Виробництво слабкої азотної кислоти з розробкою контактного апарата

Аналіз існуючих схем виробництва азотної кислоти і конструкції типових апаратів. Вибір більш оптимальної технологічної схеми і апарату, в якому виконується синтез нітрозних газів. Розрахунки для безпечної установки устаткування на котел-утилізатор.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык украинский
Дата добавления 27.06.2012
Размер файла 3,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

Вступ

1. Аналітичний огляд

2. Технологічна частина

2.1 Обґрунтування вибраного метода виробництва

2.2 Опис технологічної схеми виробництва

2.3 Характеристика сировини та готової продукції

2.4 Початкові данні к проведенню розрахунку

2.5 Матеріальний баланс

2.6 Тепловий баланс

2.7 Технологічний розрахунок

2.8 Гідравлічний розрахунок

3. Опис конструкції і принципа роботи контактного апарата

4. Вибір основних конструкційних матеріалів

5. Розрахунки на міцність , жорсткість та укріплення

5. 1 Визначення товщини стінки корпусу

5. 2 Розрахунок зміцнення отворів

5. 3 Розрахунок фланцевогоз'єднання

6. Технологія виготовлення контактного апарата

7. Ремонт та монтаж

8. Контроль та автоматизація виробництва

9. Охорона праці та техніки безпеки в надзвичайних ситупцій

10. Промислова екологія

11. Техніко-економічні розрахунки

12. Висновки та рекомендація

Список літератури

Додаток

Додаток

ВСТУП

Азотна кислота за об'ємом виробництва займає серед інших кислот друге місце після сірчаної кислоти. Все зростаючий обсяг виробництва HNO3 пояснюється величезним значенням азотної кислоти і її солей для народного господарства.

Азотна кислота є одним з початкових продуктів для отримання більшості азотовмісних речовин. Сфери застосування азотної кислоти дуже різноманітні. Велика частина її (до 75-80%) витрачається на виробництво азотних і комплексних мінеральних добрив і різноманітних нітратів, 10-15% йде на отримання вибухових речовин і ракетного палива, решта кількості споживається виробництвом барвників, органічним синтезом і в кольоровій металургії.

Промисловістю виробляється неконцентрована (до 60-62% HNO3) і концентрована (98-99% HNO3) кислота. У невеликих об'ємах випускається реактивна і азотна кислота особливої чистоти. У виробництві вибухових речовин нітрацією толуолу, уротропіну, ксилолу, нафталіну і інших органічних продуктів застосовують концентровану азотну кислоту. Для отримання добрив споживається, як правило, розбавлена азотна кислота.

Основними виробниками азотної кислоти є США, Франція, ФРН, Італія, Іспанія, і Англія. На долю цих країн в 70-х роках доводилося понад 75% усієї виробленої тоді кислоти. До 80-х роках виробництво азотної кислоти в капіталістичних країнах стабілізувалося.

Як відмічає у своєму дослідженні британське консалтингове агентство Merchant Research&ConsultingLtd. , у цілому світовий ринок азотної кислоти нині є досить насиченим, проте попит на промислові хімікати неухильно підвищується.

Середньорічний темп світового попиту на промислові хімікати на основі азотної кислоти складає 7%.

Зараз зростання виробництва відбувається за рахунок вдосконалення і оновлення технології, а також організації випуску азотної кислоти в країнах, що розвиваються.

Виробництво промислових хімікатів (головним чином, адипінової кислоти, толуілендіізоціанатів і нітробензолу на базі азотної кислоти) сконцентроване, в основному, в Західній Європі і США, хоча останніми роками швидке розширення їх випуску відзначалося в країнах Східної Азії. В Індії швидкими темпами (7% в рік) приростає ринок концентрованої азотної кислоти. Окрім споживання концентрованої азотної кислоти підприємствами оборонного комплексу, продукт використовується у виробництві нітроароматичних з'єднань, акрилонітрильних волокон, пестицидів, ліків і барвників. Особливо відзначається зростання споживання азотної кислоти для лікарських засобів і пестицидів.

Світове виробництво азотної кислоти оцінюється в 750-800 млн. тон. При цьому тільки близько 15-20% азотної кислоти поступає на ринок взагалі. Інша азотна кислота використовується підприємствами - продуцентами азотних добрив, адипінової кислоти і інших хімікатів. У зовнішньоторговий обіг залучається не більше 8-10 % вироблюваною у світі азотної кислоти.

Однієї з стадій виробництва азотної кислоти є стадія окиснення аміаку, яка здійснюється в реакторі, який в виробничих умовах називається контактним апаратом.

Усі промислові способи отримання азотної кислоти основані на контактному окисленні аміаку киснем повітря з подальшою переробкою оксидів азоту в слабку азотну кислоту шляхом поглинання їх водою.

Розробка контактного апарату являє собою основною задачу даного проекту.

1. АНАЛІТИЧНИЙ ОБЗОР

1. 1 Сировина і способи виробництва

Сировиною для виробництва азотної кислоти є аміак, повітря і вода. Усі три компоненти піддаються ретельному очищенню. Аміак, що поступає з цеху синтезу, очищають від каталізаторного пилу, що захоплюється газом привиході з колони синтезу аміаку, і відолії (у разі застосування поршневих компресорів для циркуляції газу). Ці домішкиє отрутою для каталізаторів, вживаних при конверсії аміаку до оксиду азоту увиробництві азотної кислоти.

Вода, що поступає в колону абсорбції для поглинання оксидів азоту і отримання азотної кислоти, має бути знесолена.

У30-50-і р. неконцентровану азотну кислоту отримували при атмосферному тиску: окисленням аміаку до NO на платиновому каталізаторі і абсорбцією оксидів азоту в абсорбційних колонах з насадкою з кілець Рашига. У кінці 50-х років була побудована перша комбінована система, в якій окислення аміаку до NO проводили при атмосферному тиску, а абсорбцію оксидів азоту, що утворюються, -- під тиском 3, 5 Па. Продуктивність такої системи 45 тис. т/рік HN03. В середині 60-х років була розроблена система потужністю 120 тис. т/рік HN03, працююча під тиском 7, 3-105 Па. Робота такого агрегату була основана на максимальному використанні тепла реакцій, що протікають в процесі отримання азотної кислоти, у високотемпературній газовій турбіні. При цьому не споживалася енергія із зовнішньої мережі. Ця система отримала найбільше поширення в 70-х, і до 1978 р. в агрегатах під тиском 7, 3-105 Па отримували близько 40% усієї азотної кислоти, що вироблялася в СРСР.

Зростання випуску мінеральних добрив в країні привело до необхідності збільшення виробництва азотної кислоти. У зв'язку з цим на початку 70-х роківв СРСР була розроблена нова енерго- технологічна система, працююча під тиском4, 2-4, 7-105 Па на стадії окислення аміакуі під тиском11-12, 6-105Па на стадії абсорбції, продуктивністю380тис. т/рікHN03.

