化工工艺与设备硝酸

银川能源学院工业催化题目：硝酸生产工艺学生姓名耿晓晓学号 1310140111 指导教师王伟院系石油化工专业班级能源化学工程硝酸生产工艺摘要：硝酸是基本化学工业的重要产品之一，也是一种重要的化工原料，产量在各类酸中仅次于硫酸。

工业上制取浓硝酸(HNO3浓度高于96%)的方法有三种:一是在有脱水剂的情况下，用稀硝酸蒸馏制取的间接法，习惯上称“间硝"；二是由氮氧化物、氧及水直接合成浓硝酸，称为’直硝’；三是包括：氨氧化、超共沸酸(75%—80%HNO3)生产和精馏的直接法。

本文仅探讨超共沸精馏法。

关键词：浓硝酸、氨氧化、超共沸精馏法前言硝酸是基本化学工业的重要产品之一，也是一种重要的化工原料广泛用于生产化肥、炸药、无机盐，也可用于贵金属分离、机械刻蚀等。

目前，我国有浓硝酸厂家20多家，年生产能力在80万吨以上。

1999年产量在73万~75万吨，到2005年稀硝酸生产能力达544.7万吨，2004年浓硝酸产量130.5万吨，2005年产量157万吨，2006年新增产能达300万吨。

稀硝酸是合成氨的下游产品，与化肥生产紧密相关。

浓硝酸最主要用于国防工业，是生产三硝基甲苯（TNT）、硝化纤维、硝化甘油等的主要原料。

生产硝酸的中间产物——液体四氧化二氮是火箭、导弹发射的高能燃料。

硝酸还广泛用于有机合成工业；用硝酸将苯硝化并经还原制得苯胺，用硝酸氧化，苯可制造邻苯二甲酸，均用于染料生产。

此外，制药、塑料、有色金属冶炼等方面都需要用到硝酸。

我国硝酸的消费结构大致为：化学工业占65%左右，冶金行业占20%，医药行业占5%，其他行业占10%。

在化学工业中生产浓硝酸的工艺主要有多种大同小异的工艺流程，生产中是根据氨氧化和氮氧化物吸收操作压力的不同分为间接法、直硝法和直接法三种类型。

1 硝酸的性质、用途及生产方法1.1 硝酸的性质纯硝酸为带有窒息性与刺激性的无色液体，其相对密度1.522，沸点83.4℃，熔点‐41.5℃，分为浓硝酸和稀硝酸。

硝酸的生产工艺流程图硝酸是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥、医药、爆炸物等工业领域。

以下是硝酸的生产工艺流程图。

硝酸的生产通常采用氨氧化法或者硫酸法，这里以氨氧化法为例。

1.精炼氨的制备：在一个精炼氨制造设备中，经过物料的加料、升温、压力调节等一系列过程，将天然气或煤炭等原料转化为氨。

这个设备中还包括一套冷凝系统，将制备过程中产生的热能转化为空气制冷。

2.焦炉燃料气的制备：在焦炉中，煤炭经过高温加热，产生焦炉煤气。

这个焦炉煤气中含有一定的氮气，可用于硝酸生产中的氨气制备。

3.氨的氧化：在氨氧化炉中，根据以下反应开始氨的氧化过程：2NH₃ +5O₂ → 4NO + 6H₂O。

这个反应需要在高温高压的条件下进行，以保证较高的产率。

氨氧化炉中的催化剂发挥着重要的作用，能够加速反应速率。

4.NO氧化：在氨的氧化过程中，产生的NO气体需要再次氧化使之转化为NO₂。

这一步通常需要在多层烟气转换塔中进行，通过向其中喷洒浓硫酸溶液将NO转化为NO₂。

5.再氧化和吸收：经过NO氧化后，产生的NO₂与水反应生成硝酸：3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO。

