Проект абсорбционного отделения производства слабой азотной кислоты с разработкой абсорбера

Ивановский государственный химико-технологический университет
Кафедра Машины и Аппараты Химических Производств
Дипломный проект по дисциплине: МАХП
На тему: "Проект абсорбционного отделения производства слабой азотной кислоты с разработкой абсорбера"
Иваново 2013

Представлен проект цеха слабой азотной кислоты производительностью 380 т. тонн моногидрата в год в одном агрегате. В пояснительной записке на страницах приведены теоретические основы процесса синтеза азотной кислоты, дана технологическая схема абсорбционного отделения, выполнены материально-тепловые, конструктивные и прочностные расчеты абсорбционной колонны, рассмотрены вопросы монтажа и ремонта основного технологического оборудования. Графическая часть представлена технологической схемой, строительно–монтажным чертежом, и чертежами абсорбционной колонны .
Высота Н=57675мм
Ширина В=4130мм

Техническая характеристика
1. Колонна предназначена для получения 60% азотной кислоты
2. Давление рабочее:
в корпусе, МПа 1,16
в змеевиках, МПа 0,8
3. Температура среды:
в корпусе, С max 60
в змеевиках, С max 50
4. Максимально допустимая температура стенки, С 60
5. Рабочая среда:
в корпусе - нитрозные газы, азотная кислота
(токсичная, коррозионная)
в змеевиках - вода (нейтральная)
6. Поверхность теплообмена змеевиков, м 1670
7. Группа аппарата Iа по ОСТ 26-291-71
8. Колонна подведомственна ГОСГОРТЕХНАДЗОРу
9. Материал аппарата - сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 7350-77

Содержание
Аннотация………………………………………………………………………………………………………………4
Технико-экономическое обоснование проекта……………………………………………………5
1)Введение…………………………………………………………………………………………………………….6
2)Технологическая часть……………………………………………………………………………………….8
2.1.Обзор агрегатов получения азотной кислоты……………………………………………….8
2.2.Теоретические основы процесса получения неконцентрированной азотной кислоты …………………………………………………………………………………………………………………10
2.3.Характеристика сырья и готового продукта………………………………………………….14
2.4.Описание технологического процесса и схемы…………………………………………….16
2.4.1.Описание технологического процесса……………………………………………………….16
2.4.1.1.Процесс образования оксидов азота………………………………………………………16
2.4.1.2.Процесс абсорбции оксидов азота………………………………………………………….17
2.4.1.3.Процесс очистки выхлопных газов………………..………………………………………..17
2.4.2.Описание технологической схемы……………………………………………………………..18
2.4.2.1.Подготовка и сжатие воздуха…………………………………………………………………..18
2.4.2.2.Испарение и подготовка аммиака……………………………………………………………19
2.4.2.3.Подготовка аммиачно-воздушной смеси………………………………………………..20
2.4.2.4.Контактное окисление аммиака в оксид азота………………………………………..21
2.4.2.5.Утилизация тепла нитрозного газа и получение пара……………………………..21
2.4.2.6.Охлаждение и промывка нитрозного газа низкого давления…………………22
2.4.2.7.Сжатие и охлаждение нитрозного газа…………………………………………………….23
2.4.2.8.Абсорбция оксидов азота………………………………………………………………………….24
2.4.2.9.Катилитическая очистка выхлопных газов и рекуперация энергии очищенных выхлопных газов…………………………………………………………………………………25
2.5.Технологический расчет абсорбционной колонны………………………………………28
2.5.1.Расчеты химико-технологических и теплохимических процессов…………….28
2.5.2.Материальные расчёты……………………………………………………………………………….30
2.5.3.Тепловые расчёты………………………………………………………………………………………..30
2.6.Технологический расчет газового промывателя……………………………………………44
2.6.1.Материальный расчёт………………………………………………………………………………….46
2.6.2.Окисление окиси азота в свободном объеме над тарелкой………………………48
2.6.3.Тепловой расчет……………………………………………………………………………………………49
2.6.4.Исходные данные для расчета…………………………………………………………………….50
3. Проектно-конструкторская часть………………………………………………………………………..55
3.1.Конструктивный расчет абсорбционной колонны…………………………………………55
3.2.Расчет массы аппарата…………………………………………………………………………………….58
3.3.Расчет колонны на ветровую нагрузку……………………………………………………………59
3.4.Расчет опоры аппарата…………………………………………………………………………………….64
3.5.Расчет на малоцикловое напряжение…………………………………………………………….67
3.6.Конструктивный расчет газового промывателя………………………………………………68
4.Охрана окружающей среды………………………………………………………………………………….76
4.1.Анализ степени опасности технологического процесса………………………………….76
4.2.Обеспечение санитарно-гигиенических и экономических требований к качеству окружающей среды………………………………………………………………………………………………….76
4.3.Выбор и расчет системы вентиляции……………………………………………………………….79
4.4.Оценка степени воздействия выбросов вредных веществ на окр. среду………81
4.5.Оценка степени воздействия проектных решений на водные объекты…………81
4.6.Отходы производства……………………………………………………………………………………….81
4.7.Оценка взрывопожарной и пожарной опасности……………………………………………81
4.8.Санитарно-гигиенические требования к выбору систем освещения…………….82
4.9.Обеспечение безопасного обслуживания оборудования источника физического фактора воздействия……………………………………………………………………………………………….84
5.Контроль и автоматизация производства……………………………………………………………86
6.Монтаж оборудования………………………………………………………………………………………….94
7.Ремонт и обслуживание оборудования……………………………………………………………….98
7.1.Ремонт аппаратов………………………………………………………………………………………………98
7.2.Текущий ремонт…………………………………………………………………………………………………98
7.3.Капитальный ремонт………………………………………………………………………………………….98
8.Строительная часть…………………………………………………………………………………….………..101
9.Расчет технико-экономических показателей……………………………………………….……..103
9.1.Расчет стоимости оборудования, инструмента и амортизационных отчислений
……………………………………………………………………………………………………………………………..……104
9.2.Расчет инвестиционных издержек………………………………………………………………..….105
9.3.Расчет затрат на сырье и материалы……………………………………………………………..…106
9.4.Расчет затрат на энергию………………………………………………………………………………..…107
9.5.Расчет затрат на оплату труда…………………………………………………………………………..108
9.6.Расчет эксплуатационных затрат…………………………………………………………….……….109
9.7.Технико-экономические показатели эффективности проекта………………………..110
Литература……………………………………………………………………………………………………………….113