1.2 Теоретичні основи виробництва

Окислення аміаку

Окислення аміаку киснем повітря до оксиду азоту є каталітичним процесом. Залежно від умов його проведення можливе протікання наступних реакцій:

4NH3 +502= 4NO + 6Н2О+ 905, 8кДж

4NH3 + 402 = 2N2 O + 6Н2О+ 1104, 9кДж

4NH3 + 302 = 2N2 + 6Н2О+ 1266, 8кДж

Окрім цього, можливе утворення N2 при розкладанні оксиду азотуNO, а також в результаті взаємодії його з NH3. Оскільки для окислення NH3 використовують повітря, вміст аміаку в аміачно-повітряній суміші, що утворюється, обмежується вмістом кисню в повітрі. Оптимальний вміст аміаку в аміачно-повітряній суміші визначають на основі сумарної реакції:

Виходячи з цього рівняння зміст NH3 складає:

Практично вміст аміаку в аміачно-повітряній суміші у виробничих умовах підтримують в межах 9, 5-11, 5(об. ) % при співвідношенні [O2] : [NH3] = 1, 7-2. При збільшенні змісту NH3 більше 13% суміш стає вибухонебезпечною. Так, при 380-400 0 C вибухає суміш, що містить12, 5-13% NH3.

Каталізатори

Оскільки окислення аміаку може протікати в декількох напрямах, то для отримання необхідного продукту-NO- необхідно застосування каталізаторів, що мають селективну (виборчу) дію. Таким каталізатором є платиноїдний каталізатор, виготовлений із сплаву платини з паладієм і родієм. Платиноїдний каталізатор виконують у вигляді сіток з дроту (ниток) завтовшки 0, 09 мм з числом осередків 1024 на 1 см2. Найбільше поширення отримали наступні каталізатори окислення аміаку (ГОСТ3193-59) :платина + 4мас. % Pd + 3, 5мас. % Rh -- при атмосферному тиску і платина +7, 5мас. % Rh -- для роботи при підвищеному тиску.

Нові сітки мають вигляд переплетення з гладких блискучих і еластичних ниток, в процесі експлуатації сітки стають матовими, губчастими з сильно розвиненою внутрішньою поверхнею, що веде до їх поступового руйнування. Сітки, що втратили не більше 12% первинної маси, передають в переплавку.

У Радянському Союзі був розроблен двоступінчатий каталізатор, що складається з шару платиноїдної сітки і шару не платинового каталізатора заввишки50-60мм. Застосування такого каталізатора дозволяє понизити час заміни вкладень платину в три рази.

Швидкість окислення аміаку

Окислення аміаку до NO відноситься до гетерогенних процесів і складається з наступних стадій:

1) надходження реагуючих молекул з маси газу до зовнішньої поверхні каталізатора;

2) дифузії цих речовин до внутрішньої поверхні каталізатора;

3) взаємодії адсорбованих молекул з поверхнею каталізатора;

4) дифузії речовин, що прореагували, з пір до зовнішньої поверхні каталізатора;

5) надходження продуктів реакцій із зовнішньої поверхні каталізатора в газовий потік.

Швидкість реакції окислення аміаку в першу чергу залежить від швидкості дифузії 02і NH3 до поверхні каталізатора. Швидкість дифузії аміаку до поверхні платиноїдного каталізатора нижча, ніж швидкість дифузії кисню, при цьому вона і є визначальний швидкістю окислення аміаку до N0.

Відомо, що механізм окислення аміаку до N0 на платиноїдних каталізаторах протікає через ряд проміжних реакцій.

Час окислення аміаку до N0. При окисленні аміаку до оксиду азоту аміачно-повітряна суміш повинна пройти через шар каталізаторів. Час зіткнення газів з каталізатором має бути абсолютно визначеним для досягнення заданої міри окислення аміаку. Для розрахунку часу контакту користуються рівнянням:

Де ф-- час перебування в зоні каталізу, 0С; Vв -- вільний об'єм каталізатора, м3; Vг -- об'ємна швидкість газу в умовах конверсії, м3/с.

Практикою показано, що оптимальний час перебування в зоні каталізу аміачно-повітряної суміші рівний10-4?10-5 с.

Збільшення часу перебування в зоні каталізу, тобто зменшення швидкості газового потоку, веде до утворення елементарного азоту. Збільшення швидкості газу вище оптимальною зменшує час перебування газової суміші в зоні каталізу, що веде до проскакування аміаку в потік нітрозного газу. Аміак, що проскочив в потік нітрозного газу, реагує з оксидом азоту, утворюючи елементарний азот;взаємодіє з діоксидом азоту з утворенням нітриту і нітрату амонію при високій температурі він може також розкладатися до елементарного азоту іN2O. Усі вказані реакції ведуть до втрати аміаку. Крім того, частина аміаку, що проскочив через каталізаторні сітки, може зберігатися до зони знижених температур, де нітрит, що утворюються, і нітрат амонію, потрапляючи на поверхні, що труться, можуть викликати вибух.

Застосування тиску для реакції окислення аміаку до оксиду азоту дозволяє збільшити продуктивність агрегату, зменшити розміри апарату. Проте одночасно з цим при збільшенні тиску процесу знижується міра окислення аміаку до оксиду азоту і зростають втрати каталізатора. Так, при атмосферному тиску і температурі 8200С вихід оксиду азоту досягає 97-98% на 2-х платиноїдних сітках, при підвищенні тиску до 4•105 Па температура каталізу збільшується до 880-900 0С і вихід оксиду азоту складає 95-96% на 12-ти платиноїдних сітках; підвищення тиску до 8-9 -105'Па вимагає збільшення числа платино родієвих сіток до 16-20 штук при температурі окислення 900-920 0С з одночасним пониженням виходу оксиду азоту до 94-95%. Зі збільшенням тиску і підвищенням температури окислення аміаку зростають втрати платинородіївого каталізатора. Якщо при атмосферному тиску втрати каталізатора складають 0, 045-0, 05г/т азотної кислоти, то при 7, 3 -105 Па втрати збільшуються до 0, 35-0, 40 г/т.

Проте на підставі аналізу роботи агрегатів середньої продуктивності 350-500 т/діб HN03 показано, що процес отримання азотної кислоти доцільно вести при підвищеному тиску як у відділенні окислення аміаку, так і у відділенні абсорбції . Для агрегату продуктивністю 1000 т/добу і більше, працюючого при підвищеному тиску, знижуються капіталовкладення і собівартість кислоти.

Як вказано вище, збільшення тиску на стадії окислення аміаку знижує вихід оксиду азоту NO і збільшує втрати платини. У зв'язку з цим застосовують комбіновані системи, в яких окислення аміаку ведуть при атмосферному або невеликому надмірному тиску, а абсорбцію -- при підвищеному тиску, що особливо сприятливо впливає на реакцію окислення оксиду азоту NO до діоксиду. Застосування підвищеного тиску у виробництві азотної кислоти дає можливість отримати більше концентрований продукт, а також збільшити міру використання оксидів азоту, що веде до зменшення викидів оксиду азоту в атмосферу і підвищення міри рекуперації енергії, що витрачається на стискування газів.

Втрати платини

Припускають, що в процесі окислення аміаку при підвищених температурах утворюється леткий діоксид платини. Є припущення також, що втрати платини утворюються за рахунок механічного відриву її часток.

Для зниження втрат платини при застосуванні підвищених тисків є два шляхи. Перший -- це заміна платиноїдних каталізаторів на інші сплави, менш дефіцитні і дорогі;другий шлях -- уловлювання платини і повернення її на виготовлення каталізаторів.

Визначено, що для уловлювання платини можна використати шар вогнетривких оксидів металів, що розміщуються після сіток по ходу газового потоку. Нині розроблені і випробувані маси на основі оксиду кальцію, що уловлюють до 70-80% платини від загальних її втрат. Оксид кальцію улавлюючої маси у присутністю кисню може вступати в реакцію з платиною

Регенерація мас на основі оксиду кальцію з витяганням уловлюваної платини простіше в порівнянні з регенерацією інших мас.

Для підтримки стабільної міри конверсії аміаку потрібне ретельне очищення аміачно-повітряної суміші від механічних домішок, особливо від оксидів заліза і пилу залізного каталізатора синтезу аміаку. Пил і оксиди заліза, потрапляючи на каталізаторні сітки, засмічують їх, зменшуючи поверхню зіткнення газів з поверхнею каталізатора і знижуючи міру окислення аміаку. Крім того, пил проникає в уловлюючи маси, блокує їх поверхню і знижує міру уловлювання платини.

Термін служби платиноїдного каталізатора окислення аміаку, працюючого при атмосферному тиску, 10-12 місяців без заміни сіток, при тиску 7-8 105 Па --45-90 діб Термін служби не платинового каталізатора 3-5 років.

При зниженні активності платиноїдних сіток їх регенерують. Регенерацію проводять обробкою сіток розчином 10-15%-НСL при 60-700С впродовж 2-3 годин у фарфорових або кварцових ваннах. Після обробки сітки промивають дистильованою водою до зникнення іона хлору в промивних водах, сушать і закаляють.

Окислення оксиду азоту

Реакція окислення NOвNO2 є рівноважною, оборотною і йде з виділенням тепла

За принципом Ле-Шателье з підвищенням температури рівновага реакції зрушується вліво, що призводить до зниження виходу N02. Для прискорення цієї реакції доцільно застосовувати підвищені тиски, знижені температури, а також підвищені концентрації NOіO2. Швидкість реакції пропорційна квадрату концентрації NO в газовій суміші і концентрації O2. Окислення NO в NO2залежить від концентрації в NO O2, тиску і температури газу.

Абсорбція оксидів азоту

Нітрозні гази, що поступають на абсорбцію, містять NO2, N2O4, N2O3 і NO. У сіціоксиди окрім NO реагують з водою з утворенням азотної кислоти. Сумарно процес утворення HNO3 описується у вигляді наступних рівнянь:

(1. 2)

З рівняння (1.2) виходить, що на отримання 2 моль HNO3 витрачаються 3 моль NO2, причому 1/3 азоту, що вводиться в процес, виділяється в газову фазу у вигляді NO. Оксид азоту знову окислюється киснем доNO2 і при повторному поглинанні оксиду, що утворюється, знову виділяється з азоту у вигляді NO. Цей процес математично відповідає геометричній прогресії, сума членів якої дорівнює =1, 5. Звідси витікає, що повністю переробити оксиди азоту в азотну кислоту при водній абсорбції неможливо. У газах, що виходять з колони абсорбції, завжди будуть присутність оксиди азоту, зміст яких залежить від умов їх поглинання.

Міра перетворення NO 2 у азотну кислоту збільшується при поглинанні оксидів азоту розбавленими водними розчинами азотної кислоти, при знижених температурах. Абсорбція практично повністю припиняється при утворенні 65%- кислоти. Перешкодою для отримання кислоти концентрацією вище 65 мас. % HN03 являється присутність в газовій фазі незначних кількостей NO, швидкість окислення якого дуже мала

1.3 Технологічні схеми виробництва неконцентрованої азотної кислоти

Виробництво HNO3 при атмосферному тиску

Технологічна схема виробництва азотної кислоти при атмосферному тиску наведена на рисунку 1.1

Рисунок 1. 1 Схема виробництва неконцентрованої азотної кислоти під атмосферним тиском

Повітря, забруднене пилом і кислими газами, очищається в скрубері1, зрошує мий водою або лужним розчином;від пилу він очищається в рукавному фільтрі 2. Газоподібний аміак фільтрують через матер'яні фільтри або промивають рідким аміаком від пари олії і механічних домішок (каталізаторний пил з колон синтезу аміаку). Після очищення аміак і повітря змішуються у вентиляторі 5 з утворенням аміачно-повітряної суміші, що містить 10, 5-11, 5 об. % аміаку. Суміш через картонний фільтр поступає в контактний апарат 7 на платинових сітках при 750-850 0С протікає окислення NH3 до оксид азоту. Гази, NО, що містять, O2, N2 і водяні пари, а також NH3, що не окислюється в N0, поступають далі в котел - утилізатор 8, де охолоджуються до температури 160-170 0 С. При цьому утворюється пара тиском до 4 МПа і температур 450 0С. Потім, пройшовши холодильник 10 і накопичувач кислого конденсату 11, нітрозні гази при 40 0С вентилятором 9 подають на абсорбцію в систему, що складається з 6-8 колона абсорбції14 з нержавіючої сталі. Колоні містять насадку у вигляді кілець Рашига і розташовані послідовно одна іншою.

У холодильнику 10 при охолодженні газу відбувається часткове окислення NO в NO2 і утворення кислого конденсату того, що містить 2-3 мас. % HNO3, а в холодильнику 1 -- конденсату, 25-30%, що містить HNO3. Конденсат насосом подають у колону 14, де протікають два процеси -- окислення NO в NO2 і поглинання NO2 водою з утворенням азотної кислоти. Поглинання оксидів азоту здійснюється за принципом протитечії, причому в останню колону подається вода , а в інші колони зрошуються кислотою відповідної концентрації. Утворена в останній колоні дуже розбавлена кислота перетікає з колоні у колону і, зустрічаючи більше концентровані нітрозні гази, поглинає їх. При цьому її концентрація досягає 45-48 мас. %.

