10万吨硝酸工艺选择方案 电驱动.docx

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1、铲10万吨稀硝酸装置工艺选择方案1目录一、总论3（-）项目背景3（二）项目概况3（三）行业背景3（四）市场预测3二、工艺方案及分析3（一）主要原料3（二）单加压法工艺流程简述4（三）、双加压法工艺流程概述5（四）、稀硝酸设备清单7（五）装置定员9三、经济效益预测10（一）双加压法与单加压法单耗比较10（二）投资估算（方案一）：单加压法全新11（三）投资估算（方案二）双加压法旧设备改造12（四）投资方案（三）全新双加压设备13（五）产品方案及产品规模14（六）效益估算1610万吨/年稀硝酸主要技术经济指标表161010万吨硝酸生产项目工艺选择方案一、总论（一）项目背景1、项目名称：建设年产10万

2、吨/年硝酸项目年生产7200h2、项目建设地点：待拟3、项目建设单位：（二）项目概况（三）行业背景国内目前生产稀硝酸的方法有：综合法、低压法、全中压法、全高压法和双加压法。其中综合法和低压法因生产成本高和环保不过关等问题，国家已禁止新建。但适合生产60%以上浓度的稀硝酸工艺只有改进的全中压法、高压法和双加压法，由于高压法和双加压法一次投资都比改进的全中压法投资高，而且，高压法消耗较高。根据技术资料，对比选择单价压法、双加压法工艺。（四）市场预测目前我国稀硝酸生产厂70多家，生产能力约为960万吨/年左右（折100%HN03）,其中有450万吨/年左右用于生产硝酸镂（结晶硝镂和多孔硝镂）、300

3、万吨/年左右用于生产浓硝酸、65万吨左右用于生产硝基复合肥、45万吨左右用于生产硝基苯（与苯胺配套）、30万吨左右用于生产己二酸、20万吨左右用于生产硝酸盐（硝钠、亚钠、硝镁、硝钙等）、50万吨左右用于生产其它（冶金、染料、医药、清洗等）。稀硝酸在国内各个领域近几年内的需求量至少在1000万吨以上。稀硝酸市场前景看好，生产工艺成熟、先进，是不可多得、理想的发展产业。二、工艺方案及分析（一）主要原料1 .氨形态：液体压力：0.8MPa（G）温度：常温氨含量：299. 8%油含量：W10mg/kg （重量比）水含量：V0.2%,（重量百分数）2 .销网规格：Pt Rh Pd三元套网（二）单加压法工

4、艺流程简述本工艺流程包括氨一空混合气的制备工序、氨氧化与热能回收工序、NO氧化及吸收工序、酸漂白工序、尾气处理工序。1 .氨-空气混合气的制备工序由界区来的原料液氨送入氨蒸发器A和氨蒸发器B,大部分液氨在氨蒸发器A中蒸发，剩余的液氨在氨蒸发器B中蒸发。当液氨中的油水在氨蒸发器B中积累起来时，可将其排至氨辅助蒸发器，在该设备中通入低压蒸汽，将氨蒸发。此过程可间断或连续操作。由氨蒸发器A、氨蒸发器B和氨辅助蒸发器来的气氨送至气氨过滤器，进一步过滤除杂，过滤的气氨进入氨过热器，然后送入氨-空混合器，再去氧化炉-废热锅炉。空气经空气过滤器和除湿系统后进入空气压缩机。压缩后的空气分为一次和二次空气两股气

5、流：一次空气进入氨-空混合器，二次空气分两部分，一部分进入氧化炉内，其余部分去吸收工序，用于稀硝酸的漂白。2 .氨氧化与热能回收工序氨-空气混合气进入氧化炉并均匀分布于伯网上，进行氧化反应:4NH3+502=4N0+6H20+Q氨氧化反应所释放出的热量及氨-空气混合气的显热使气体温度升至880度左右，此气流经安装在氧化炉下部的蒸汽过热器和废热锅炉以回收热量，气体出废热锅炉的温度降至400度左右。3 . 一氧化氮氧化及吸收工序出废热锅炉的氧化氮气体流经串联的尾气再热器和节能器，当温度降低时，混合气中的NO氧化为NOZ：2N0+02=2N02+QNOx气进入反应水冷凝器用冷却水冷却，部分NOx气在

6、此与冷凝水反应生成稀硝酸，将气体和稀硝酸送至氧化氮分离罐进行分离。稀硝酸送入稀酸漂白塔漂白后送出界区。分离后的氧化氮气体和来自吸收工序漂白塔的二次空气相混合，送入吸收塔底部。在吸收塔塔板上氧化氮气体被水吸收而生成硝酸，总反应如下：3NCVH20 f 2HNO3+NO+Q生成硝酸所需的工艺水由工艺水泵送至吸收塔顶部塔板，吸收塔塔板间装有冷却盘管以移走吸收热和氧化热，通过水吸收后在吸收塔底收集的酸浓度为60犷65%。4 .酸漂白工序二次空气先在二次空气冷却器中被尾气冷却，送入漂白塔底部。吸收塔底部稀硝酸送入漂白塔顶部塔盘，通入二次空气提出溶解其中的NOx气体以完成漂白过程。5 .尾气处理工序由吸收

