Технологический процесс
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Неконцентрированная азотная кислота – цех № 5-III очередь. Цех был введен в эксплуатацию в 1961 году в составе двух агрегатов, мощность которых составляла 90000 тонн моногидрата HNO3 в год. В 1962 году было введено в эксплуатацию еще два агрегата мощностью 90 тыс.тонн моногидрата HNO3 в год, а в 1963 году был введен в эксплуатацию один агрегат мощностью 45000 тонн в год. В 1965 году были сданы в эксплуатацию шестой и седьмой агрегаты и мощность цеха была доведена до 315000 тонн моногидрата HNO3 в год. На 2002 год мощность цеха осталась прежней при работе в году 57 648 часов. В 1970 году по проекту Новомосковского филиала ГИАП верхняя часть абсорбционных колонн, с 10 по 26 тарелку, переведена на охлаждение водой, захоложенной в испарителях жидкого аммиака на цеховой холодильной установке. Третья очередь неконцентрированной азотной кислоты состоит из семи технологических потоков (агрегатов). Работает по комбинированному методу: конверсия аммиака – под атмосферным давлением, абсорбция – под избыточным давлением не более 0,315 МПа(3,15 кгс/см2). В 1974 году каждый агрегат был снабжен установкой каталитической очистки отходящих (хвостовых) газов. Генеральным проектировщиком-разработчиком проекта и строительной части цеха является Новомосковский филиал ГИАП. Процесс и технологическая часть разработаны Днепродзержинским филиалом ГИАП. Цех неконцентрированной азотной кислоты третьей очереди по технико-экономическому уровню относится к первой категории. Готовым продуктом цеха является кислота азотная неконцентрированная с массовой долей HNO3 не менее 46% и реактивная азотная кислота с массовой долей HNO3 не менее 56%. Химическая формула – HNO3, относительная молекулярная масса (по международным атомным массам 1969г.) – 63,02. Неконцентрированная азотная кислота по качеству должна соответствовать нормам и требованиям ОСТа 113-03-270-90, СТП 05761643-56-94 (см. таблицу 1). Неконцентрированная азотная кислота – бесцветная или слегка желтоватая, прозрачная жидкость, без механических примесей с едким удушливым запахом, не горючая, токсичная. Желтоватый цвет обусловлен присутствием растворенных в кислоте окислов азота. Азотная кислота неограниченно растворима в воде в любых соотношениях, при растворении выделяется тепло, гигроскопична. Пары азотной кислоты в 2,2 раза тяжелее воздуха. Неконцентрированная азотная кислота – бесцветная или слегка желтоватая, прозрачная жидкость, без механических примесей с едким удушливым запахом, не горючая, токсичная. Желтоватый цвет обусловлен присутствием растворенных в кислоте окислов азота. Азотная кислота неограниченно растворима в воде в любых соотношениях, при растворении выделяется тепло, гигроскопична. Пары азотной кислоты в 2,2 раза тяжелее воздуха. Таблица 1 Основные показатели азотной неконцентрированной кислоты
Азотная кислота является энергичным окислителем. Животные и растительные ткани при воздействии азотной кислоты разрушаются. Азотная кислота при контакте со многими горючими материалами вызывает их воспламенение (дерево, солома, бумага и т.д.). В азотной кислоте растворяются все металлы, кроме платины, родия, иридия, палладия, титана и золота, с образованием окислов металлов или азотно-кислых солей. С повышением температуры растворимость металлов в азотной кислоте увеличивается. При нейтрализации азотной кислоты щелочами образуются хорошо кристаллизующиеся соли. С аммиаком азотная кислота образует нитрат аммония (аммиачную селитру). NH4 + HNO3 = NH4NO3 + Q [7, 15] (1) Предельно – допустимая массовая концентрация паров азотной кислоты в воздухе рабочей зоны (в пересчете на двуокись азота NO2) – 2 мг/м3. Температура кипения и замерзания кислоты зависит от массовой доли азотной кислоты (крепости кислоты) и характеризуется следующими данными: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + 904 кДж [7, 15] (2) 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + 1268,8 кДж [7, 15] (3) 2NO + O2 = 2NO2 + 112,8 кДж (26,9 ккал) [7, 15] (4) 2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3 + 136,3кДж (32,6 Ккал) [7, 16] (5) 3HNO2 = HNO3 +2NO + H2O – 76,0 кДж (-18,2 Ккал) [7, 16] (6)
