Проєкт дільниці одержання слабкої нітратної кислоти
Автор: Чупінський Дмитро Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології неорганічних речовин і водоочищення
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Чупінський Д.В., Сухацький Ю.В. (керівник). Проєкт дільниці одержання слабкої нітратної кислоти. Магістерська кваліфікаційна робота. ? Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2020. Розширена анотація За обсягом виробництва нітратна кислота посідає друге місце після сульфатної кислоти. Щорічно зростаючий обсяг виробництва HNO 3 пояснюють величезним значенням цієї кислоти та її солей для народного господарства. Нітратна кислота є сировиною для отримання багатьох нітрогеновмісних речовин. Близько 40…50% від обсягів її виробництва застосовують для отримання нітрогенних (азотних) мінеральних добрив. Водночас, нітратну кислоту використовують також: для отримання вибухових речовин, нітратів та інших технічних солей; у промисловості органічного синтезу; в ракетній техніці – як окисник або ж компонент окисника палива; в інших галузях народного господарства. Розрізняють два види продукційної нітратної кислоти: 1) слабка (розведена) з концентрацією HNO3 до 60…62% мас.; 2) концентрована – 98…99% мас. HNO3 . Для отримання мінеральних добрив використовують, як правило, розведену нітратну кислоту. Основними виробниками нітратної кислоти є США, Франція, Німеччина, Італія, Іспанія та Великобританія. На сьогодні зростання виробництва нітратної кислоти відбувається внаслідок вдосконалення та оновлення технологій, а також організації виробництва у країнах, які розвиваються. Об’єкт дослідження ? тристадійний процес одержання слабкої нітратної кислоти. Предмет дослідження ? фізико-хімічні закономірності тристадійного процесу одержання слабкої нітратної кислоти. Мета дослідження: проєктування дільниці одержання слабкої нітратної кислоти за підвищеного тиску. У роботі наведено огляд існуючих способів виробництва слабкої нітратної кислоти, зокрема систем, які працюють за атмосферного, підвищеного тиску або за комбінованою схемою. На основі порівняльного аналізу різних схем одержання 5 слабкої нітратної кислоти обрано схему, яка працює за підвищеного тиску. Перевагами такої схеми є: отримання найконцентрованішої, порівняно зі схемами, які працюють за атмосферного тиску та комбінованою, нітратної кислоти; зменшення металоємності агрегатів і, відповідно, величини капітальних витрат; інтенсифікація процесів окиснення нітрогену (ІІ) оксиду до нітрогену ( IV) оксиду, абсорбції нітрозних газів. Охарактеризовано: основну сировину для виробництва розведеної (слабкої) нітратної кислоти – аміак, повітря, воду; напівпродукти – нітрогену (ІІ) оксид, нітрогену (IV) оксид, а також продукт – розведену нітратну кислоту. Розглянуто фізико-хімічні основи трьох стадій (контактного окиснення аміаку киснем повітря; окиснення нітрогену (II) оксиду до нітрогену (IV) оксиду; абсорбції нітрозних газів) процесу одержання слабкої нітратної кислоти. Встановлено оптимальні умови здійснення цих стадій. Розроблено функціональну схему отримання слабкої нітратної кислоти. Виконано матеріальні та теплові розрахунки тристадійного процесу одержання слабкої нітратної кислоти, а також розрахунки селективного каталітичного очищення хвостових газів, технологічний та конструктивний розрахунок абсорбційної колони та реактора каталітичного знешкодження оксидів Нітрогену. На основі аналізу джерел інформації, функціональної схеми, виконаних матеріальних, теплових розрахунків, розрахунків основного та допоміжного обладнання запропоновано технологічну схему одержання слабкої нітратної кислоти за підвищеного тиску. Наведено рекомендації щодо автоматизації процесу, схему для регулювання і захисту від “помпажу”. Для зниження концентрації оксидів Нітрогену у викидних газах передбачено каталітичні методи очищення хвостових газів: високотемпературний та низькотемпературний. Розроблено систему заходів щодо забезпечення надійності охорони водних ресурсів від кислих стічних вод, захисту атмосферного повітря від забруднень оксидами Нітрогену. Здійснено компонування обладнання. Виконано узагальнені техніко-економічні розрахунки тристадійного процесу одержання слабкої нітратної кислоти. 6 Ключові слова ? нітратна кислота, абсорбційна колона, нітрозні гази, контактне окиснення, підвищений тиск, аміачно-повітряна суміш.