搜索
目录摘要...............................................................1引言...............................................................3第一章总论........................................................41.1稀硝酸的发展概况............................................41.1.1国外硝酸工业的现状.....................................41.1.2国内硝酸工业的现状.....................................4第二章稀硝酸生产流程介绍..........................................52.1各种生产方法简介............................................52.1.1常压法.................................................52.1.2加压法.................................................52.1.3综合法.................................................52.2稀硝酸生产流程的设计.......................................62.3工艺条件的确定..............................................62.3.1混合气的组成..............................................72.4一氧化氮氧化机理............................................82.5氮氧化物吸收机理............................................8第三章工艺计算....................................................93.1物料衡算....................................................93.1.1反应器（氧化）.........................................93.1.2废热锅炉和冷却-冷凝器..................................113.1.3吸收塔................................................133.1.4生成的酸..............................................153.1.5总收率................................................163.1.6放大至所需生产的速率..................................163.2能量衡算...................................................163.2.1压缩机（透平机）......................................163.2.2氨气化................................................183.2.3氧化器................................................18第四章主要设备的工艺计算和选型...................................204.1氨氧化炉...................................................204.2酸吸收塔...................................................214.3其他设备选型...............................................224.3.1尾气透平膨胀机：向心式膨胀器P320—35/11—11...........224.3.2离心式压缩机：DA—1000—51...........................22第五章设计总结与讨论.............................................23参考文献..........................................................24致谢..............................................................25附录..............................................................26年产5万吨稀硝酸工艺设计-1-年产5万吨稀硝酸工艺设计摘要本设计首先阐述硝酸其发展现状及未来发展的趋势。然后对其生产方法进行介绍，在众多生产稀硝酸工艺中选择中压生产法。然后进行了从工艺流程到计算与选型的详细介绍。例如稀硝酸的生产原理、工艺流程、化工工艺计算、设备的选择。最后本对所采用的生产方法进行了总结。