Производство азотной кислоты - Дипломная работа

В производстве минеральных удобрений используется неконцентрированная азотная кислота концентрацией 47-60%. Мощности по производству неконцентрированной азотной кислоты, как правило, сбалансированы с мощностями переработки - производством нитрата аммония (аммиачная и известково-аммиачная селитра, растворы КАС, плав аммиачной селитры) и сложных удобрений, получаемых азотно-кислотным или азотно-сернокислотным разложением фосфатного сырья. Лидирующее положение в мире по имеющимся мощностям в производстве азотной кислоты занимают: Российская Федерация, Западная Европа, Центральная Европа и Северная Америка. В настоящее время и по мощностям, и по производству азотной кислоты Россия занимает первое место в мире, ее доля составляет 17%. Мировое производство азотной кислоты в обозримой перспективе стабилизируется на достигнутом уровне или немного снизится, так как нитратный азот как удобрение популярен по преимуществу в странах с коротким вегетативным периодом, то есть главным образом в развитых странах Европы и Северной Америки.Многолетние поиски новых промышленных методов (связывание атмосферного азота в высокочастотном разряде; термическим способом, основанный на использовании тепла сгорания газов, например метана при температуре выше 2200°С) пока не дали результатов, позволяющих осуществить их реализацию в промышленных масштабах. В зависимости применяемого давления их можно условно подразделить на следующие группы: 1) системы, работающие под единым давлением 0,73 МПА единичной мощностью 360 т/сутки (агрегаты УКЛ-7); 3) системы, работающие крупнотоннажные агрегаты по комбинированной схеме с конверсией аммиака под давлением 0,4 МПА и абсорбцией оксидов азота под давлением 1,1 МПА единичной мощностью 1200 т/сутки (агрегаты АК-72 и АК-72М). К достоинствам систем работающих при повышенном давлении, следует отнести значительно меньшие капитальные затраты при строительстве, выпуск более концентрированной азотной кислоты (на 6 - 8% выше, чем в системах, работающих при атмосферном давлении); возможность ввода в эксплуатацию отдельных агрегатов системы, что позволяет получать азотную кислоту задолго до полного завершения строительства цеха.Стадия окисления оксида азота в высшие оксиды азота и переработка их в азотную кислоту осуществляется согласно реакциям: (2) Каталитическое окисление аммиака является сложным процессом и может с одинаковой степенью вероятности протекать как до целевого продукта диоксида азота, так и до молекулярного азота и оксида азота. Так, образовавшийся по реакции (1) диоксид азота разлагаться по реакции Изменяя катализатор и условия проведения реакции, можно изменить и состав продуктов реакции. Одновременно с этим платина имеет низкую температуру инициирования реакции (195 - 200°С), имеет хорошую пластичность, ковкость и тягучесть, что делает сплавы на основе платины непревзойденными катализаторами окисления аммиака.В производстве неконцентрированной азотной кислоты в качестве сырья используется аммиак, воздух и вода.Аммиак - в обычных условиях представляет собой бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворим в воде и других растворителях, образует геми-и моногидраты. Содержание примесей в жидком аммиаке регламентируется ГОСТ 6221-90. При нарушении ГОСТ содержащиеся в аммиаке примеси могут попасть в аммиачно-воздушную смесь и снизить выход оксида азота(II), а водород и метан могут изменить пределы взрываемости АВС. Газообразный аммиак - бесцветный газ с резким запахом (порог восприятия обонянием 35 мг/м3), легче воздуха, плотность газа по воздуху - 0,59 (при 25°С), хорошо растворим в воде. В смеси с воздухом газообразный аммиак способен образовывать взрывоопасные концентрации в пределах 15,0?28,0 % об.Азотная кислота - жидкость желтоватого цвета с едким запахом, на воздухе дымит. Азотная кислота вызывает ожоги кожного покрова и слизистых оболочек. Пары азотной кислоты, аналогично оксидам азота, вызывают раздражение дыхательных путей, одышку и при вдыхании большого количества - отек легких. При больших концентрациях пары азотной кислоты вызывают удушье. По физико-химическим свойствам кислота азотная неконцентрированная должна соответствовать нормам и требованиям, указанным в приведенной таблице.Наименование сырья, материалов, полуфабрикатов Государствнный или отраслевой стандарт, СТП, технические условия, регламент или методика на подготовку сырья Показатели по стандарту, обязательные для проверки Регламентируемые показатели 1 Сетки катализаторные: тканные ТУ 117-1-432-99 Принимается по паспорту завода-изготовителя Платина - 81% Палладий - 15% Родий - 3,5% Рутений - 0,5% 3 Блочный катализатор ИК-42-1 ТУ2175-018-03533913-99 Массовая доля Fe2O3 Массовая доля Al2O3 Не менее 73% Не менее 15%Природный газ горюч, не имеет запаха, удельный вес - 0,72 ? 0,78 кг/м3. В больших концентрациях приводит к удушью изза недостатка кислорода в воздухе. В производстве применяется в качестве топлива подогрева "хвостовых" газов.Азот - применяется для продувки аммиачных трубопроводов и аппаратов при подгото

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Выбор метода производства (или выделение) готового продукта

1.2 Теоретические основы процесса. Выбор оптимальных параметров

1.3 Характеристика исходного сырья и готовой продукции, ГОСТЫ

1.3.1 Исходное сырье

1.3.2 Готовая продукция

1.3.3 Катализаторы

1.3.4 Вспомогательные материалы

1.3.5 Побочные продукты

1.4 Описание технологической схемы установки. Нормы технологического режима

1.5 Конструкция основного аппарата и вспомогательного оборудования

1.6 Автоматизация производства. Аналитический контроль. Отходы производства

1.7 Охрана труда и промышленная экология

2. Расчетнкая часть

2.1 Материальный баланс

2.2 Тепловой баланс

2.3 Конструктивный расчет

2.4 Экономический расчет

Заключение

Список используемых источников

В настоящее время азотная кислота является одним из исходных продуктов для получения большинства азотсодержащих продуктов. Основная ее часть (до 70%) расходуется на производство удобрений. В производстве минеральных удобрений используется неконцентрированная азотная кислота концентрацией 47-60%. Мощности по производству неконцентрированной азотной кислоты, как правило, сбалансированы с мощностями переработки - производством нитрата аммония (аммиачная и известково-аммиачная селитра, растворы КАС, плав аммиачной селитры) и сложных удобрений, получаемых азотно-кислотным или азотно-сернокислотным разложением фосфатного сырья. Небольшая часть неконцентрированной азотной кислоты используется также для получения концентрированной азотной кислоты и для других целей.

Лидирующее положение в мире по имеющимся мощностям в производстве азотной кислоты занимают: Российская Федерация, Западная Европа, Центральная Европа и Северная Америка. На их долю приходится около 80% мировых мощностей. В настоящее время и по мощностям, и по производству азотной кислоты Россия занимает первое место в мире, ее доля составляет 17%. Второе место в мировом производстве азотной кислоты принадлежит США. Значительными мощностями располагают: Китай, Румыния, Нидерланды, Франция, Украина и Узбекистан.

Структура производства неконцентрированной азотной кислоты по технологическим процессам за последние 30 лет ХХ века претерпела существенные изменения. В конце 80-х и в начале 90-х годов ХХ века были выведены из эксплуатации старые производства под атмосферным давлением.

Мировое производство азотной кислоты в обозримой перспективе стабилизируется на достигнутом уровне или немного снизится, так как нитратный азот как удобрение популярен по преимуществу в странах с коротким вегетативным периодом, то есть главным образом в развитых странах Европы и Северной Америки. Нарастающее ужесточение экологических требований в этих регионах не позволяет надеяться на увеличение норм внесения азотных удобрений под сельскохозяйственные культуры в этой части мира. Более того, последнее десятилетие характеризовалось снижением потребления минеральных удобрений в Западной Европе.

В сельском хозяйстве России основным одинарным азотным удобрением является аммиачная селитра. И сегодня это удобрение составляет основную долю в поставках азотных удобрений нашему сельскому хозяйству. К сожалению, в России нынешние фактические нормы внесения удобрений в почву многократно ниже агрохимически обоснованных. Это приводит к нарастающей деградации почвы и снижению урожайности культур, как в количественном, так и в качественном отношении. Такая ситуация не может продолжаться вечно. Таким образом, в обозримой перспективе будет нарастать увеличение доли поставок азотных удобрений отечественному сельскому хозяйству за счет улучшения использования мощностей (включая мощности производства азотной кислоты).

Следовательно необходимо повысить мощность производства азотной кислоты. Для этого целесообразно строительство новых цехов азотной кислоты.