Курсовой проект состоит из графической части схема производства hno (стр. 1 из 6)

Реферат

Курсовой проект состоит из графической части (схема производства HNO3 под давлением 0,35 МПа; общий вид абсорбционной колонны) и пояснительной записки: страниц, рисунок, источника.

Цель работы: исследовать производство азотной кислоты.

В общей части рассмотрены свойства азотной кислоты, сферы применения азотной кислоты в народном хозяйстве, а также существующие методы производства и направления усовершенствования агрегатов по получению азотной кислоты.

В специальной части пояснительной записки рассмотрены физикохимические основы производства HNO3, разработана технологическая схема производства азотной кислоты с комбинированным давлением, дано описание основного оборудования установки мощностью 55 т/сут.

В расчетной части выполнено определение основных размеров абсорбционной колонны.

В курсовом проекте также рассмотрены основные технико-экономические показатели агрегата;

Приведены основные требования по технике безопасности и охране труда для азотокислого производства.


Содержание

Введение …………………………………………………………………

1. Общая часть

1.1. Роль азотной кислоты в промышленности и

сельском хозяйстве ………………………………………………..

1.2. Методы производства. Направления

усовершенствования установок ………………………………….

2. Специальная часть

2.1. Физико-химические основы производства

азотной кислоты …………………………………………………..

2.2. Технология и оборудование установки ……………………

2.3. Определение основных размеров абсорбционной

колонны …………………………………………………………...

3. Технико-экономическое обоснование проекта …………………..

4. Охрана труда ……………………………………………………….

Вывод …………………………………………………………………..

Литература ……………………………………………………………..


Введение

Химическая промышленность в настоящее время имеет высоко-производительные, полностью механизированные и автоматизированные производства. Современное химическое предприятие – это сложный комплекс машин и оборудования, в который входит: аппараты и машины химического производства, предназначенные для химических и физико-химических процессов; емкостное оборудование для хранения жидкостей и газов; машины для транспортирования твердых материалов, расфасовки и затаривания сыпучих продуктов; КИП и автоматика; электрооборудование.

Хотя все эти виды оборудования имеют важное значение, основными из них считаются химические аппараты и машины.

Конструкция аппаратов и машин химического производства определяется их технологическим назначением, агрегатным состоянием реагирующих веществ и способом проведения процесса (периодическим или непрерывным).

В технологических аппаратах возможны следующие фазовые системы: газ+газ, жидкость+газ, жидкость+жидкость, жидкость+твердое вещество, газ+твердое вещество, твердое вещество+твердое вещество.

Периодический или непрерывный способ проведения процесса существенно влияет на конструкцию аппарата, так как определяет конфигурацию. Способ загрузки и разгрузки компонентов и другие конструктивные особенности.

В данном курсовом проекте рассмотрена технология оборудования для производства HNO3 в установке с комбинированным давлением мощностью 55 т/сут.


1. Общая часть

1.1 Сферы применения азотной кислоты. Методы производства азотной кислоты. Направления усовершенствования установок

Азотная кислота по объему производства занимает среди других кислот второе место после серной кислоты.

Основное количество товарной азотной кислоты расходуется в производстве азотнокислых солей (нитратов) и сложных минеральных удобрений. Необходимо отметить, что нитратный азот хорошо усваивается растениями и дает большой эффект при использовании в сельском хозяйстве. Значительное количество азотной кислоты поступает на производство технических нитратов. Азотная кислота и жидкая четырехокись азота используется как окислители в ракетной технике.

Концентрированная азотная кислота применяется впроизводстве взрывчатых веществ – тротила C6H2CH3(NO2)3, мелинита C6H2OH(NO2), гексогена (CH2NNO2), ксилила C6H(CH3)2(NO2)3, тетрила C6H2(NO2)3NNO2CH3 и тэна C(CH2ONO2)4; нитроглицерина C3H5(ONO2)3 и др.

В качестве взрывчатых веществ находят также значительное применения аммониты – смеси аммиачной селитры с нитропроизводными ароматических соединений.

Значительное количество концентрированной азотной кислоты применяются для получения нитропроизводных бензола, нафталина, антрацена и других соединений ароматического ряда.

1.2 Методы производства. Направления усовершенствования установок

Производство азотной кислоты в послевоенные развивалось быстрыми темпами параллельно с ростом производства минеральных удобрений, содержащих азот.

