硝酸生产工艺技术简介

硝酸生产工艺技术简介
1 建设规模及产品方案
1.1  产品方案
利用本公司生产的液氨生产硝酸,最终产品为98%浓硝酸
1.2生产规模
1.2.1  设计规模:
公称能力为日产浓硝酸350吨(以100%HNO3计)
(公称能力浓硝酸10万吨/,计算产能10.5万吨/年,配套建10.5万吨/稀硝酸装置
年运行时间: 7200小时。
1.2.2  确定本装置设计规模依据以下因素:
结合耀隆集团原材料供应、辅助工程条件以及市场需求工程浓硝酸生产规模定为10万吨/年(以100%HNO陶土面砖3计)
2 工艺技术方案及技术来源
2.1工艺技术方案选择
2.1.1稀硝酸
2.1.1.1国内外稀硝酸工艺技术概况
目前,国内外工业上生产稀硝酸的方法有常压法、综合法、全中压法、高压法、双加压法,现分述如下:
(1)常压法:
氨氧化和吸收均在常压下进行的生产工艺。
早期硝酸生产多采用这种方法,该工艺流程的特点为系统压力低,设备结构简单,工艺操
作稳定,氨氧化率高,铂耗较低。但吸收比容积大(20~25m3),酸吸收率较低 (仅为92%左右)。为减少对大气的污染并提高氨利用率,需附有碱吸收NOX尾气装置并副产硝盐,即便如此尾气中NOX浓度仍很高,不符合目前日益严格的环境要求。加上设备相对台数较多,设备体积大,装置占地面积多,投资大,成品酸浓度低等因素,国家经贸委已明文规定禁止采用此种流程新建硝酸装置。
(2)综合法
常压氨氧化和中压 (0.25~0.5MPa)酸吸收的稀硝酸生产工艺。
这种方法在一定程度上弥补了常压酸吸收的缺点,我国在本世纪50年代末引进该流程进行稀硝酸的工业生产。该方法主要缺点是常压氨氧化、设备庞大、占地多,需要配备较昂贵的不锈钢材质的氧化氮压缩机,其投资高于下面介绍的中压法,且吸收压力低仅0.35MPa(A),因此酸浓度低及尾气排放不能达到环保要求,不适用于规模较大的硝酸装置,国家经贸委也明文规定了不能采用此种流程建设硝酸装置。
(3) 全中压法
氨氧化和酸吸收均在中压下进行的稀硝酸生产工艺。
我国从60年代中期开始建设的硝酸装置,大多为中压法,该装置的特点是:采用蒸汽透平与尾气膨胀机直接驱动空气压缩机,系统压力为0.35MPa (g),双塔吸收,成品酸浓度在54~57%左右,出塔尾气中NOX含量为0.2%左右,仍需采取进一步的尾气处理措施才能满足环保要求。   
国外也有各具特点的全中压流程,诸如:伍德流程、Bamag流程、Stamicarbon流程等。由于其酸浓度、尾气指标以及投资等仍不太令人满意,故而,新建装置已很少采用该种流程。
(4) 全高压法
除系统压力较全中压法高外(约为0.6~1.1MPa(表) ),其它均类似于全中压流程。该工艺流程特点为:设备紧凑,相对其它流程投资省,酸浓度高(一般可达60%(wt) ),尾气中NOX含量低(一般可控制在200ppm~500ppm (wt) )。其主要缺点为:在高压下进行氧化,氧化率低,铂损耗高。由于美国的氨价便宜,在美国从50年代就较普遍地采用全高压法生产硝酸,
但随着双加压法生产工艺的推广,全高压法稀硝酸工艺在美国的地位也逐年下降。德国伍德公司和荷兰Stamicarbon虽然都拥有全高压法硝酸生产工艺技术,但在西欧,由于氨价较高,在工艺技术选择上仍倾向于采用双加压法工艺进行稀硝酸的生产。
(5) 双加压法
双加压法系氧化压力为0.45MPa(a),吸收压力为1.1MPa(a),该法有如下优点:
①.氨的氧化率高达96.6%,铂耗较低,为120mg/t100%HNO3(回收前)。二氧化氮吸收率高达99.8%,硝酸浓度可达60%,未经处理的尾气中NOx的含量在200PPm以下,经氨还原处理的尾气中排放的NOx的含量在50PPm以下。
采用中温(360℃)回收吸收装置尾气能量,使压缩机组的蒸汽透平和尾气膨胀透平之间达到经济匹配,与高温回收相比不必采用耐高温的尾气透平和尾气加热器,工作条件不苛刻,操作稳定可靠,尾气透平可回收约60%的压缩功率。
合理利用低压氨蒸发所形成的冷量,制得低温冷却水去后序吸收装置冷却吸收塔。
空压机及NOx压缩机的多变压缩能有效地为装置所用。
装置副产较高参数的蒸汽,除拖动压缩机组外还可以外送,装置耗电量小,仅为11.1kw/t100%HNO3。
采用DCS控制系统,使操作更加方便和安全。
上世纪八十年代,化二院开发了具有自主知识产权的双加压法硝酸工艺,首次为济南化肥厂设计了10万吨/年硝酸装置,于1990年12月一次投料试车获得成功。1993年该装置获得化工部优秀设计二等奖,国内双加压法硝酸工艺技术水平已达到国际先进水平;相继投产的还有云南云峰化学工业公司、辽阳化纤及南化公司石家庄化肥厂、安徽华泰公司、南化公司、山东海力、山东联合化工、陕西兴化、新疆独山子、大化集团公司等十多家10万吨/防臭鞋年稀硝酸装置,兰化公司、卢天化等15万吨/年稀硝酸装置。2002年在山西天脊集团建成并投产了年产27万吨/年国产化双加压法硝酸生产装置,2007年12月南化公司年产27万吨/年国产化双加压法硝酸生产装置也顺利投产,2008年11月河南晋开公司及2009年11月河南晋开公司(国产机组)年产27万吨/年国产化双加压法硝酸生产装置相继顺利投产。上述几套装置的成功运行表明,“双加压”法硝酸工艺技术先进,安全可靠,产品浓度高,环保效益好,运转率高。采用“双加压”生产工艺已成为新建硝酸装置的首选。
垃圾篓
所以,双加压法稀硝酸生产工艺是成熟的,近年来的发展趋势是提高操作压力、扩大生产规模、提高成品酸浓度、降低尾气中的NOX含量、在系统回收能量方面实现自给有余、并兼顾投资和消耗,以进一步改善装置的技术经济指标。
三种工艺技术数据及消耗比较表(以1吨100%HNO3计)
项  目
单 位
全中压法
全高压法
双加压法
氧化压力
MPa(a)
0.45
0.8~1.1
0.45
吸收压力
MPa(a)
0.45
0.7~1.0
1.1
氨耗
T
0.294
0.29~0.30
0.283
铂耗(回收前)
G
0.12
0.25~0.30
0.12
电耗
Kwh
10
25
11.1
冷却水(t=10℃)
m3
170
176
160
副产蒸汽
T
0.18
0.3
0.301
产品酸浓度
w%
51
60
60
氨氧化率
%
96
94
96.6
Nox吸收率内孔撑圆涨紧夹具
%向心关节轴承散件加工
焙烧回转窑98
99.6
99.8
尾气NOx含量
ppm
2000
200~500
<200(处理后100
说明:1)用电不包括照明、通风及加热,全高压法包括冰机用电。

本文发布于:2024-09-24 00:29:13,感谢您对本站的认可!

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