同时，反应生成的副产物NO需要通过吸收装置进行回收。

6.浓缩硝酸的制备：通过蒸发浓缩装置，将产生的HNO₃溶液进行浓缩，得到浓硝酸。

反应得到的热量可用于向其他部分提供热能。

7.精炼、净化和贮存：通过冷凝、吸附和过滤等工艺，对浓硝酸进行精炼和净化，去除杂质和不纯物质。

然后将净化后的硝酸贮存于罐装或者槽装容器中，以备后续使用。

整个硝酸生产工艺流程中，需要控制好反应温度、压力、物料配比等各种参数，以保证高产率和产品质量。

同时还需要对产生的废气、废水进行处理，以减少对环境的影响。

硝酸的生产工艺流程图中涉及到的设备有氨氧化炉、烟气转换塔、蒸发浓缩装置、吸附装置等，这些设备的选择和设计也是关键因素之一。

浓硝酸生产工艺浓硝酸是一种重要的化工原料，广泛应用于制造硝酸盐、爆破药剂、染料、塑料和化肥等领域。

下面将介绍一种常用的浓硝酸生产工艺。

浓硝酸的生产主要分为两个步骤：硝化反应和浓缩分离。

硝化反应是将硝酸与硫酸反应，产生硝基硫酸和水。

反应式如下：HNO3（硝酸）+ H2SO4（硫酸）→ H2ONO2（硝基硫酸）+H2O（水）硝化反应需要在低温下进行，通常在零下10摄氏度左右。

硝化反应的反应器通常由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性能。

反应器内部设置有搅拌装置，以保证反应物均匀混合，并提高反应速度。

在反应器中，将硝酸和硫酸按一定的比例加入反应器中，然后进行混合搅拌，控制反应温度在设定的范围内。

硝酸和硫酸的比例可以根据实际需要进行调整，一般为4:1。

硝化反应通常采用连续进行的方式，即不断地向反应器中加入硝酸和硫酸，同时不断地从反应器中提取产物。

这样可以保证反应的连续性，并提高硝化反应的效率。

完成硝化反应后，就需要进行浓缩分离。

浓硝酸的浓缩分离主要是通过蒸发的方式实现的。

浓缩分离的设备通常由不锈钢或陶瓷制成，具有良好的耐腐蚀性能。

设备内部设置有加热元件和冷却元件，以控制温度并实现蒸发和冷凝。

将硝基硫酸从反应器中提取出来后，将其送入浓缩器进行浓缩。

首先将硝基硫酸加热至蒸发温度，蒸发过程中产生的蒸汽经冷却元件冷凝成液体。

通过控制蒸发温度和冷凝温度，可以实现硝酸分离和浓缩的过程。

浓缩分离完成后，得到浓度较高的硝酸溶液。

浓硝酸生产工艺需要注意的是，硝化反应和浓缩分离均为危险反应，在操作过程中需要严格遵守操作规程，采取相应的安全措施，确保操作人员的安全。

综上所述，浓硝酸生产工艺包括硝化反应和浓缩分离两个步骤。

通过合理的工艺参数和设备选择，可以实现高效、安全的浓硝酸生产。

制造硝酸贮罐化工储运容器设备工艺原理在化工生产中，硝酸是一种重要的化工品，它广泛应用于炸药、化肥、染料等行业。

由于硝酸的危险性，它的储运容器需要具有高强度、耐腐蚀、防泄漏等性能。

本文主要介绍硝酸贮罐化工储运容器的制造工艺原理。

1. 硝酸贮罐化工储运容器的材料选择硝酸是一种强酸，容器材料的选择非常重要。

一般情况下，硝酸贮罐化工储运容器采用不锈钢、钛合金、镍基合金、玻璃钢等材料制作。

1.1 不锈钢不锈钢是一种耐腐蚀性好、机械性能好的金属材料，通常采用316L不锈钢制作硝酸贮罐。

不锈钢硝酸贮罐具有强度高、耐腐蚀性好、密封性好等优点。

但不锈钢硝酸贮罐的制造成本较高。

1.2 钛合金钛合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料，广泛应用于航空航天、化工等领域。

钛合金硝酸贮罐具有强度高、耐腐蚀性好、密封性好等优点，但制造成本较高。

1.3 镍基合金镍基合金是一种高温合金，具有耐腐蚀、耐高温、高强度等优点，广泛应用于石油化工、核工业等领域。

镍基合金硝酸贮罐具有强度高、耐腐蚀性好、密封性好等优点，但制造成本较高。

1.4 玻璃钢玻璃钢是一种高分子复合材料，具有强度高、耐腐蚀、防泄漏等优点，广泛应用于化工、环保等领域。

玻璃钢硝酸贮罐制造成本较低，但强度和耐腐蚀性相对较差。

