20万吨加压法硝酸铵中和工艺安全操作规程

旋转密封件第一章 生产原理及工艺安全流程简述
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1生产原理
本装置是用稀硝酸装置生产的55%~58%的稀硝酸与气氨进行中和反应制成硝酸铵溶液,硝酸铵溶液经一段蒸发器进行浓缩,形成93%左右的硝酸铵溶液,同时回收并利用中和冷凝液中氨和水以减少对环境的污染。
1.1中和原理
带隙基准稀硝酸与气氨的反应为中和反应,生成硝酸铵并放出大量的热。
中和反应方程式为:NH3+HNO3=NH4NO3+HQ
反应产物浓度及放热多少与稀硝酸的浓度和稀硝酸、气氨温度有关:稀硝酸浓度为55%, 30℃;气氨为70℃,中和压力为0.35MPa时,中和溶液浓度可达81%,若常压下中和则反应溶液浓度可达90%,本装置采用0.36MPa的加压中和,同时为防止中和温度剧烈上升而引发硝酸铵分解甚至爆炸,中和器底部加入适量中和冷却液以控制中和温度在180℃。反应产物
浓度约78%,中和器分上下两段,下段为反应段,由内筒和外筒构成。中和反应发生在内筒,稀硝酸和气氨在此由喷嘴喷出,互相接触,剧列反应并放出大量热,使溶液温度急剧升高,并使部分水份蒸发,溶液变轻上升至中和器上段,在此汽液分离除部分中和溶液经中和器出口流出外,大部分溶液沿外筒循环至下段进入中和内筒以确保中和器中不出现任何热点死角。“中和器”设计操作温度为180℃,实际操作时稍高于此,但不应超过186℃,该温度可由中和冷却液加入量来控制。氨、酸比例应控制在使中和液pH值不低于4.5。中和器正常操作压力为0.35MPa,中和产生的工艺蒸汽对于后续一段蒸发是非常适宜的,可直接用于将硝酸铵液浓缩至95%,但中和压力不能过高,否则可能引起中和温度上升,从而危及安全生产。该压力不能超过0.40MPa。中和器压力控制由中和水冷器进汽阀来控制。
由于中和反应在较高的温度和压力下进行,因而应特别注意不得将油带入中和器,主要是指气氨和稀硝酸中带油,氨蒸发器应经常排污。煮油器温度不得超过85℃,否则易引起油气化而混入中和器,稀硝酸中带油主要是硝酸地槽中油积累后带入酸槽,进而带入中和器,硝酸铵地槽中油积累后也会被抽入中和冷却槽中进而带入中和器中,因此应随时保持硝酸铵地槽干净,不允许将地槽中的油抽入系统中。
注意事项:为防止设备腐蚀,中和操作在氨过量状态下进行,即由中和器pH调节阀PHIC-201控制溶液的PH值在4.5~5.5。为防止中和器温度过高引起硝酸铵分解爆炸须向中和器适量加入部分中和冷却液以控制中和器温度。由氨回收塔来的稀硝酸铵溶液进入中和冷却槽F-209,由中和冷却泵P5204A/B泵升压至0.80MPa后,大部分经RO5203循环进入中和冷却槽,部分经中和器温度调节阀TIC-202调节后进入中和器,以调节中和温度在175~180℃。
1.2蒸发原理
中和产生的硝酸铵溶液浓度为78%,为了生产高品质的产品,必须将硝酸铵溶液浓缩至99.8%。
硝酸铵溶液在常压下沸点随浓度的升高而急剧升高,在1个标准大气压下,90%的硝酸铵溶液沸点为150℃,95%时沸点为175℃,96.89%时沸点升高到196℃,而高浓度硝酸铵溶液在高温(185℃以上)即开始分解,放出热量,并可引发爆炸,因此在常压下要将硝酸铵溶液提高到96%以上是极其困难的,本装置装置采用二段蒸发来实现这一目的。
