122047106-赵文杰-年产8万吨稀硝酸生产车间工艺设计

毕业设计年产8万吨稀硝酸生产车间工艺设计学生姓名：学号：系部：专业：指导教师：二○一六年六月赵文杰122047106化学与化工系化学工程与工艺冯伟太原工业学院毕业设计I诚信声明本人郑重声明：本设计的综述部分和计算部分都是本人在指导教师的悉心指导下独立完成的，论文中涉及到的其他资料也是自己查阅并且引用的，并且在论文中已经明确指出。但是本人所学知识较为局限，设计中难免出现错误之处，希望读者给予意见与指正。本人签名：赵文杰2016年6月15日太原工业学院毕业设计II毕业设计任务书设计题目：年产8万吨稀硝酸生产车间工艺设计系部：化学与化工系专业：化学工程与工艺学号：122047106学生：赵文杰指导教师（含职称）：冯伟（讲师）1.课题意义及目标硝酸是化学工业中重要产品之一，也是化工生产中的重要原料，用途广泛。目前世界各国采用氨氧化法生产硝酸的工艺有常压法、综合法、全中压法、全高压法和双加压法五种典型的工艺流程。现在我国硝酸生产工艺采用规模较大、工艺先进环保、节能的全高压法和双加压法，尤其是双加压法体现了工艺技术先进、节能环保、生产成本低、综合技术经济指标最佳的特点，确定采用双加压法完成此课题。通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解化工工艺设计、设备设计等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容，为毕业后从事化工行业的相关工作打好基础。2.主要任务（1）查阅相关文献资料，不得少于10篇（包括外文文献）。学习稀硝酸生产的相关知识；（2）分析归纳出不同的稀硝酸生产的工艺过程，对比各个工艺过程的优劣，拟定出优化的工艺过程；（3）画出工艺流程总图；（4）按照给出的年处理量进行物料衡算、热量衡算：对主要设备进行选型并计算工艺过程中各设备要求的主要尺寸；（5）设计工艺过程中主要设备其中一个的具体构造及尺寸，画出设备装配图；（6）对工艺过程中辅助设施进行选型；（7）合理布置所有设施并画出厂区平面图；（8）按时完成设计论文。3.主要参考资料[1]杨金娟.稀硝酸生产的挖潜改造[M].化学工业与工程技术.2001（05）:77-80.[2]范春海.硝酸尾气治理的设计与实践[M].山西化工.2002（03）:16-33.[3]司徒杰生.无机化工产品[M].化学工业出版社.1999:37-39.太原工业学院毕业设计III[4]中国化工产品大全（第三卷上）[M].化学工业出版社.2005:28-30.[5]徐德安.我国稀硝酸产品市场分析与预测[J].中国石油和化工.2011(07):66-68.4.进度安排设计各阶段名称起止日期1查阅、收集相关资料，撰写开题报告2015年12月15日—2016年3月16日2拟定生产工艺工艺流程及物料、热量衡算2016年3月17日—2016年4月14日3主要设备设计及辅助设施的选型2016年4月15日—2016年5月15日4画出设备装配图及厂区布置图2016年5月16日—2016年5月31日5完成论文，制作答辩所需的PPT，答辩2016年6月1日—2016年6月22日审核人：年月日太原工业学院毕业设计IV年产8万吨稀硝酸生产车间工艺设计摘要本设计从硝酸的基本概念出发，简单描述了硝酸的基本性质，并且就硝酸在化工生产中的重要作用进行了较为详细的阐述。从而得出制造硝酸在化工领域乃至其他各领域的必要性。然后简单介绍了制造硝酸的各工艺方法，着重介绍了世界各国在生产硝酸所采用较为先进的工艺，并且对各工艺的流程及优缺点作了详细分析，最后选择了双加压生产法。然后就这一种工艺进行了详细的介绍，从各个工段的工艺流程到质量、热量的计算和主要设备的设计选型。其中，首先清楚地阐述了稀硝酸的生产原理(包括了催化剂的选择和催化机理)，其次，通过流程图简单明了地介绍了生产稀硝酸的工艺流程，并且提出了生产过程中可能遇到的一切影响因素及其相对应的解决方法，然后就是各个流程段的工艺计算，再后来根据计算结果进行主要设备（氧化炉）的设计选型，最后完成了整个生产车间的布置图。本设计工艺流程的最后，考虑到环保问题，还介绍并选择了治理尾气的方法。在设计的最后阶段，本设计还对生产稀硝酸所采用工艺流程进行了总结。关键词：稀硝酸；双加压法；氧化炉；铂催化剂；吸收塔；尾气处理太原工业学院毕业设计VProcessdesignofproductionworkshopwithannualoutputof80thousandtonsofdilutenitricacidAbstractThisdesignfromthedescriptionofthebasicnatureofnitricacidandthedevelopmentofitsfuturebegantodiscussthenecessityofproductionofdilutenitricacid,andthenitsproductionmethodsaredescribedanddemonstrated,andfinallyselectthedoublepressureproductionmethod.Andthenthemethodisdescribedindetailfromtheprocessflowtocalculationandselection.Suchasdilutenitricacidproductionprinciple(includingtheselectionofcatalystsandcatalyticmechanism),processflow,theinfluencefactorsoftheproductionprocess,chemicalprocesscalculation,oxidationprocessdesignandancillaryequipment,workshoplayoutdesign.Thisdesignalsoincreasedtailgastreatment,forthedifferentneedsofdifferenttreatmentmethods.Attheendofthispaper,themethodsofproductionaresummarizedanddiscussed.Keywords:Dilutednitricacid;Doublepressuremethod;Oxidationfurnace;Ptcatalyst;Absorptiontower;Tailgastreatment太原工业学院毕业设计VI目录目录1总论........................................................................11.1概述...................................................................11.2文献综述...............................................................11.2.1国内外稀硝酸的生产现状.............................................11.2.2稀硝酸的市场需求...................................................31.3设计依据...............................................................42工艺设计与计算..............................................................62.1稀硝酸合成.............................................................62.1.1稀硝酸合成的原理...................................................62.1.2催化剂的选择.......................................................62.1.3铂系催化剂.........................................................72.2物料衡算...............................................................82.2.1反应器（氧化）的物料衡算...........................................92.2.2废热锅炉（WHB）和冷却-冷凝器......................................112.2.3吸收塔............................................................132.2.4生成的酸..........................................................162.2.5总收率............................................................172.2.6放大之所需生产的速率..............................................172.3热量衡算..............................................................182.3.1压缩机（透平机）..................................................182.3.2氨气化............................................................192.3.3氧化器............................................................203主要设备工艺计算和选型......................................................223.1氨氧化炉..............................................................223.1.1设备简介..........................................................223.1.2工艺计算及选型....................................................223.2酸吸收塔..............................................................243.3其他设备选型..........................................................253.3.1尾气透平膨胀机：向心式膨胀器P320—35/11—11.......................253.3.2离心式压缩机：DA—1000—51........................................254设计结果概要...............................................................26结束语.......................................................................27参考文献.....................................................................28太原工业学院毕业设计2附工程图纸（可多页）......................