Окислення NO в NO2 і поглинання NO2 водою протікають з виділенням тепла, тому кислоту, зрошують у колоні, охолоджують у кислотних холодильниках 13. Для подання кислоти на зрошування колон служать відцентрові насоси 12.

Виробляєма 45-48%- кислота, як правило, видається з другої колоні абсорбції і містить розчинені оксиди, для видалення яких її нагрівають до 50-55 0С і продувають повітрям в відбілюючій колоні 18. Оксиди азоту, що виділилися, повертають в систему абсорбції . Оскільки система абсорбції забезпечує поглинання NO2 тільки на 92-94%, нітрозні гази поступають далі в дві послідовно встановлені насадні колоні, зрошувані нітрит нітратними розчинами натрію або кальцію. В результаті загальна міра поглинання оксидів азоту складає 96-97%, а утримування їх у вихлопних газах дорівнює 0, 2-0, 1 (об. ) %.

Продуктивність системи, працюючої при атмосферному тиску до 250 тис. т/рік HN03.

Комбінована схема виробництва

Технологічна схема виробництва азотної кислоти комбінованим методом наведена на рисунку 1. 2

На рисунку 1.2 приведена технологічна схема отримання 45-50% кислоти комбінованим методом продуктивністю 45 тис. т/рік. Комбінована схема виробництва неконцентрованої азотної кислоти основана на окисленні аміаку, що проводиться при атмосферному тиску, і на абсорбції оксидів азоту, здійснюваній під тиском 3, 5, - 105 Па.

Рисунок 1. 2 Технологічна схема виробництва азот кислоти комбінованим методом

Перша така система була пущена в СРСР в 1959 р. і вигідно відрізнялася від подібних систем, працюючих в Західній Європі: високою мірою конверсії, низькою витратою платиноїдного каталізатора 0, 047г/т HNO3 і 0, 028-0, 032г/т HNO3 для двоступінчатого каталізатора і простотою управління процесом.

Повітря заздалегідь очищають від шкідливих домішок, що отруюють платиновий каталізатор та від пилу.

Аміачно-повітряна суміш, що містить10-11(об. ) % NH3 подається в теплообмінник, де нагрівається до 90-1000С нітроз ними газами, що поступають з котла-утилізатора 12. У картонному фільтрі, розташованому у верхній частині контактного апарату, підігріта аміачно-повітряна суміш проходить додаткове тонке очищення, і поступає в контактний апарат 11. Тут при атмосферному тиску і температурі 800-8400С аміак окислюється з утворенням NO і пари води. Для використання тепла реакції окислення аміаку нітрозні гази проходять котел-утилізатор 12, де утворюється пара з температурою 450 0С і тиском 3, 8-4 МПа, в наслідок чого температура нітрозного газу знижується до 170 0С. Далі нітрозний газ охолоджується в теплообміннику 5, віддаючи тепло аміачно-повітряної суміші. При температурі 110 - 120 0С нітрозний газ поступає в холодильник - промивач барботажного типу 4, де одночасно з охолодженням нітрозних газів відбувається конденсація водяної пари. Окрім утворення води в результаті окислення NH3 водяні пари вносяться також в систему з повітрям, що поступає на окислення аміаку. Одночасно з охолодженням газу в холодильнику - промивачі відбувається часткове окислення NO в з утворенням 25-30%- азотної кислоти, так званого конденсату азотної кислоти. Нітрозні гази, що поступають в нижню частину холодильника 4, проходять шар конденсату, що утворюється HNO3 і відмиваються від нітрит - нітратних солей амонію, що утворюються в результаті проскакування аміаку в нітрозний газ. Після холодильників - промивачів 4 нітрозні гази стискаються в турбокомпресорі 10 до 3, 2-3, 4•105Па і спрямовуються на окислення в порожнисту колону 14. В результаті окислення NO до NO2нітрозні гази нагріваються від -- 120 до

320 0С. Тепло реакції окислення, що виділилося в процесі реакції, використовується для нагрівання хвостових нітрозних газів після колони абсорбції, що направляються на каталітичне відновлення до N2.

Після окислювального об'єму нітрозні гази охолоджуються від 320 до 35-370С в теплообміннику 15 і поступають вниз колоні абсорбції. У комбінованій схемі встановлюють два контактні апарати і два барботажні холодильники -- промивачі.

Для зрошування колони абсорбції на верхню тарілку подають паровий конденсат. Концентрація азотної кислоти, що утворюється, у міру перетікання з тарілки на тарілку поступово збільшується за рахунок поглинання оксидів азоту, що йдуть їй назустріч. На виході з абсорбера кислота повинна містити не менше 47-50 мас. % HN03. Азотнокислий конденсат з холодильника зі змістом 25-30 мас. % HN03 поступає на одну з тарілок колони абсорбції, де знаходиться кислота такої концентрації.

Синтезуєма азотна кислота після виходу з абсорбера містить розчинені оксиди азоту, які видаляються з неї в відбілюючій колоні 16 при пропусканні повітря. Вибілена кислота поступає на склад. Що виділилися при вибілюванні азотної кислоти нітрозні гази спрямовуються в компресор.

Хвостові гази, що містять не більше0, 16 (об. ) % оксидів азоту, нагріваються в теплообміннику 15 до 260-2800С, змішуються з аміаком і поступають в реактор 7, де на каталізаторі АВК-Ю відбувається відновлення оксидів до елементарного азоту по реакціях:

Відповідно до норм технологічного режиму виробництва азотної кислоти комбінованим методом передбачений зміст в хвостовихгазах3-5 (об.) % кисню для окислення надмірного аміаку (що подається в хвостові гази для каталітичного відновлення оксидів азоту) :

Хвостові гази, що містять не більше 0, 01(об. ) % оксидів азоту після каталітичного очищення при 250-2900С, поступають в газову турбіну, поєднану на одному валу з турбокомпресором. Після розширення нітрозні гази, що містять 0, 008(об. ) % оксидів азоту, під тиском (1. 02 - 1. 03)*105 Па викидаються в атмосферу через трубу заввишки 100 м.

Виробництво азотної кислоти під тиском7, 3 Па

Технологічна схема процесу отримання азотної кислоти під тиском 7, 3 -105 Па показана на рисунка 1.3. Агрегати потужністю 120 тис. т/рік під тиском 7, 3-105 Па з випуском продукції у вигляді 55-58 мас. % HNO3 були впроваджені у вітчизняну промисловість в 1968 р.

В процесі окислення аміаку до NO під тиском зростає питома кількість каталізаторних отрут, що доводяться на 1 г каталізатора, в порівнянні з процесом, що протікає при атмосферному тиску, тому в цій технологічній схемі передбачено ретельне очищення повітря.

Рисунок 1. 3 Технологічна схема процесу отримання азотної кислоти під тиском7, 3 -105 Па

У цій схемі каталітичне окислення аміаку киснем повітря протікає під тиском 7,3 *105 Па, а подальше поглинання діоксиду азоту у відділенні абсорбції -- під тиском близько 6, 5 -105 Па.