2. 硝酸贮罐化工储运容器的制造工艺硝酸贮罐化工储运容器的制造工艺包括材料预处理、制罐、焊接、表面处理等环节。

2.1 材料预处理因为硝酸对容器材料的腐蚀性较强，材料的表面应进行除杂、酸洗、磨光等处理。

除杂是指去除材料表面的杂质和氧化层，一般采用机械刨削和酸洗两种方法。

酸洗主要是用酸溶液清除表面氧化层和杂质，如硝酸、盐酸、氢氟酸等。

2.2 制罐硝酸贮罐的制成包括半成品焊接与组装。

半成品是由板材、钢管、型材等构件经过模板剪裁、冲孔等工序加工得到，之后进行焊接组装，最后得到容器。

制罐过程中需要对焊接工艺进行控制，例如焊接电流、电压、速度、焊接序列等参数。

2.3 表面处理硝酸贮罐表面处理主要是为了防止腐蚀和提高外观，一般采用打磨、喷砂、喷涂等方法。

湿法分解硝酸-硫酸法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：湿法分解硝酸-硫酸法是一种重要的化工工艺，广泛应用于硝酸和硫酸的生产过程中。

本文将通过详细介绍湿法分解硝酸-硫酸法的原理、工艺流程、设备及应用领域等方面，来深入探讨这一工艺的特点和应用前景。

一、原理湿法分解硝酸-硫酸法是一种将硝酸通过分解反应转化为硝基或亚硝基的方法。

其主要原理是在硝酸溶液中加入氢氧化钠或氢氢氧化铵等碱性物质，使硝酸分解生成亚硝酸或氮气。

而硫酸则起着稳定分解反应、中和酸碱度、控制反应速率等作用。

二、工艺流程湿法分解硝酸-硫酸法的工艺流程主要包括硝酸溶液的制备、硝酸分解、硫酸中和及后续处理等环节。

具体流程为：首先将硝酸溶液和适量碱性物质加热至一定温度下进行分解反应，产生亚硝酸或氮气；随后将产生的溶液与硫酸混合中和，形成目标产物；最后经过沉淀、过滤、蒸馏等步骤，得到纯净的硫酸或其他产品。

三、设备湿法分解硝酸-硫酸法所需设备主要包括反应釜、加热器、冷却器、搅拌器、过滤器、蒸馏器等。

其中反应釜是整个工艺流程中最关键的设备，其设计要求通常包括耐腐蚀、耐高温、耐压等性能。

而加热器和冷却器则用于控制反应温度，搅拌器负责混合反应液体，在过滤器和蒸馏器中则进行产物的分离和净化。

四、应用领域湿法分解硝酸-硫酸法广泛应用于硝酸、硝基物质、氮化合物等的生产过程中。

例如在化工行业中，硫酸是一种重要的原料，可用于生产硝酸铵、硝酸钾等化学品；在农业领域中，硫酸可作为肥料的重要成分，有助于提高土壤酸性并促进植物生长；在药物工业上，硫酸也用于制备某些药物的中间体。

第二篇示例：湿法分解硝酸-硫酸法是一种常用的化学反应方法，用于制备硝酸铵和硫酸铵等化学品。

该方法通过硝酸在硫酸的作用下进行分解，得到产物硫酸铵和氧化氮，是一种重要的工业化学反应过程。

硝酸-硫酸法的反应过程如下：HNO3 + 2H2SO4 -> 2HSO4- + NO + H3O+2NO + O2 -> 2NO23NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO硝酸在硫酸的作用下分解生成硫酸铵和氮气的反应是放热反应，同时还会生成氮氧化物，其中一氧化氮（NO）是一种有毒气体，需要在后续处理中进行处理，以确保生产环境的安全。

C硝酸生产工艺技术简介1建设规模及产品方案1.1产品方案利用本公司生产的液氨生产硝酸，最终产品为98%浓硝酸。

1.2生产规模1.2.1设计规模：公称能力为日产浓硝酸350吨（以100%HNO 3计）（公称能力产浓硝酸10万吨/年，计算产能10.5万吨/年，配套建10.5 万吨/年稀硝酸装置）。

年运行时间：7200小时。

1.2.2确定本装置设计规模依据以下因素：结合耀隆集团原材料供应、辅助工程条件以及市场需求，将本工程浓硝酸生产规模定为10万吨/年（以100%HNO 3计）。

2工艺技术方案及技术来源2.1工艺技术方案选择2.1.1稀硝酸2.1.1.1国内外稀硝酸工艺技术概况目前，国内外工业上生产稀硝酸的方法有常压法、综合法、全中压法、高压法、双加压法，现分述如下：（1）常压法：氨氧化和吸收均在常压下进行的生产工艺。

