以氨分子至铂网表面的扩散速度为最慢的一步，因而整个反应速度是受外扩散所控 制。 氨分子向铂网表面扩散的时间为： t=A2/2D 其中， A—— 氨分子扩散途径的平均长度 D—— 氨在空气中的扩散系数 由此求得的扩散时间 t 与氨空气混合气体通过铂网自由空间的时间、或称接触时间甚。