Рідкий аміак тиском12 -105 Па випаровується у випарнику 8 водяною парою тиском 6- Па і при температурі 230 0С. Газоподібний аміак з випарника поступає в дистиляційну колону 9 для очищення від вологи, олії, каталізаторного пилу, далі конденсується в конденсаторі 7. Конденсат, що утворюється, повертають в дистиляційну колону, а газоподібний аміак через підігрівач 10 направляють при температурі 150 0С в змішувач 16. Повітря для окислення аміаку очищають від домішок, присутніх в повітрі, на двухступінчатому фільтрі (перший ступінь фільтру виконаний з лавсанової тканини, друга -- з тканини Петрянова). Очищене повітря стискають у повітря нагнітовачеві 2 в дві стадії. В першій стадії повітря стискають до 3, 5 -105 Па і воно нагрівається до 167-175 0С за рахунок адіабатичного стискування. Повітря - охолоджують до 48 0C у проміжному холодильнику 23 і направляють на другу стадію нагнітача відцентрового типу 24, де його тиск зростає до 7, 3•105 Па. Після компресора повітря направляють в технологічний цикл і в агрегат ГТТ-3. У технологічному циклі повітря витрачається у відділенні окислення аміаку, в продувальній колоні, у відділенні каталітичного очищення хвостових нітрозних газів і в колоні абсорбції, для регулювання концентрації нітрозного газу, що поступає вниз колони абсорбції барботажного типу.

Основний потік повітря після стискування нагрівається до 250-2700С в підігрівачі повітря 19 за рахунок тепла газів, що утворюються при окисленні оксиду азоту до діоксиду, і змішується з аміаком в змішувачі 16. У отриманій аміачно-повітряній суміші вміст аміаку має бути не більше 10 (об. ) % . Зі змішувача аміачно-повітряна суміш поступає на тонке очищення у фільтр 17, забезпечений 18 склянками з базальтовим волокном. Після тонкого очищення аміачно-повітряна суміш подається в контактний апарат 15 на конверсію аміаку.

Частина повітря поступає в продувальну колону 13 для обдувки оксидів азоту з кислоти і на каталітичне очищення хвостових нітрозних газів.

Конверсія аміаку протікає на платинородієвих сітках при температурі 870-9100С, при чому міра конверсії аміаку до оксиду азоту складає 96(об. )%. Нітрозні гази при температурі 890-9100С поступають в котел-утилізатор 14, розташований під контактним апаратом і службовець для утилізації тепла гарячих нітрозних газів. У котлі за рахунок охолодження нітрозних газів від 890-910 до 1700С відбувається випар хімічно очищеної деаерованої води, що живить котел-утилізатор; при цьому отримують пару з тиском 13 •105 Па і температурою 230 0С. Частина пари використовується для потреб цеху, а велика частина видається в заводську мережу. У трубному просторі котла-утилізатора рухаються нітрозні гази, в міжтрубному -- утворюється пара у кількості 25 т/ч.

Оксид азоту, що міститься в нітрозном газі, починає окислюватися в котлі-утилізаторі, потім гази поступають в комбінований апарат, виконаний у вигляді порожнистої колоні для подальшого окислення NO в NO2. У верхній частині окислювальної колоні 18 встановлений фільтр із скляного волокна для уловлювання платинового каталізатора, що відноситься з нітроз ним газом, що виходить з контактного апарату. Нітрозні гази поступають в окисник з мірою окислення до 40 (об. )%.

У об'ємі колоні триває окислення NO в NO2, причому міра окислення зростає до 85 (об. )%. За рахунок реакції окислення температура нітроз них газів підвищується до 300-3350С. Це тепло використовується в теплообміннику 19 для підігрівання повітря, що змішується з аміаком, від 110 до 250-2700С. При цьому температура нітрозногогазу знижується до170-175 0 С. При цій температурі нітрозні гази поступають на підігрівання хвостових нітрозних газів в теплообміннику 20, де хвостові гази нагріваються до 110 -- 125 0С, а нітрозні гази охолоджуються до 150 0С.

Подальше охолодження нітроз них газів до 30-500С відбувається у відділенні абсорбції в двох послідовно встановлених холодильниках-конденсаторах 11, охолоджуваних оборотною водою. При цьому конденсується розчин 40-50 % азотної кислоти через фільтр, в якому уловлюється платина, цей конденсат подається в колону абсорбції на 6-7-утарілку.

Нітрозний газ з холодильників - конденсаторів через сепаратор поступає під нижню тарілку колони абсорбції 12. Колона абсорбції барботажного типу має 50 сітчастих тарілок, її діаметр 3200 мм, висота 44000 мм. Згори на 50-утарілку подають охолоджений паровий конденсат або конденсат сокової пари. Азотна кислота низької концентрації, що утворюється, перетікає на тарілки, що пролягають нижче; назустріч кислоті рухається нітрозний газ. За рахунок поглинання оксидів азоту концентрація кислоти поступово збільшується і на виході з колони досягає 55-56 мас. %.

Процес поглинання оксидів азоту протікає з виділенням тепла, проте оптимальні умови окислення. NO вимагають знижених температур, тому, починаючи з 1-їтарілки і до 30-ої, на барботажних тарілках розташовані змієвикові холодильники, по яких циркулює охолоджувальна оборотна вода.

Зміст оксидів азоту в кислоті після виходу з колони досягає~ 1(об. )%. тому азотна кислота самопливно перетікає в продувальну колону13. Тут на трьох сітчастих тарілках при продуванні підігрітим повітрям з неї виділяються розчинені оксиди азоту до змісту, обумовленого ГОСТ. Вибілена кислота поступає на склад.

Повітря після продувальної колони подається вниз колони абсорбції. Міра абсорбції оксидів азоту складає 99(об. ) %., Виходячи з колони нітрозні гази при 350 С містять 0,11(об. )% оксидів азоту і 3-3, 5(об. )% кисню. Вони поступають у відділення каталітичного розкладання оксидів азоту до елементарного азоту. Хвостові нітрозні гази, нагріті до110 -- 1450Cв підігрівачі 20, поступають в камеру спалювання 6 установок каталітичного очищення, де нагріваються до 390-4500С за рахунок горіння природного газу. Після камери спалювання в змішувачі 5 паливних і хвостових газів змішуються з природним газом і спрямовуються в реактор з двошаровим каталізатором, де першим шаром є оксид алюмінію з нанесеним паладієм, другим шаром -- оксид алюмінію.

Очищені хвостові гази при 690-7000С поступають в газову турбіну агрегату ГТТ-3, а потім при 395-4080С і тиску1, 06 - 10 5 Па спрямовуються в котел-утилізатор 21 і водяний економайзер 22. У котлі виробляється пара тиском 13 -105 Па і температурою 230 0С. Зміст оксидів азоту в очищених вихлопних газах складає 0, 005-0, 008(об. )% і зміст CO2 -- 0, 23 (об. )%.

Відмітною особливістю цього агрегату є використання енергії стислих газів після колони абсорбції і тепла реакції окислення аміаку до NO, окислення NO в NO2 і тепло реакції відновлення хвостових нітрозних газів.

Недоліками цієї схеми є: порівняно низька міра окислення NH3 (96-94, 5%) втрати платиноїдного каталізатора (0, 14-0, 16г/тHNO3 в порівнянні з 0, 045 -- 0, 05 г/т HNO3 під атмосферним тиском).

Виробництво азотної кислоти за схемою АК-72

Схема виробництва неконцентрованої азотної кислоти за схемою АК-72 зображена на рисунку 1.4

Рисунок 1. 4 Схема виробництва неконцентрованої азотної кислоти за схемою АК-72

В основу цієї системи, розробленої в СРСР, покладений замкнутий енерготехнологічний цикл з двоступінчатою конверсією аміаку і охолодженням нітрозних газів під тиском (4, 2-4, 7) 105 Па і абсорбцією оксидів азоту при тиску (11-12)•105 Па з випуском продукції у вигляді 60%- HNO3.

Перший агрегат АК-72 потужністю 380 тис. т/рік був пущений в1976р. Процес виробництва неконцентрованої азотної кислоти за схемою АК-72, показана на рисунку 1.4

Рідкий аміак під тиском 20 -105 Па дроселює перед поданням у випарну установку. Паро рідинна суміш, що утворюється, розділяється в ресивері 33. Рідкий аміак поступає у випарник 30, де випаровується при 10-16 0С і постійному тиску. Останнє забезпечується зміною подачі пари в паровий випарник 29. Для підтримки постійної концентрації води в аміаку (до0, 1мас. %)з випарника частина рідкого аміаку безперервно виводиться в дистиляційну колону 28, забезпечену кип'ятильником 27. Тут при (6-7)•105Па в кубі утворюється аміачна вода, що містить 25 мас. % NH3, і відганяється газоподібний аміак.

Аміачна вода безперервно виводиться з колони;. Охолоджується і періодично видається споживачам. Газоподібний аміак з дистиляційної колони 28 і випарника 29 очищається від олії і механічних домішок спочатку на фільтр із пропіленового волокна 32, а потім на фільтрі з матеріалом ФПС і спрямовується в перегрівач 31. Тут аміак нагрівається до 80-120 0С повітрям, що виходить з компресора 3. Повітря поступає з атмосфери через трубу 1, його очищають від механічних домішок у фільтрі 2. У зимовий час фільтр нагрівають, щоб він не забивався інеєм.

Очищене повітря стискають до 4, 2-4, 7 МПа і нагрівають до 160-2000С, а потім, розділивши на два потоки, подають в рубашки двох контактних апаратів 4, працюючих паралельно, для охолодження корпусів і в підігрівач аміаку, 31. Очищене повітря і аміак поступають в камеру змішувача 8 контактного апарату; аміачно-повітряна суміш, що утворюється, містить 9, 6-10, 0 (об. ) % HNO3. Пройшовши тонке очищення у фільтрі, вбудованому в контактний апарат, аміачно-повітряна суміш поступає на двоступінчатий каталізатор 5, що складається з трьох платиноїдних сіток і шару неплатинового каталізатора. Нітрозний газ, що утворюється, при 840-860 0С поступає в котел-утилізатор, розташований під контактним апаратом, де за рахунок охолодження газу отримують пару тиском 40 МПа і температурою 440 0С. Котел живлять хімічно очищеною водою, в колоні 24. Хімічно очищена вода подається в теплообмінник 22, де підігрівається нітрозним газом до 150 0С і, пройшовши економайзер 9, поступає у барабан котла-утилізатора 25. Пара, що утворилася в котлі-утилізаторі, після зниження тиску до 27 МПа і температури до 300 0С направляють в заводську мережу.

Тепло нітрозного газу після котла-утилізатора використовують для підігрівання хімічно очищеної води в підігрівачі 10 і деаерованої води в економайзері 9. Потім нітрозні гази охолоджують у водяному холодильнику першого ступеня 11 від 130-140 до 55-560С. При охолодженні нітрозного газу відбувається конденсація пари води з утворенням 47%-азотної кислоти, яка подається в нижню частину газового промивача 21. Сюди ж з холодильника 11 поступає нітрозний газ.

Газовий промивач складається з двох паралельно підключених секцій з трьома тарілками в кожній. На верхні тарілки поступає азотна кислота. Вона служить для відмивання з нітрозного газу амонійних солей, що утворюються при проскакуванні аміаку через каталізатор в наслідок неповноти окислення NH3.

Кислота з нижньої частини газового холодильника подається в колону абсорбції, а нітрозний очищений і охолоджений газ поступає в нітрозний компресор 20, де стискається до11-12, 6 МПа, нагріваючись при цьому до 210-2300С. Після стискування нітроз ний газ охолоджують в холодильнику 22 до 155-1650С, в холодильнику другого ступеня 12-- до 60-650Сі подають в колону абсорбції 13. На тарілках колони розташовані змійовики для охолодження кислоти. Вода для охолодження поступає з оборотного циклу при температурі 25 -27 °С.

З колони 58-60%-азотна кислота поступає в продувальну колону 14 для видалення розчинених в ній оксидів азоту 0,04-0, 05 мас. % і далі спрямовується в сховище.

Колона абсорбції зрошується знесоленою водою при температурі не вище400С.

Газ, що відходить, з колони абсорбції нагрівається в підігрівачі 16 сумішшю очищеного і паливних газів, потім змішується в змішувачі 17 з природним газом, підігрівається до 4800С і спрямовується на каталітичне очищення від оксидів азоту в контактний апарат 18. Каталізатором очищення є алюмінопаладієвим каталізатор АПК-2. При співвідношенні в газовій суміші [02] : [СН4], рівному0, 56, відбувається розкладання оксидів азоту. Після каталітичного розкладання вихлопні гази, що містять до 0,008(об. )% оксидів азоту, при температурі 750-7600С поступають в турбіну рекуперації 19, що входить до складу газотурбінного технологічного агрегату. Тут теплова енергія перетвориться в механічну з одночасним зниженням тиску газу від (9, 5-11) •105 до 1, 05• Па.

Енергія, що виробляється в газовій турбіні, використовується для приводу повітряного інітрозного компресорів. Тепло газу після рекуперативної турбіни витрачається для підігрівання вихлопних газів через трубу газ викидається в атмосферу.

1.4 Основне устаткування

Контактний апарат наведено на рисунку 1.4 є два усічені конуси, сполучених між собою циліндричною частиною. У верхній частині контактного апарату встановлений картонний фільтр з проти вибуховим клапаном 7. Картон марки ФМП завтовшки 0, 9-1, 25 мм зібраний з фільтрувальних елементів, поміщених в алюмінієвий каркас діаметром 2890 мм і заввишки 1008 мм.

Картонний фільтр 2 поміщений в циліндричну обичайку, через яку подається аміачно-повітряна суміш. Платиноїдні каталізаторні сітки діаметром 2800 мм з нитками завтовшки 0, 09мм мають 1024 отвори на 1 см2. Сітки закріплені між фланцями циліндричної частини і нижнього конуса і спираються на колосники. У апараті з одноступінчатим платиноїдним каталізатором на решітках розташований шар металевих кілець розмірами 32Ч32Ч1мм і заввишки 250 мм. Для роботи з двоступінчатим каталізатором (одна платинова сітка і шари неплатинового каталізатора) є спеціальний кошик, в який завантажують не платиновий каталізатор. Стінки контактного апарату виконані з нержавіючої сталі, нижня його частина футерова на жаростійким матеріалом.

Рисунок 1. 4 Контактний апарат

Контактний апарат, призначений для окислення аміаку до оксиду азоту під тиском 7, 3-105 Па. наведено на рисунку 1.5 Він складається з двох частин, верхньою - у вигляді усіченого конуса діаметром 2200-1600 мм і нижній циліндричній частині. Між конусоподібною і циліндричною частинами в спеціальній касеті розташовані 12 платинових каталізаторних сіток. Касета з каталізаторними сітками встановлена на решітках з концентричних кілець. Під ними на колосникових решітках розміщений шар керамічних кілець, укладених правильними рядами заввишки 200 мм. Цей шар кілець, з одного боку, частково уловлює платину, з іншою, стабілізує тепловий режим на каталізаторних сітках

Рисунок 1. 5 Контактний апарат окислення аміаку до оксиду азоту під тиском 7, 3-105Па

Аміачно-повітряна суміш поступає в контактний апарат збоку, огинає внутрішній конус і згори поступає на каталізаторні сітки. Апарат виконаний із сталі марок Х18Н9Т, Х17, Х23Н18 і вуглецевій сталі.

Колона абсорбції призначена для поглинання оксидів азоту з нітроз них газів паровим конденсатом з утворенням 60%-азотної кислоти.

Колона містить 50 сітчастих тарілок з діаметром отворів 2,25мм і кроком 10 мм. Нижні три сітчасті тарілки грають роль окислювального об'єму, інші 47 тарілок призначені для абсорбції оксидів азоту. Для відведення тепла реакцій поглинання і окислення оксидів азоту на тарілках розміщені охолоджувальні елементи. Колона виконана із сталі марок Х17, Х18Н9Т, Х18Н9 і вуглецевій сталі.

Реактор каталітичного очищення призначений для каталітичного відновлення оксидів азоту в хвостових нітрозних газах до N2. Діаметр реактора 3800 мм, висота 8250 мм.

Реактор містить два ступені каталізатора: перший ступінь -- паладірованний оксид алюмінію у вигляді пігулок розміром 12Ч12мм; вміст паладію складає 2,5мас. % в перерахунку на Pd, висота шару каталізатора 440 мм. Другий ступінь каталізатора є активований оксид алюмінію. Робочий тиск в реакторі 5, 8 -105 Па. Реактор виготовлений із сталі марки Х18Н9Т, жароміцної сталі і двошарової сталі Ст2 -- Х18Н9Т.

Агрегат ГТТ-3 призначений для стискування повітря до тиску 7, 3-105 Па і рекуперації енергії вихлопних нітрозних газів. Газотурбінний агрегат складається з осьового компресора, газової турбіни, від центрового нагнітача, холодильника -- для охолодження повітря після першого ступеня стискування, редуктора, камери згорання, двигуна генератора типу АТМФ-850-2. Агрегат має єдину систему управління і технологічно незалежний від виробництва азотної кислоти. При відмовах в роботі відділень підготовки аміаку, конверсії, абсорбції, каталітичного очищення агрегат автоматично переходить на енергетичний режим роботи -- без вироблення азотної кислоти. При цьому уся система виробництва залишається під робочим тиском, що створюється простяганням через неї повітря.

Апарат для очищення повітря виконаний з вуглецевої сталі і складається з двох частин. У верхній частині є три сітчастих тарілки діаметром 3000 мм; у нижній частині діаметром 4000 мм розташований рукавний фільтр з грубо шерстяного незабарвленого шинельного сукна, загальна висота апарату 11800 мм.

Трубчастий підігрівач повітря заввишки 3200 мм, діаметром 1000 мм виконаний із сталі Х18Н9Т. Нітрозні гази проходять по трубках, діаметр яких 57 мм; у міжтрубний простір поступає повітря і нагрівається до 2000С.

Холодильник-промивач з нержавіючої сталі складається з трьох сітчастих тарілок, поміщених в загальний корпус. На тарілках розташовані охолоджувальні елементи з трубок діаметром 38Ч2,5 мм. Діаметр корпусу 2800 мм, висота 5440 мм.

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Обґрунтування вибраного методу виробництва і обладнання

Залежно від умов проведення виробничого процесу в аналітичному обзорі були наведені наступні типи систем :

1. Системи, працюючі при атмосферному тиску;

2. Системи, працюючі при підвищеному тиску (4-8ат);

3. Комбіновані системи, в яких окислення аміаку проводиться при нижчому тиску, а абсорбція оксидів - при більш високому тиску.

Розглянемо достоїнства та недоліки кожної технологічні системи, принцип роботи та будови було вже розглянуто в аналітичному обзорі

Системи, працюючі при атмосферному тиску вказано на рисунку 1.1

Недоліки схеми :

Ці системи нині вже не експлуатуються, внаслідок громіздкості апаратури (велика кількість колон кислої і лужної абсорбції), малої продуктивності, а також накопичення деякої кількості хлору, який в системах кислої і лужної абсорбції чинить сильну корозійну дію на апаратуру, яку постійно доводитися замінювати, а це за собою веде великі економічні витрати.

Продуктивність системи, працюючої при атмосферному тиску до 250 тис. т/рік HN03

Комбіновані системи вказано на рисунку 1. 2

Основними достоїнствами цієї схеми є:

1. Ці системи працюють без споживання енергії з боку, оскільки теплоти окислення аміаку і окислення окислу азоту вистачає для отримання енергії на стискування повітря і нітрозних газів до потрібних тисків;

2. Компактність устаткування.

3. Продуктивність таких агрегатів складає 45тис. т/рік.

