化工过程安全工程4

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1、本文由chenqingg贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第四章氨氧化生产硝酸本章大纲硝酸生产方法氨氧化制硝酸的工艺及装备物质、物质、物系危险分析过程工艺及装备危险分析过程工艺安全控制技术4.1硝酸生产方法硝酸是一种重要的化工原料，主要消耗部门为化肥工硝酸的用途：硝酸的用途：业和国防工业。稀硝酸大部分用于制硝铵、硝酸磷肥和各种硝酸盐。浓硝酸用于火炸药，有机合成工业，可以是生产梯恩梯、黑索金等烈性炸药和硝化纤维素原料。硝酸可将苯硝化，并经过还原制成的苯胺，为染料生产中的主要中间体之一，此外，制药、塑料、有色金属冶炼等方面都需要用到硝酸。化学工

2、业中HNO的生产主要有三种方法：化学工业中HNO3的生产主要有三种方法：即加压法生产稀硝酸，综合法生产稀硝酸以及双加压GP法生产稀生产稀硝酸，综合法生产稀硝酸以及双加压GP法生产稀GP硝酸。硝酸。4.1.1综合法生产稀硝酸该流程采用0.35MPa压力进行NOX的吸收操作，可生产成品酸渡度为47～53%HNO3的稀硝酸，与常压法相比，吸收容积可大为缩小，采用筛板塔，吸收效率高，可达98%。综合法制硝酸图4.1.2双加压GP法生产稀硝酸双加压GP法生产稀硝酸GP该法特点：氨利用率高铂消耗低NO氧化度高尾气中NOX含量低双加压法制稀硝酸流程图4.1.3加压法生产稀硝酸该流程中氨的氧化与酸的吸收都在加

3、压下操作，空气经压缩机4加压到0.35～0.4MPa，大部分在文氏管与氨气混合，另一部分供第一吸收塔10下部漂白区脱除成品酸中氮氧化物之用。流程特点：流程特点：空气过滤器2中装填有泡沫塑料，二次净化再用素瓷过滤器3，净化度高；采用大型氧化炉——废热锅炉联合装置，副产1.4MPa的饱和蒸汽和2.5MPa的过热蒸汽；采用快速冷却器9，利用吸收氧化区引出氮氧化物气体，通过此冷却器，由于用液氨蒸发吸收热量而使气体迅速冷却到50℃，然后返回吸收塔，NOX吸收率可以至99%以上；此外还考虑了能量回收问题。加压法流程图4.24.2.1氨氧化制硝酸的工艺及装备氨催化氧化工艺4NH3+5O2→4NO+6H2O4

4、NH3+4O2→2N2O+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2ONH3与O2互相作用时，可以有下列不同的反应：可能出现的副反应：2NH3→N2+3H22NO→N2+O24NH3+6NO→6N2+6H2O（2）NH3氧化催化剂选用铂系催化剂，并主要研究铂网的活化，中毒和再生。1）为了提高铂网活性，在使用前需进行“活化处理”，其方法是用H2火焰进行烘烤，使之变得松疏、粗糙，从而增大了接触表面积。2）气体中许多杂质会降低铂的活性。3）再生：就是把铂网从氧化炉中取出，先浸在10～15%的盐酸溶液中，加热到60～70℃，并在这个温度下保持1～2小时，然后将网取出用蒸馏水洗涤到水呈中性为止，再将网干燥

5、并在氢气火焰中；加以灼热。再生后的铂网，活性可恢复正常。4.2.2混合气配制氨和空气送到铂网应混合均匀，这是保证氨氧化率和防爆的必要条件。配制混合气的方法，有干式和湿式两种。（1）干式将氨和空气按比例分别送入同一电机或汽轮机带动的氨气和空气风机，再经混合器制成氨空气混合气。（2）湿式先将氨气制成浓氨水，再在发生塔内用空气将氨水解吸制成氨空混合气，而稀氨水则用水泵送到吸收塔循环使用。4.2.3氨氧化过程氨-空气混合气由氧化炉顶部进入，经气体分布板，铝环和不锈钢环在铂-铑催化网进行氨氧化反应。4.2.4NO氧化过程NO氧化过程硝酸制造的总反应式：NH3+2O2→HNO3+H2O如果水不除去，制得H

6、NO3的浓度不会超过77.8%，就会排走稀硝酸而降低硝酸的产量。为了解决这个问题，氨氧化物必须很快冷却下来，使其中水分尽快冷凝，但要求一氧化氮尽量少氧化成二氧化氮，如果浓度不高，溶解在水中的氧化物量也就较少了，这个过程是在所谓快速冷却设备中进行的，对冷却器的选择应是传热系数大的高效设备，以实现短时间完成气体冷却和水蒸汽冷凝。表4-1氮氧化物脱除方法的比较4.2.5硝酸尾气处理目前除去NOX的方法归纳起来可分为溶液吸收法、固体吸附法和催化还原法。溶液吸收法脱除效果残余NOXppm设备规模投资费用操作费用NOX回收较差200～400很庞大一般一般含硝盐类固体吸附法很高＜100很庞大较贵一般NOX催

7、化还原法很高＜100较紧凑一般较高破坏4.3物质、物系危险分析物质、4.3.1氨危险性分析物性：物性：氨的分子式：NH3，分子量：17.03，含氨量为82.3%。比重为0.596。在温度为0℃、压力为760mmHg柱时，1m3气体氨重0.77kg。氨在常温、常压下为具有强烈刺激性臭味的无色气体。在常温下,气态氨加压至7.5～12.0大气压，或常压下，冷却至-33.4℃以下时能转变为液态氨，简称液氨