Таблица 2 Зависимость температуры кипения и замерзания от крепости кислоты
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Технологический процесс
Процесс получения неконцентрированной азотной кислоты заключается в окислении газообразного аммиака кислородом воздуха в присутствии двухступенчатого катализатора: платино-родиево-палладиевой сетки и неплатинового катализатора КН-2 (НК-1П). Окисление ведется в контактных аппаратах под атмосферным давлением. Абсорбция полученных окислов азота ведется под давлением 0,315 МПа (3,15 кгс/см2) в абсорбционных колоннах с тарелками ситчатого типа. Абсорбентом является конденсат водяного пара и кислый конденсат. Технологический процесс получения неконцентрированной азотной кислоты состоит из следующих стадий: 1. Очистка аммиака и воздуха, подготовка аммиачно-воздушной смеси. 2. Окисление аммиака. 3. Охлаждение и сжатие нитрозных газов. 4. Окисление оксида азота и абсорбция диоксида азота с получением неконцентрированной азотной кислоты. 5. Каталитическое разложение оксидов азота в отходящих (хвостовых) газов. Подробнее рассмотрим последнюю, пятую стадию процесса получения неконцентрированной азотной кислоты, т. к. именно здесь применяется реактор каталитической очистки хвостовых газов. Выходящие из абсорбционной колонны хвостовые газы направляются в трубное пространство 2-ух подогревателей хвостового газа, где они нагреваются за счет тепла нитрозных газов проходящих в межтрубном пространстве. Из подогревателей хвостовые газы поступают в смеситель, в который подается газообразный аммиак. В смесителе хвостовой газ смешивается с аммиаком и направляется в реактор. После него очищенные хвостовые газы, пройдя через рекуперационную турбину газодувной машины выбрасывается в атмосферу.
Описание заданного оборудования, назначение и характеристики, описание происходящего в нем технологического процесса, назначение и описание средств КИПиА, которыми оснащено заданное оборудование; технологические расчеты оборудования
Проектируемый реактор предназначен для каталитического разложения оксидов азота в отходящих (хвостовых) газах. В верхнюю часть реактора разложения оксидов подаётся смесь хвостового газа и аммиака, нагретая в пределах 90-120оС, где на катализаторе АВК и СТК аммиак восстанавливает оксиды азота до элементарного азота по реакции: 4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O + 1810 кДж (432,4Ккал) [7, 37] (7) 8NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12H2O + 2734 кДж (653Ккал) [7, 37] (8) В период, когда температура в реакторе достигнет 200-205оС и до скорейшего достижения температуры 230оС, т.е. до выхода на нормальный технологический режим работы реактора, аммиак в смеситель подается без избытка по отношению к оксидам азота, что обеспечивает отсутствие аммиака в хвостовых газах на выходе из реактора. На выходе, в нижней части аппарата, во избежание попадания катализаторной пыли в турбодетандер газодувной машины установлен фильтр, представляющий собой цилиндрический стакан, на боковых стенках и в днище которого имеются отверстия. Стенка и днище стакана обернуты нержавеющей сеткой, задерживающей катализаторную крошку и пыль. Очищенный газ, объемная доля оксидов азота в котором 0,01% и объемная доля аммиака не более 0,015%, с температурой до 350оС через рекуперационную турбину газодувной машины сбрасывается в атмосферу через 100 метровую трубу. Количество неочищенных хвостовых газов, поступающих в реактор, контролируется прибором (поз.FIR-318), а давление газов прибором (поз. PIRSLAL-219). Температура хвостового газа на входе в смеситель контролируется прибором (поз.TJRSHLAHL-126). При достижении температуры газа в реакторе 350оС и понижении температуры газа перед смесителем до 230оС срабатывает блокировка (поз.TJRSHLAHL-126) и автоматически закрываются два отсекающих клапана на линии подачи аммиака в смеситель реактора разложения оксидов азота и открывается клапан сброса аммиака на свечу, установленный между отсекающими клапанами. Таблица 3 – Средства КИП и А
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (173)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |