硝酸硝铵生产.ppt

《硝酸硝铵生产.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、硝酸与硝酸铵1、硝酸1.1、稀硝酸1.2、浓硝酸2、硝酸铵1.1.1稀硝酸生产原理目前工业稀硝酸的生产均以氨为原料，采用催化氧化法，可制得45%～60%的稀硝酸。其反应变化可用下列反应式表示：1.氨催化氧化的基本原理氨和氧可以进行下列三个反应：4NH3+5O2=4NO+6H2O△H=－907.28kJ（1）4NH3+4O2=2N2O+6H2O△H=－1104.9kJ（2）4NH3+3O2=2N2+6H2O△H=－1269.02kJ（3）除此之外，还有可能发生下列副反应：2NH3=N2+3H2△H=91.69kJ（4）2NO=N2+O2△H=-180.6kJ（5）4NH3+6

2、NO=5N2+6H2O△H=-1810.8kJ（6）从生产稀硝酸来看，需要的是反应(1)，其余反应需尽量设法使其不进行或很少进行。1.1.2氨催化氧化的工艺条件在确定氨催化氧化工艺条件时首先应保证高的氨氧化率（氨氧化率即指氧化生成NO的耗氨量与进入系统总氨量的百分比率），因为硝酸成本中原料氨所占比重很大，提高氧化率对降低氨的消耗非常重要。其次，应有尽可能大的生产强度。此外还必须保证铂网的损失少，最大限度地提高铂网工作时间，保证生产的高稳定性和安全等。(1)温度在不同温度下，氨氧化后的产物也不同。低温时，主要生成的是氮气；650℃时，氧化反应速率加快，氨氧化率达90%；700

3、~1000℃时，氨氧化率为95％~98％；当温度高于1000℃时，一氧化氮分解增多，氨氧化率反而下降。在650~1000℃范围内，温度升高，反应速率加快，氨氧化率提高。但是温度过高，铂的损失量增大，同时对氧化炉的材料要求也更高。因此一般常压氧化温度取750~850℃，加压氧化温度取870~900℃为宜。(2)压力由于氨催化氧化生成一氧化氮的反应是不可逆的，因此改变压力不会改变一氧化氮的平衡产率。如果要提高加压时的氨氧化率，必须同时提高反应温度和铂网层数。同时氨催化氧化压力的提高，还会使混合气体体积减小，增大气体处理量，提高催化剂生产强度。此外，加压氧化比常压氧化设备紧凑，投

4、资费用少。但加压氧化气流速度较大，气流对铂网的冲击加剧，加之铂网的温度较高，会使铂网的机械损失增大。故实际生产中，常压和加压氧化均有采用。(3)接触时间接触时间应适当。时间太短，氨气来不及氧化，致使氨氧化率降低；但若接触时间太长，氨在铂网前高温区停留过久，容易被分解为氮气，同样也会使氨氧化率降低。但最佳接触时间一般不因压力而改变，一般接触时间在10-4s左右。另外，催化剂的生产强度与接触时间有关。在其他条件一定时，铂催化剂的生产强度与接触时间成反比，与气流速度成正比。(4)混合气体的组成选择混合气体的组成时，最主要是氨的初始含量。从提高催化剂生产强度出发，增加氨浓度是有利的

5、，但由于空气中氧含量的限制，限制了氨浓度的提高。由式(1)可知，氨氧化生成一氧化氮反应理论上的氧氨比为1.25。采用氨和空气混合，则混合气体中氨含量为：研究结果表明，当氧氨比为1.25时（即氨含量为14.4%时），氨氧化率只有80%左右，而且有发生爆炸的危险。要提高氨氧化率可增加混合气体中氧含量，则加入空气量增多，带入氮气也增多，使混合气体中氨浓度下降，炉温下降，生产能力降低，动力消耗增加。当氧氨比比值在1.7~2.0范围，氨氧化率最高，此时混合气体中氨浓度为9.5%~11.5%。目前生产稀硝酸有十多种大同小异的工艺流程，可因操作压力的不同而分为常压法、中压法、高压法、综合

6、法和双加压法五种类型。(1)常压法氨的氧化和氮氧化物的吸收均在常压下进行。该法压力低，氨氧化率高，铂消耗低，设备结构简单，吸收塔除可采用不锈钢外，也可采用花岗石、耐酸砖或塑料。缺点是成品稀硝酸浓度低，尾气中氮氧化物浓度高需经处理才能放空，吸收容积大，占地面积大，投资大。1.1.3稀硝酸生产工艺方法(2)中压法氨的氧化和氮氧化物的吸收均在中压（0.2~0.5MPa）下进行。该法吸收率高，成品酸浓度高，尾气中氮氧化物浓度低，吸收容积小，能量回收率高。但在中压条件下氨氧化率略低，铂损失较高。(3)高压法氨的氧化和氮氧化物的吸收均在高压（0.7~1.2MPa）下进行。该法较中压法吸

7、收率更高，吸收容积更小，能量回收率更高。但在高压条件下氨氧化率低，氨耗高，铂耗高，且尾气中氮氧化物浓度也高需经处理才能放空。(4)综合法该法氨的氧化与氮氧化物的吸收在两个不同压力下进行，即常压氧化，中压（0.2~0.5MPa）吸收。此法集中了常压法和中压法的优点。氨消耗、铂消耗低于高压法，不锈钢用量低于中压法，吸收容积则小于常压法。(5)双加压法该法氨的氧化在中压条件（0.2~0.5MPa）下进行，氮氧化物的吸收则在高压条件（0.7~1.2MPa）下进行。采用较高的吸收压力和较低的吸收温度，成品酸浓度一般可达60%