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山东化工学院 2014 届毕业论文2014 届毕业设计(论文) 学号 201101040060山东化工职业学院毕 业 论 文题目:硝酸镁法制取浓硝酸(年产 4 万吨)系 别: 化学工程系 专 业: 炼油技术 班 级: 2011 级 2 班 姓 名: 陈 刚 学 号: 201101040060 指导教师: 赵 淑 艳 设计学期:2013-2014 学年第 1 学期完成时间:2013 年 12 月 20 日山东化工学院 2014 届毕业论文山 东 化 工 职 业 学 院毕 业 论 文 评 定 表专业 炼油技术 姓名 陈刚 周数 12班级 2011 级 2 班 学号 201101040060课题名称硝酸镁法制取浓硝酸(年产 4 万吨)指导教师或答辩小组评语签名: 年 月 日 系意见 盖章 年 月 日 成绩备注山东化工职业学院山东化工学院 2014 届毕业论文毕 业 设 计(论文)任 务 书专 业: 炼油技术班 级: 2011 级 2 班设 计 者: 陈刚合 作 者: 无指导教师: 赵 淑 艳课题名称: 硝酸镁法制取浓硝酸(年产 4 万吨)山东化工学院 2014 届毕业论文毕 业 论 文 任 务 书一、要求:1、根据设计题目,进行生产实际调研或查阅有关技术资料,选定合理的流程方案和设备类型,并进行简要论述。 (字数不小于 8000 字)2、设计说明书内容:封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。3、图纸要求:工艺流程图 1 张(图幅 2 号) ;设备平面或立面布置图 1 张(图幅3 号) ) 。二、进度安排:教学内容 学时 地点 备注查资料、说明书提纲、流程论证、工艺流程图第一周 设计室设备布置图、说明书整理、答辩。 第二周 设计室三、指定参考文献与资料过程装备成套技术设计指南 (兼用本课程设计指导书) 、 过程装备成套技术 、化工单元过程及设备课程设计四、发题时间:2013 年 10 月 07 日五、完成时间:2013 年 12 月 20 日系主任签字: 山东化工学院 2014 届毕业论文摘 要浓硝酸(HNO 3 浓度 98%)是一种重要的基础化工原料,广泛用于化工、冶金、医药、染料、农药等领域。近年来随着需求量的增加,国内浓硝酸的生产能力和产量也迅速增长,2001 年总产量约 88 万吨。 “硝酸镁法” 生产浓硝酸工艺以硝酸镁溶液为脱水剂,将浓度为 45%60%的稀硝酸精馏制取浓度为 98.2%以上的浓硝酸的生产工艺。因其流程短、投资省并且无稀硝酸生成,产品质量好而被大多数浓硝酸生产企业采用。关键词:浓硝酸、硝酸镁、间接法山东化工学院 2014 届毕业论文目 录前 言 .1第一章 概述 .21.1 产品浓硝 酸 .21.1.1 物理性质 .21.1.2 化学性质 .21.1.3 产品标准 .21.1.4 浓硝酸用途 .31.1.5 浓硝酸的包装与储运 .31.2 脱水剂硝酸镁 .31.2.1 性质 .3第二章 浓硝酸的制造概述 .52.1 工业生产浓硝酸的工艺方法 .52.1.1 直接合成法 .52.1.2 超共沸酸精馏法 .52.1.3 加脱水剂法 .52.2 浓硫酸脱水法 .62.3 硝酸镁脱水法 .62.3.1 硝镁法生产浓硝酸的原理 .7第三章 工艺流程论证 .103.1 影响工艺操作的因素 .103.1.1 稀硝酸浓度 .103.1.2 硝酸镁溶液的浓度 .103.1.3 配料比 .103.1.4 回流比 .103.1.5 操作温度 .103.1.6 操作压力 .103.1.7 空塔速度和喷淋密度 .103.2 硝镁法浓硝酸生产工艺流程 .103.3 硝镁法“间硝” 生产的优点 .113.3.1 工艺设计优点 .11山东化工学院 2014 届毕业论文3.3.2 酸性水的回收利用 .123.3.3 酸性水的新用 .123.3.4 酸性水的提浓 .123.4 硝镁法“间硝” 生产需完善的工艺 .123.5 硝酸镁的制备及再生 .133.5.1 氧化镁的选择 .133.5.2 硝酸镁的制备 .133.5.3 硝酸镁的再生使用 .13第四章 典型机器设备选型与论证 .144.1 硝镁法生产浓硝酸的主要设备 .144.2 塔设备的选型与论证 .144.2.1 浓缩塔结构 .144.2.2 浓缩塔材质的选用 .154.3 泵设备的选型与论证 .154.3.1 离心泵的基本特性: .154.3.2 应注意的问题 .164.3.3 离心泵的安装和操作: 16 致谢 .17参考文献 .18山东化工学院 2014 届毕业论文1前 言浓硝酸是化工、医药、国防、染料和纺织工业的重要原料。工业上生产浓硝酸有直接法、间接法和共沸酸蒸馏法三种方法。“直接法 ”生产浓硝酸是以氨和空气为原料,在铂触媒催化下生成一氧化氮;一氧化氮再氧化得到二氧化氮;二氧化氮经吸收得发烟硝酸;蒸馏发烟硝酸经冷凝得到液态N 2O4;液态N 2O4与水按一定比例混合,在高压下通入高纯度O 2,直接合成浓硝酸。“共沸酸蒸馏法” 是将HNO 3含量68.3以上的硝酸通过精馏来获得。“ 间接法 ”生产浓硝酸是在有脱水剂存在的情况下,将稀硝酸蒸馏制取浓硝酸。稀硝酸是一种具有最高恒沸点的水溶液,其最高恒佛点为121.9。相应的硝酸浓度为68.4% 。欲将稀硝酸直接蒸馏得到浓硝酸是不可能的,只有在脱水剂作用下才能使稀硝酸脱水浓缩成98%以上的浓硝酸。用硫酸作脱水剂的叫硫酸法,用硝酸镁作脱水剂将稀硝酸精馏制取浓硝酸,习惯上称为“硝镁法 ”浓硝酸工艺。硫酸法是古老的方法,生产成本高,产品质量差,生成大量稀硫酸不好处理,已逐渐被淘汰。六十年代初,我国研究建设了硝酸镁法稀硝酸提浓装置,硝酸镁法生产浓硝酸,设备结构简单,不产生有害废气,产品质量高,无稀硫酸生成,操作方便,运行成本低,投资回收期短,经济效益较好,已被广泛用于硝酸厂及有关企业。山东化工学院 2014 届毕业论文2第一章 概述1.1 产品浓硝酸1.1.1 物理性质纯硝酸是无色发烟液体,易分解出二氧化氮和氧气,因而呈红棕色。一般商品带有微黄色,发烟硝酸是红褐色液体。具有刺激性。溶解性易溶于水。纯硝酸是无色液体,比重为1.5027,有刺鼻窒息气味,沸点86,纯硝酸熔点-42,溶解热9.54kcal /kg,汽化热115kcal /kg;无水的硝酸( 100%) 是不稳定化合物,易溶解于水并放出溶解热,硝酸水溶液比重随浓度的升高而增加。1.1.2 化学性质硝酸分子式 HNO3,分子量 63.02。硝酸是强酸,具有酸的通性,是强氧化剂,受热易发生分解,一般情况下认为硝酸的水溶液是完全电离的。硝酸与金属反应的规律:1) 除 Au、Pt 等少数金属外,硝酸几乎可能氧化所有的金属。2) 常温下 Fe、Al 等金属在浓 HNO3 中发生“钝化”。 3) 硝酸越浓,其氧化性越强。如稀 HNO3 可使石蕊试液变红,而浓 HNO3 可使石蕊试液先变红后褪色。4) 一般来说,活泼金属与 HNO3 反应不生成 H2,浓 HNO3 的还原产物为 NO2,稀 HNO3 的还原产物为 N

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