一段为真空降膜蒸发。由于95%硝酸铵溶液在常压下沸点为175℃,但在-0.07MPa真空下,其沸点就降为125℃,这样不仅增加了安全性,同时也可利用中和产生的0.36MPa废热蒸汽(该蒸汽冷凝温度147℃),从而大大节省了能源的使用,在一段蒸发器中,热源为中和器来的中和蒸汽,硝酸铵溶液先进入中和闪蒸槽。在此溶液由0.36MPa降压至常压并闪蒸出部分蒸汽,稀硝酸铵溶液进入一段蒸发器,在-0.07MPa真空(表压)下蒸发(在热量充足的情况下,一蒸出口溶液沸点取决于真空度),汽液混合液然后进入一蒸分离器,95%硝酸铵溶液流入稀硝槽,废汽进入一蒸冷凝器进行冷凝。
1.3氨回收原理
由于本系统采用加压高温中和,为防止设备腐蚀,中和时气氨略过量,过量的氨大部分以气态形式随同中和蒸汽及一蒸蒸发出的蒸汽一起逸出。若将其直接排放,不仅污染环境,且造成大量的氨损失,增大生产成本。本装置采用气提回收各碱性冷凝液中的氨,将其转化成稀硝酸铵溶液。
博物馆展柜制作氨气提及回收主要是在氨回收塔内进行,富含氨的碱性冷凝液由中和冷凝液泵抽入氨回收塔上段,经分布器分布后均匀沿填料流下,与由下而上的空气逆流接触,液体中的氨在热
空气作用下大部分挥发进入空气中,经气提后的冷凝液在重力作用下沿出口管流入工艺水槽,经调整pH值至2~3后由工艺水泵送出。出氨回收塔的含氨空气经循环风机升压后,进入氨回收塔下段,在此用循环的酸性硝酸铵溶液与空气逆流接触,气氨溶解于溶液中生成硝酸铵,经洗涤后的空气继续上升进入气提段。循环液部分采出,并补入硝酸使其pH值在2~5后再进入氨回收塔洗涤段。采出的溶液主要送入中和冷却槽。
闸机门禁系统
2工艺流程简述
2.1氨流程
由氨站来的液氨进入循环水氨冷器E-132与循环水换热。循环水经氨降温后去硝酸吸收塔,液氨蒸发变成气氨(0.6MPa、13℃)经气氨压力调节阀PIC203减压后进入气氨缓冲罐V-135,在此分离出所夹带的液滴后,进入气氨过滤器G-201进一步除去其中的油雾,然后进入气氨过热器C-202,在此利用中和器出口废热蒸汽预热至70℃,经气氨流量调节阀FIC201送入中和器氨喷咀。
注:在循环水温度低于30℃时,循环水不能提供足够的热量用于蒸发液氨,这时停止用循
环水氨冷器E-132作液氨蒸发器,将液氨加入到气氨缓冲罐V-135中,在此利用中和器废热蒸汽蒸发硝酸铵生产所需的气氨。
2.2酸流程
烟囱脱硫由硝酸漂白塔来的产品酸、浓度55%~58%进入硝酸贮槽F-220。硝酸贮槽F-220中的硝酸由硝酸泵P201A/B升压至0.8MPa,经硝酸流量调节阀FIC202调节后进入中和器酸喷嘴。
在中和器内,硝酸和气氨经高速喷出后充分混合,剧烈反应生产硝酸铵溶液,并放出大量热,使硝酸铵溶液温度急剧升高,将硝酸中带入的水部分汽化。
2.3硝酸铵溶液流程
稀硝酸与气氨在中和器内反应生成稀硝酸铵溶液,出中和器硝酸铵溶液(0.36MPa、180℃、78%),经中和器液位调节阀LIC203调节后进入中和闪蒸槽F-202,在此减压至约常压(由闪蒸槽压力调节阀PIC206控制)并闪蒸出部分蒸汽,溶液在重力作用下进入一段降膜蒸发器C-203内,一蒸在0.07MPa真空下进行。利用中和产生的废热蒸汽作热源,硝酸铵溶液被浓缩至95%,硝酸铵汽液混合物进入一蒸底部进行分离,95%硝酸铵溶液在重
力作用下流入稀硝酸铵槽F-204,分离出的废汽进入一蒸分离器F-203分离其中所夹带的液滴后去一蒸冷却器C-206。

本文发布于:2024-09-22 07:15:31,感谢您对本站的认可!

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