Смекни!
smekni.com

Регенерация азотной и серной кислоты (стр. 1 из 19)

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................................................................... 3

1. Аналитическая часть............................................................................................................................................... 4

1.1. Технико-экономическое обоснование выбранного метода производства..................................... 4

1.2 Патентная часть............................................................................................................................................................ 8

1.3 Выбор и обоснование района строительства................................................................................................ 13

Географические и климатические данные региона................................................................................................ 14

2. Расчетно-технологическая часть............................................................................................................ 15

2.1. Описание технологической схемы................................................................................................................... 15

2.2 Принцип работы колонны концентрирования H2SO4................................................................................... 18

2.3. Стандартизация. Технологическая характеристика сырья, полуфабрикатов, готового продукта. ГОСТ и технические требования................................................................................................................................................ 20

Свойства готовых продуктов, сырья и полуфабрикатов.................................................................................. 22

2.4. Химизм основных и побочных реакций [4]................................................................................................... 23

2.5 Инженерные решения................................................................................................................................................ 27

2.6. Расчет материального баланса отделения концентрирования HNO3 [1]......................................... 27

2.7. Расчет теплового баланса [7]............................................................................................................................... 33

3. Технико-технологическая часть............................................................................................................... 44

3.1. Выбор и расчет производительности основного и вспомогательного оборудования технологической схемы...................................................................................................................................................................................... 44

3.2 Расчет количества аппаратов.............................................................................................................................. 45

4. Конструктивно-механические расчеты.............................................................................................. 46

4.1 Расчет числа ступеней контакта фаз концентратора [5]........................................................................ 46

1.2. Гидродинамический расчет.................................................................................................................................. 50

1.2.1. Расчет первой по ходу газового потока ступеней контакта фаз [5]........................................... 50

4.2.2. Расчет гидродинамических характеристик второй и последующих по ходу газа ступеней вихревой колонны [5]........................................................................................................................................................................................ 53

4.3. Механические расчеты основных деталей и узлов вихревой колонны [6], [7]............................ 57

5. Выбор и обоснование схемы автоматизации производственного процесса. 62

Общие сведения о типовой микропроцессорной системе............................................................................. 63

Технологический процесс регенерации отработанных кислот.................................................................. 64

Описание контуров........................................................................................................................................................... 66

Регулирование уровня в напорном баке..................................................................................................................... 66

2 Регулирование температуры охлажденной кислоты по изменению подачи хладагента...................... 66

Регулирование соотношения расходов при автоматизации топки................................................................ 67

4. Контур контроля давления...................................................................................................................................... 67

5. Регулирование концентрации кислот................................................................................................................... 68

9. Экономическое обоснование проекта................................................................................................................ 89

Расчет нормируемых оборотных средств:............................................................................................................. 91

Расчет численности и фонда заработной платы:................................................................................................ 92

Расчет фонда заработной платы основных производственных рабочих...................................................... 93

Расчет фонда З.П. вспомогательных рабочих (дежурный персонал).............................................................. 95

Расчет годового расхода электроэнергии (по проекту)..................................................................................... 97

Смета цеховых расходов............................................................................................................................................ 100

Сравнительные технико-экономические показатели производства............................................................. 102

6. Безопасность и экологичность проекта............................................................................................ 72

Анализ производства....................................................................................................................................................... 72

Индивидуальные средства защиты.......................................................................................................................... 72

Шум и вибрация.................................................................................................................................................................. 74

Вентиляция........................................................................................................................................................................... 75

Расчет вентиляции......................................................................................................................................................... 76

Метеорологические условия........................................................................................................................................ 76

Пожарная профилактика................................................................................................................................................ 77

Освещение............................................................................................................................................................................. 79

Расчет естественного освещения.............................................................................................................................. 79

Расчет искусственного освещения............................................................................................................................. 80

Электробезопасность................................................................................................................................................... 81

Защитные меры в электрооборудовании................................................................................................................. 82

Статическое электричество и молниезащита...................................................................................................... 83

Молниезащита................................................................................................................................................................. 83

Расчет молниезащиты.................................................................................................................................................. 83

Безопасность технологического процесса.......................................................................................................... 85

Экологичность проекта.................................................................................................................................................. 85

2.8 Расчет материального баланса концентрирования H2SO4....................................................................... 39

2.9. Расчет теплового баланса вихревой колонны............................................................................................. 40

7. Строительно-монтажная схема здания цеха и компоновка оборудования..... 86

8. Генеральный план. Пояснения к схеме генерального плана.......................................... 88

Заключение....................................................................................................................................................................... 103

Список использованных источников..................................................................................................... 104

Приложение, спецификация.............................................................................................................................. 106

Перечень условных сокращений, обозначений, применяемых в проекте.

АК - азотная кислота

СК - серная кислота

НКЛ – нитрокаллоксилин

ОК - отработанная кислота

ВКУ – вихревое контактное устройство

АСУТП – автоматизированные системы управления технологическим процессом

УВМ – управляющая вычислительная машина


ВВЕДЕНИЕ[1]

В настоящее время развитие производств, применяющих смесь азотной и серных кислот в качестве нитрующего агента, привело к получению огромных количеств отработанных кислотных смесей. Эти смеси с экономической точки зрения необходимо регенерировать и в необходимых расчетных концентрациях возвращать обратно в производственный цикл, тем самым удешевляя единицу себестоимости готовой продукции.

Состав тройных смесей HNO3 –H2SO4 – H2O, поступающих на регенерацию, колеблется в довольно широких пределах. В одних случаях они представляют сильно разбавленные кислотные смеси с содержанием азотной кислоты 5-10%, в других случаях отработанные кислоты содержат 1-2% азотной кислоты и 65-70% серной кислоты, в которой растворены окислы азота N2O3, образующие нитрозилсерную кислоту HNSO5.

Регенерация таких смесей представляет собой определенные трудности и требует изыскания все новых и новых способов, обеспечивающие нормальное ведение процесса разгонки отработанных кислот, а также получение азотной и серной кислот, которые по своим качествам и техническим характеристикам не уступают свежим кислотам применяемым для нитрации.

Начальной ступенью регенерации отработанных кислот является их денитрация. Этот процесс заключается в выделении их кислотной смеси азотной кислоты и окислов азота, содержащихся в смеси. В результате проведения процесса денитрации получается 68-70% серная кислота, которая поступает на концентрирование, после чего, в случае необходимости, может быть снова направлена непосредственно в цикл нитрации.

1. Аналитическая часть

1.1. Технико-экономическое обоснование выбранного метода производства[2], [3]

В современной технологии для концентрирования серной кислоты применяются два вида установок:

- с внешним обогревом;

- с непосредственным соприкосновением греющих газов с кислотой.

К установкам внешнего обогрева относятся котлы, так называемые реторты, установки типа Бюшинга, Паулинга, Фришера, а также Майснера. В них происходит обогрев кислоты через стенку в аппаратах колонного типа, установки вакуум-аппаратов и установки Дюпон пленочного типа.

К установкам с непосредственным соприкосновением горячих газов с кислотой относятся установки Кесслера; широкое распространение получили аппараты типа Хемико, работающие в режиме барботирования газов через слой серной кислоты и аппараты Вентури трубного типа.