Возникла необходимость укрупнения единичных мощностей агрегатов производства азотной кислоты с одновременным повышением концентрации продукта и с уменьшением вредных выбросов в атмосферу. Взамен агрегатов, работающих по комбинированной схеме, мощностью 45-50 тыс.т./год. (давление на стадиях конверсии аммиака и абсорбции оксидов азота соответственно 0,098 и 0,343 МПа), которые были созданы в 50-е годы для получения 45-48%-ной азотной кислоты, в 60-е годы в Государственном научно-исследовательском и проектном институте азотной промышленности и продуктов органического синтеза (ГИАП) были разработаны и внедрены агрегаты с единичной мощностью 120 тыс.т./год, работающие под единым давлением 0,716 МПа и снабженные пусковым электродвигателем. В основу этих агрегатов положена энерготехнологическая схема, в которой использовалась энергия химических реакций превращения аммиака в азотную кислоту. В технологическую схему была включена высокотемпературная каталитическая очистка выхлопных газов от оксидов азота с использованием природного газа в качестве восстановителя и в сочетании с газовой турбиной для рекуперации энергии. Подобная система позволила снизить содержание оксидов азота в выхлопных газах до 0,002-0,005% (по сравнению с 0,1-0,3% в комбинированной схеме).

Последующим шагом я вилась разработка и внедрение ГИАПом в 70-е годы более мощных (360-380 тыс.т/год) агрегатов АК-72 производства азотной кислоты по комбинированной энерготехналогической схеме (давление на стадиях конверсии и абсорбции соответственно 0,392 и 1,079 МПа) с той же системой каталитической очистки, что и в агрегатах мощностью 120 тыс.т/год. При расходе природного газа около 80 м3/т продукционной кислоты эти агрегаты, оснащенные пусковой паровой турбиной выдают в заводскую сеть до 75т/ч пара и позволяют получать 58-60%-ную азотную кислоту с содержанием в выхлопных газах не более 0,005 % оксидов азота.

Параллельно и независимо французской фирмой Сосьете Шимик де ла Гранд Паруасс был создан ряд установок производства азотной кислоты (60%-ной) по комбинированной схеме с давлением 0,4-0,5 МПа на стадии окисления и 1,1-1,3 МПа – на стадии абсорбции, такой же мощности, что и агрегат АК-72. Эти установки характеризуются отсутствием потребления природног газа и замкнутым энергетическим балансом, работают без специальной каталитической очистки и запускаются паром из заводской сети.

Наконец, объединив свои знания и опыт, ГИАП и фирма Гранд Паруасс совместно разработали агрегат производства азотной кислоты по комбинированной схеме ГИАП-ГП мощностью 360 тыс.т/год и выше без потребления природного газа с возможностью глубокой низкотемпературной каталитической очистки выхлопных газов и замкнутым энергетическим балансом.

В результате обширных исследований удалось значительно усовершенствовать процесс производства азотной кислоты. К большим достижениям в этой области следует отнести применение искусственного охлаждения в абсорбционном отделении, использование воздуха, обогащенного кислородом, позволившее повысить скорость всех процессов производства HNO3. Разработан также метод получения азотной кислоты повышенной концентрации непосредственно из окислов азота.

Необходимо отметить, что прямое связывание атмосферного азота в виде окиси азота остается важной проблемой. Перспективной является высокотемпературная фиксация атмосферного азота в плазменных условиях.

Также рациональное инженерное решение проблемы превращения электрической энергии в химическую может возродить (на новой основе) прямой метод получения азотной кислоты из воздуха.

2. Специальная часть

2.1 Физико-химические основы производства азотной кислоты

В настоящее время единственным промышленным способом получения азотной кислоты является каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха с последующим поглощением полученных оксидов азота водой.

Стадия конверсии аммиака во многом определяет показатели всего производства азотной кислоты. Именно от условий и качества ее проведения зависят расходные коэффициенты по аммиаку, вложения и потери платиноидов и, в определенной степени, энергетические возможности схемы.

Каталитическое окисление аммиака является очень сложным процессом и может с одинаковой степенью вероятности протекать как до целевого продукта оксида азота II, так и до молекулярного азота и оксида азота I.

При взаимодействии аммиака с кислородом образуются в зависимости от условий различные продукты окисления, что может быть представлено следующими уравнениями:

4NH3+5O2=4NO+6H2O+904,0 кДж

4NH3+4O2=2N2O+6H2O+1104,4 кДж

4NH3+3O2=2N2+6H2O+1268,8 кДж

Кроме основных реакций, в зависимости от условий окисления аммиака могут протекать несколько последовательных и параллельно-последовательных реакций. Все они приводят к образованию молекулярного азота.