早期硝酸生产多采用这种方法，该工艺流程的特点为系统压力低，设备结构简单，工艺操作稳定，氨氧化率高，铂耗较低。

但吸收比容积大（20~25m3）,酸吸收率较低（仅为92%左右）。

为减少对大气的污染并提高氨利用率，需附有碱吸收N OX尾气装置并副产硝盐，即便如此尾气中N OX浓度仍很高，不符合目前日益严格的环境要求。

加上设备相对台数较多，设备体积大，装置占地面积多，投资大，成品酸浓度低等因素，国家经贸委已明文规定禁止采用此种流程新建硝酸装置。

(2)综合法常压氨氧化和中压(0.25~0.5MPa)酸吸收的稀硝酸生产工艺。

这种方法在一定程度上弥补了常压酸吸收的缺点，我国在本世纪50年代末引进该流程进行稀硝酸的工业生产。

该方法主要缺点是常压氨氧化、设备庞大、占地多，需要配备较昂贵的不锈钢材质的氧化氮压缩机，其投资高于下面介绍的中压法，且吸收压力低仅0.35MPa(A),因此酸浓度低及尾气排放不能达到环保要求，不适用于规模较大的硝酸装置，国家经贸委也明文规定了不能采用此种流程建设硝酸装置。

(3)全中压法氨氧化和酸吸收均在中压下进行的稀硝酸生产工艺。

硫酸储罐、硝酸储罐、盐酸储罐设备工艺原理背景在化工生产过程中，液体储存设备被广泛使用。

其中，硫酸、硝酸、盐酸等强酸是化工原料和中间体，具有很高的腐蚀性和危险性。

为了保证生产安全和良好的操作效率，储罐的选型和使用工艺具有非常重要的意义。

本文将讨论硫酸储罐、硝酸储罐和盐酸储罐的设备工艺原理。

硫酸储罐硫酸（H2SO4）是一种无色透明、具有强腐蚀性和易挥发性的液体。

在化工生产中，硫酸储罐是一种广泛使用的设备，通常由碳钢、不锈钢或玻璃钢等材料制成。

硫酸储罐需要针对不同的生产要求进行技术设计，其中一个主要因素是温度。

在室温下，浓硫酸密度为1.83克/立方厘米，且会发生水吸收现象，因此储罐需要完全密封以防止水分进入。

此外，在大气温度高于摄氏30度时，硫酸容易蒸发，因此储罐需要加热并配备蒸气回收系统。

其工艺流程如下：1.待储存的硫酸通过管道输送至储罐。

2.储罐内部接通蒸汽加热系通，将储存的硫酸加热至恒定温度。

3.储罐内部接通回收蒸气系统，以回收挥发的硫酸，提高硫酸的纯度和降低环境污染。

4.储罐上设置有防突固定部位，防止储罐倾倒、冲击等情况发生。

硝酸储罐硝酸（HNO3）是一种无色透明、具有刺激性臭味和吸湿性的液体。

硝酸具有极强的氧化性和腐蚀性，是一种非常危险的化学品。

硝酸储罐应选择材质、结构等技术参数合理的产品。

对于硝酸储罐，其设备工艺原理如下：1.硝酸的危险性较高。

因此，储罐需要具有较好的耐腐蚀性，一般采用碳钢或者不锈钢材料制成。

对于较浓硝酸储存更需要注意材料的选择和表面的处理。

2.储罐内部应该光滑且平整，以避免硝酸在储存过程中积存于其内部。

如果硝酸在储存过程中过分积存，就可能会发生不等温氧化反应造成严重后果。

3.储罐应当配置系统以减少风险。

该系统包括过压控制装置和液位控制装置，能够在储罐溢出或压力突增时及时警报，让生产人员可以迅速采取措施。

4.储罐需要定期进行维护保养，以防止储存硝酸的质量变质和设备老化等不良现象。

一、引言硝酸是一种重要的无机化工原料，广泛应用于化工、医药、农药、染料、国防等领域。

随着我国经济的快速发展，对硝酸的需求量逐年增加。

为了深入了解硝酸的生产过程和应用领域，我们组织了一次化工社会实践，通过实地考察、调研和实验，对硝酸的生产与应用进行了全面的研究。

以下为本次社会实践的报告。

二、硝酸的生产过程1. 原料硝酸的生产原料主要有氨、空气和浓硫酸。

其中，氨是主要原料，约占硝酸生产原料的80%以上。

2. 生产工艺硝酸的生产工艺主要包括氨氧化、吸收和浓缩三个阶段。

（1）氨氧化：将氨和空气在催化剂的作用下进行氧化反应，生成一氧化氮和水。

反应式如下：4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O（2）吸收：将氨氧化反应生成的一氧化氮和水蒸气通入吸收塔，用浓硫酸吸收，生成硝酸和硫酸。