Недоліки схеми :

Основним недоліком цієї схеми є те, що при окисленні аміаку під тиском 9ат. міра конверсії на 2-3% менша, ніж при атмосферному тиску, а втрати платинового каталізатора в 2-3 рази більше. Таким чином, цей процес вигідніше проводити під атмосферним тиском. Але для сучасних потужних цехів, що виробляють азотну кислоту, в цьому випадку знадобиться велика кількість великогабаритних апаратів і, отже, збільшення витрат на будівельно-монтажні роботи. Ці міркування змушують прибігати до підвищення тиску в процесі конверсії аміаку. В цьому відношенні тиск порядку 2, 5 ат достатньо, щоб об'єм апаратури скоротився в 2, 5 разу в порівнянні з об'ємом в системах, працюючих при атмосферному тиску, при помірних втратах аміаку і каталізатора.

Системи, працюючі під підвищеним тиском (4-8 ат. ) вказані на рисунку 1. 3 та 1. 4

Достоїнства схеми :

1. Агрегат компактний, усі апарати транспортабельні. Енергетичний цикл агрегату автономний і при відключенні хімічного виробництва залишається в праці до відключення його з щита управління. Це дозволяє при випадкових відключеннях хімічного процесу швидко вводити агрегат в роботу. Управління агрегатом в робочому режимі автоматизовано.

2. Фактична собівартість і енергоємність азотної кислоти, вироблена на агрегатах єдиного тиску 0, 716 МПа, залишається найнижчими в порівнянні з агрегатом АК-72 і агрегатом, що працює за комбінованою схемою.

3. Замість котла - утилізатора за контактним апаратом встановлюється високотемпературний теплообмінник для підігрівання вихлопних газів перед турбіною до 1120К. При цьому за рахунок збільшення потужності газової турбіни видача електроенергії зросла на 274 в порівнянні з агрегатом АК-72.

4. У схемі паралельно технологічним апаратам встановлена постійно включена камера згорання, що дозволяє зробити незалежну роботу машинного агрегату від технологічної лінії, а також забезпечити плавний перехід від роботи машини в холостому режимі до роботи машини при включеному процесі технології.

Недоліки схеми :

1. У агрегаті протікає процес при підвищених температурах, що робить дуже великі навантаження на паладієвий каталізатор і він виходить з ладу. Відомо за даними на 1т азотної кислоти питомі безповоротні втрати платину складають для процесу при атмосферному тиску 40-45мг, при 0, 3-1, 6МПа -100мг, при 0, 7-0, 9МПа - 130-180мг. Тобто збільшуються втрати платини на установках, працюючих під тиском за рахунок більш високих температурах каталізу в порівнянні з температурою на установках, працюючих при атмосферному тиску.

2. Потрібно дуже високу міру очищення повітря перед входом в ГТУ, оскільки продуктивність компресора по повітрю може знизитися до 10 % і ККД до 6 %.

Потужність виробництва азотної кислоти за схемою, працюючою під тиском 0, 716МПа, визначається числом агрегатів. Потужність одного агрегату складає 120 тис. т/рік. число агрегатів в схемі визначається потребою в азотній кислоті цехів переробки.

Потужність виробництва агрегатів АК -72 більшої одиничної потужності складає 380 тис. т/рік.

На основі достоїнств та недоліків, та виробничих потужностей. Була вибрана найбільш оптимальна система, працююча під загальним тиском 0, 73 МПа, оскільки агрегати цієї системи відрізняються більш компактністю, транспортабельністю, енергетичний цикл агрегатів практично автономний.

У розглянутій схемі електроенергія не витрачається на технологічні потреби. Електроенергія споживається в незначній кількості тільки для приводу насосів, необхідних для перекачування кислоти, подання поживної води в котли та пусковим електродвигуном. Робота за цією схемою супроводжується без значних викидів в атмосферу шкідливих газів.

Дана схема працююча під тиском 0,73 МПа буде розрахована на потужність виробництва слабої азотної 252 тис. т/рік та буде складатися з двох таких агрегаті, виконаних за уніфікованою комплектною лінією УКЛ -7, с заміною на кожній стадії окислення аміаку стандартного контактного обладнання на розроблений новий, що дозволить збільшити потужність кожного з агрегатів з 120 до 126 тис. т/рік слабої азотної кислоти, без значних втрат, на заміну основного технологічного устаткування вказаного в аналітичному обзорі в пункті 1. 3, тим самим зменшить собівартість виробленої продукції.

2.2 Опис технологічної схеми виробництва

Виробництво неконцентрованої азотної кислоти під тиском 0, 716 МПа (7, 16 кгс/см2) складається з двох агрегатів, виконаних за технологічною схемою уніфікованої комплектної лінії УКЛ-7-71/76, здійснюється методом каталітичного окислення аміаку на платиноїдному каталізаторі під тиском не більше 8, 0 кгс/см2


Подобные документы

  • Історія промислового виробництва нітратної кислоти. Стадії проведення синтезу азотної кислоти. Технологічна схема виробництва нітратної кислоти. Принципова схема установки для переробки йодовмісних систем на основі концентрованої нітратної кислоти.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 03.02.2015

  • Загальна характеристика хімічної промисловості. Фізико-хімічні основи та технологічна схема виробництва азотної кислоти. Розрахунок балансу хіміко-технологічного процесу. Теплові розрахунки хімічного реактора. Розрахунок ентропії та енергії Гіббса.

    курсовая работа [865,2 K], добавлен 25.09.2010

  • Хімічні і фізичні властивості лимонної кислоти. Продуценти лимонної кислоти, властивості сировини для її біосинтезу, культивування. Характеристика готової лимонної кислоти. Апаратурна схема виробництва та експлікації. Технологічний процес виробництва.

    реферат [255,2 K], добавлен 10.11.2010

  • Розрахунок реактора з перемішуючим пристроєм лопатевого типу для перемішування розчину неорганічної солі. Опис технологічного процесу виробництва винної кислоти. Обґрунтування вибору конструкції, технічна характеристика апарату із перемішуючим пристроєм.

    курсовая работа [774,8 K], добавлен 19.11.2014

  • Аналіз головної стадії виробництва нітратної кислоти - окиснення аміаку киснем повітря. Розрахунок матеріального і теплового балансів конвертора, обґрунтування та вибір його конструкції. Екологічна оцінка виробництва розведеної нітратної кислоти.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.06.2011

  • Призначення та область використання установки виробництва аміаку. Вибір опори колони. Визначення діаметрів штуцерів. Конструкція та принцип дії апаратів, основних складальних одиниць та деталей. Розрахунок поверхні теплообміну котла - утилізатора.

    дипломная работа [3,1 M], добавлен 25.01.2017

  • Характеристика бактерії Corynebacterium glutamicum, що використовується для виробництва глютамінової кислоти. Визначення показників росту при періодичному культивуванні мікроорганізмів. Склад поживного середовища. Енергетичний баланс окиснення субстрату.

    курсовая работа [771,6 K], добавлен 13.03.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.