关键词：稀硝酸；中压法；工艺流程；吸收塔；工艺计算河北农业大学工学学士毕业设计（论文）-2-AbstractThisdesignfirstlyexpoundsthepresentsituationofthedevelopmentofnitricacidandthefuturedevelopmenttrend.Andthen,fromtheprocessflowtothecalculationandselectionofthedetailedintroduction.Suchasdilutenitricacidproductionprinciple,processflow,chemicalprocesscalculation,equipmentselection.Atlast,themethodofproductionissummarized.Keywords:Mediumpressuremethod;Processflow;Absorptiontower;Processcalculation;Dilutenitricacid;年产5万吨稀硝酸工艺设计-3-引言本次设计是根据渤海校区理工学院化工系下达的毕业设计任务书进行设计的。首先在第一章里主要介绍了国内外稀硝酸工业发展的状况及对未来硝酸工业发展的展望。第二章则主要是对稀硝酸生产工艺流程的详细介绍，其中包括各种生产方法的综述，生产流程的确定等。第三章则主要是对生产过程进行物料衡算和能量衡算。第四章简单介绍主要设备的工艺计算和选型。第五章则是本设计最后的设计与讨论，最后附有参考文献。河北农业大学工学学士毕业设计（论文）-4-第一章总论1.1稀硝酸的发展概况1.1.1国外硝酸工业的现状目前世界上硝酸工业的发展趋势是随着合成氨工业的发展而进行技术革新的，技术的不断成熟，从业人员的不断增长造就了硝酸工业的蓬勃发展。硝酸工业形成了如下的趋势：（1）、装置逐渐由低压转向高压；（2）、生产规模日益大型化；（3）、产品的种类逐渐多样化；（4）、尾气排放达标率逐渐增高；（5）批量生产技术日益增强；（6）、工业生产能量回收逐渐合理化[4]。目前当今工业上稀硝酸属于半成品，主要用途是用于制造硝酸铵、浓硝酸等产品，表1.1世界浓硝酸装置能力及产量Table1.1Capacityandoutputoftheworld'sconcentratednitricacidplant国别装置能力（万吨/年）开工率（%）美国32.5100加拿大30.7590墨西哥17.466西欧82.085日本24.4580中国9092总计3001.1.2国内硝酸工业的现状从近些年我国硝酸工业发展来看，在国内医药，化工等相关行业的需求快速增长的推动下，我国硝酸产量飞速发展，各行各业对与硝酸需求不断增长，工业产业发展模式不断更新，环境友好型工业不断发展。国内工业对硝酸的需求呈现逐渐增加的趋势不变。从2000年以后我国硝酸硝酸进口量为一直持续高速增长，出口量为保持稳定，消费量呈直线上升并保持增长趋势，表明国内工业对于硝酸的需求依然保持旺盛。自2006年之后，在硝酸相关工业消费大幅度增加的趋势下，硝酸工业将保持着非常好的增长趋势，一季度硝酸累计产量为47.54万吨，同比增长14.35%，进口480吨出口1854吨，消费量为47.4万吨，同比增长14.78%。年产5万吨稀硝酸工艺设计-5-第二章稀硝酸生产流程介绍2.1各种生产方法简介[5]生产稀硝酸主要有三种方法：加压法、常压法加压法以及综合法，它们都各有各的优点缺点，本节将分别介绍这三种方法的压力取值范围以及经济指标，并根据系下达的任务书选择适合本设计的最优方法。2.1.1常压法氨的氧化与氮氧化物的吸收均在常压下进行，吸收工艺有多塔流程和单塔流程。2.1.2加压法氨氧化和氮氧化物吸收均在加压下进行。根据压力不同可分为中压0.3MPa~0.6MPa与高压0.7MPa~1.5MPa两种。（1）、全中压法[3]氨的氧化和氮氧化物的吸收在0.35MPa~0.6MPa压力下进行操作。（2）、高压法氨氧化和NOX吸收在0.71MPa~1.2MPa的压力下进行操作。流程与全中压法非常相似。2.1.3综合法氨氧化和氮氧化物吸收分别在两种不同压力下进行操作，有两类流程：一为常压氨氧化-加压氮氧化物吸收流程；二为中压氨氧化-高压氮氧化物吸收流程（双加压法）。（1）常压氧化-加压吸收流程该流程中的氨的氧化在常压下进行，氮氧化物的吸收在0.3MPa~0.35MPa下进行操作。（2）双加压法此法氨的氧化采用中压，压力为0.35MPa~0.6MPa,NOX的吸收采用高压1.0MPa~1.5MPa进行操作。河北农业大学工学学士毕业设计（论文）-6-表2.1三种稀硝酸生产工艺的主要技术经济指标[6]Table2.1Threemaintechnicalandeconomicindexesofkindsofdilutenitricacidproductionprocess生产方法常压法加压法综合法项目常压法中压法高压法常压氧化-加压吸收双加压法氧化压力/MPa（绝）0.11~0.220.450.8~0.90.100.45吸收压力/MPa（绝）0.098~0.1800.400.7~0.80.351.1氨氧化率%96~9796~9596~9796酸吸收率%85~9298~9796~99.7成品酸度%40~4550~5353~5543~4558~60尾气NOX浓度（×10-3）5~101.0~1.52.0~2.52.50.2吨酸总氨耗/t0.308~0.3300.293~0.3040.290~0.283吨酸铂耗/g0.06~0.10.18~0.20.06~0.12.2稀硝酸生产流程的设计[2]本设计的题目是年产5万吨稀硝酸的工艺设计，其工艺流程方块图见下图：图2.1稀硝酸生产工艺流程图[1]chart.2.1dilutenitricacidproductionprocessflowchart液氨氨过滤器氨预热器氨蒸发器文氏管混合器混合过滤器氧化炉空气泥袋过滤器空气透平压缩机机素瓷过滤器副产蒸汽水冷却器尾气预热器水加热器废热锅炉尾气尾气透机平放空第一吸收塔第二吸收塔10%~11%稀硝酸冷凝水二次空气年产5万吨稀硝酸工艺设计-7-2.3工艺条件的确定[7]生产的过程中必须保证氨的氧化率α尽量高。在当今的生产力水平下，常压下α可达97%~9