反应式如下：2NO + O2 → 2NO23NO2 + H2O → 2HNO3 + NO（3）浓缩：将生成的硝酸溶液进行浓缩，得到浓度较高的硝酸。

3. 装置与设备硝酸生产装置主要包括氨氧化炉、吸收塔、浓缩塔等。

主要设备有氨气压缩机、氧气压缩机、冷却器、吸收塔、浓缩塔、过滤器等。

三、硝酸的应用领域1. 化工领域硝酸在化工领域应用广泛，主要用作生产硝酸铵、硝酸钙、硝酸铜等硝酸盐类。

硝酸铵是农业肥料的重要原料，硝酸钙和硝酸铜可用于制造农药、染料等。

2. 医药领域硝酸在医药领域应用较多，主要用作生产药物中间体。

例如，硝酸可用于合成抗高血压药物、抗癌药物等。

3. 农药领域硝酸在农药领域应用广泛，主要用作生产农药原料。

例如，硝酸可用于合成农药的中间体，如硝基苯、硝基甲苯等。

4. 染料领域硝酸在染料领域应用较多，主要用作生产染料中间体。

例如，硝酸可用于合成酸性染料、直接染料等。

5. 国防领域硝酸在国防领域也有一定的应用，主要用作生产炸药、火箭推进剂等。

四、硝酸的生产与环境保护硝酸生产过程中会产生一定的废气、废水和固体废物。

为了保护环境，降低污染，企业应采取以下措施：1. 废气治理：采用选择性催化还原（SCR）等技术，将氨氧化尾气中的一氧化氮还原成氮气，减少氮氧化物排放。

硝酸生产工艺硝酸是一种重要的化学原料，广泛应用于化工、冶金和制药等领域。

硝酸的生产工艺主要包括硝化法、化气法和湿法法。

下面将详细介绍硝酸的湿法法生产工艺。

硝酸的湿法法生产工艺主要是通过催化剂的作用，利用氨气和氧气反应生成亚硝酸，然后与氧气继续反应生成硝酸。

整个过程需要在适当的温度和压力下进行。

以下是硝酸的湿法生产工艺的具体步骤：首先，将硝酸质量百分比为50%的硼酸加入到反应釜中，并加入一定量的氨气。

此时，反应釜的温度被控制在30-40°C，压力为常压。

催化剂也一同加入反应釜中，通常为铂或铂铑合金。

接下来，加入空气或纯氧气，使反应釜中的氨气与氧气反应生成亚硝酸。

这个过程是通过催化剂来促进反应进行的。

亚硝酸的生成速度会随着温度的升高而加快，但过高的温度也会导致亚硝酸的分解。

因此，要控制好温度在适当范围内。

最后，将反应釜中生成的亚硝酸进一步与氧气反应生成硝酸。

这个反应是自发的，不需要外部加热或冷却。

硝酸的生成速度取决于反应釜中的氧气浓度和温度。

整个生产过程中，经过反应生成的硝酸溶液会不断被提取出来，并通过进一步的处理和净化，得到符合要求的纯硝酸产品。

硝酸的湿法生产工艺有很多优点。

首先，该工艺反应速度快，生产效率高。

其次，该工艺所需原料比较简单，易于获取。

此外，这种工艺还能够调控反应中的温度和压力，从而使得反应条件更加稳定，不容易产生不良的副产品。

然而，硝酸的湿法生产工艺也存在一些问题。

首先，该工艺中使用的催化剂成本较高，加之反应需要一定的温度和压力控制，因此设备投资较大。

其次，该工艺的废气处理也是一个难题，因为反应中会产生大量的氧化氮。

解决这些问题需要进一步的技术改进和研究。

总的来说，硝酸的湿法法生产工艺是一种重要的硝酸生产方法。

它具有生产效率高、原料简单等优点，但也存在一些问题。

随着科技的发展和实践的不断总结，相信湿法法生产硝酸的工艺将进一步完善，为硝酸生产提供更多高效、节能的解决方案。