7、塔顶来的尾气送到尾气分离器以除去夹带的雾沫。然后经二次空气冷却器、尾气预热器和尾气再热器，将尾气加热，加热的尾气与气氨混合后送入氨还原反应器，以在触媒作用下进行氨还原反应，处理尾气中的NOx气体。反应后的尾气送入尾气透平，在此回收压缩功。尾气透平出来的尾气经尾气预热器、冷凝液预热器回收热能后，通过尾气排气筒排入大气。排放的尾气中NOx气体含量低于50ppmo（三）、双加压法工艺流程概述1、氨-空气混合气制备由合成氨系统来的液氨进入蒸发器（A、B）,氨在其中被蒸发。正常操作时，大部分液氨被蒸发器A中来自吸收塔的冷却水所蒸发，其余的液氨被循环冷却水在蒸发器B中蒸发，压力维持在0. 520. 55M

8、Pa,其中的油和水在辅助氨蒸发器中被分离。由蒸发器得到的气氨送往气氨过热器被蒸汽过热到100C以上，进入气氨过滤器除去油和机械杂质后再送往氨-空气混合器与空气混合。来自大气的空气经三级过滤除去机械杂质后进入空气压缩机被加压到0.35MPa （G）,温度236左右。被压缩的空气分为一次空气和二次空气，二次空气用于成品酸的漂白，一次空气则与气氨混合，控制氨浓度9. 6%稳定送入氧化炉。2、氨的氧化与废热回收经氨-空气混合器充分混合好的氨空混合气体进入氧化炉顶部，经分布器均匀分布到柏网上进行氨的催化氧化反应(4NH3+502-4N0+6H20+Q)放出大量热量，反应温度控制860左右，反应生成物经蒸

9、汽过热器、废热锅炉副产3.9MPa 440的过热蒸汽供四合一机组汽轮机用汽，多出的蒸汽送入外管网。3、N0的氧化和热量回收出废锅的氧化氮气经高温气-气换热器和省煤器进入低压反应水冷凝器，在此NOx气体被水冷却到约42。在氧化氮气被冷却的同时N0在设备和管道中氧化成NO?与蒸汽冷凝水反应生成稀硝酸。酸-气混合物料进入氧化氮气体分离器，将生成的稀硝酸分离，用泵将其送入吸收塔相应的塔板。NO,气体与来自漂白塔的二次空气混合进入氧化氮气体压缩机，被加压到LOMPa (G),温度由42上升到200左右，经尾气预热器将压缩而产生的热量移走，使尾气得到预热，而N0x气体本身温度降到130C左右，再经高压反应

10、水冷凝器用冷却水将NOx气体冷却到40左右进入吸收塔底部，其中的冷凝酸与成品酸混合。4、NOZ吸收生成硝酸和硝酸的漂白自高压反应水冷凝器出来的氧化氮气体进入吸收塔的底部，其中的冷凝酸与成品酸混合，氧化氮气体在塔中被水吸收生成6065%的硝酸。稀硝酸进入漂白塔被二次空气漂白后送入成品酸储罐。5、尾气能量回收及放空尾气自吸收塔顶排出，去尾气分离器，分离夹带的液滴后气体首先在二次空气冷却器中被二次空气加热到55左右，然后在尾气预热器中被高压氧化氮气体加热到155c左右，最后在高温气-气换热器中被加热到360390o热气体进入尾气透平做功，大约可回收总压缩功率的50%以上，经尾气排气筒放空。尾气中的氮

11、氧物在经过氨催化处理排放。含量W56ppm (V) o（四）、稀硝酸设备清单序号设备名称单位单加压法设备清单双加压法设备清单备注1氨氧化热回收器台12吸收塔台113漂白塔台114开工酸槽台115脱盐水槽台116工艺水槽A117补充循环水槽台118汽包台119连续排污罐台1110排污膨胀罐台1111除氧器台1112排油罐A1113氨蒸发器A台1114氨蒸发器B台1115氨辅助蒸发器台1116氨过热器台1117减温器A2118二次空气冷却器台1119尾气再热器台1120节能器台1121反应水冷凝器A1122尾气预热器台1123水封槽台1124联胺溶解槽台1125磷酸钠溶解槽台1126氨空混合器台1

12、127气氨过滤器台1128液氨过滤器台1129液氨除油器台1130空气过滤器台1131蒸汽分离器台1132氧化氮分离器台1133尾气分离器台1134尾气排气筒台1135蒸汽吹除消音器A1136尾气消音器台1137管道蒸汽分离器台1138取样冷却器台5339排酸槽台1140氨还原反应器台1141桥式起重机（防爆）A1142移酸泵台2243蒸发给水泵台2244蒸发水循环泵台2245:艺水泵A2246稀硝酸泵台2247开工酸泵A2248循环水升压泵台2249脱盐水泵台2250排酸泵台1151联胺溶液泵A1152磷酸钠溶液泵台1153补充循环水泵A2254三合一机组四合一机组空压机台11尾气膨胀机台11汽轮机台11NOx压缩机台1三合一机组辅机套1四合一机辅机55液氨储罐个2256纯水机组套1157硝酸储罐个202058空气预热器个259低压反应水冷凝器个160密封气加热器个161蒸汽过热器个1（五）装置定员年操作日300天，四班制三班倒连续生产。稀硝酸装置定员：化工操作人员每班5人，中控2人，机组1人，巡检1人，化验1人，合计：定员20人。三、经济效益预测（）双加压法与单加压法单耗比较1 .两者能耗比较（三合一机组采用电驱动）生产工艺方法经济性能指标双加压法0.45MPa(A)