浓硝操作规程.pdf

济南双硝技术开发有限公司浓硝酸操作规程河南神马尼龙化工有限责任公司硝镁法浓硝酸装置操作规程济南双硝技术开发有限公司济南双硝技术开发有限公司浓硝酸操作规程1 目录第一章 生产原理介绍第二章 工艺流程说明第三章 工艺、设备参数及指标第四章 开车程序及注意事项第五章 停车程序及注意事项第六章 硝酸镁的处理第七章 故障原因分析及处理第八章 安全操作及事故处理第一章浓硝酸生产原理济南双硝技术开发有限公司浓硝酸操作规程2 第一节产品方案一、年生产98%的浓硝 2 万吨，产品符合（GB/T337.1 －2002）标准二、生产规模：日产浓硝酸60.6 吨；年产浓硝酸2 万吨；年操作8000 小时第二节产品规格产品品种指标名称质量指标一级二级浓硝酸硝酸含量 % ≥98 97 亚硝酸 % ≤0.5 1.0 作烧残渣 % ≤0.02 0.04 第三节、 生产方法和原理1、生产方法 ：在实际生产中可分为直硝法和间硝法两种1）直硝法：以氮的氧化物，氧和水直接一步合成浓硝酸，称直接合成浓硝酸法，简称直硝法直硝法又由于方法的不同，分为用氧将氨氧化的流程和用空气将氨氧化的流程两种2）间硝法：先制得稀硝酸，然后提浓，称为间接浓硝酸法，简称间硝法。

在生产中以硝酸镁做脱水剂的，称为硝镁法在实际生产中以硫酸做为脱水剂的，称为硫酸法国内间硝法浓硝酸绝大多数采用的是硝镁法生产工艺,我公司浓硝酸生产采用的也是硝镁法2、生产原理 ：本工段在实际生产中采用蒸馏原理中特殊的蒸馏方法—萃取蒸馏蒸馏的原理：利用液体混合物各组分挥发度不同的性质，将具有挥发性的液体混合物分离为较纯组分的操作叫蒸馏液体混合物的蒸馏操作是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同温同压下各组分具有不同的蒸汽分压的原理，将需要分离的液体混合物加热至沸腾，使要分离的组分汽化为蒸汽并使之冷凝，得到含较高的改组分溶液，再将此冷凝液加热汽化，然后再冷凝，如此反复操作，最后可使要分离的组分与其它组分以几乎纯粹的形式分开精馏：是同时多次运用部分汽化和部分冷凝的方法使混合液分离为较纯组分的操作精馏是简单蒸馏的多次重复在浓硝酸实际生产中，由于硝酸与水形成的是二元恒沸混合物，其最高恒沸点121.9oC，此时相对应的汽相、液相硝酸浓度为68.4%，达到相平衡，再继续蒸馏其气液相浓度不会再改变，所以进行直接简单蒸馏不能得到68.4%以上的浓硝酸所以在实际生产中不能采用一般的蒸馏方法，而采用特殊的蒸馏—萃取蒸馏。

萃取蒸馏是在混合物中加入一种新物质，以增大极难分离的各组分在挥发度上的差异进行萃取蒸馏时，加入新的物质以增大被分离的组分的相对挥发度，新物质的挥发度要比原有各组分的挥发度低得多，才能使原组分间相对挥发度发生显著的变化而其本身不被气化在本工段硝镁法生产浓硝酸过程中，是将硝酸镁（萃取剂或脱水剂）作为第三组分加入硝酸济南双硝技术开发有限公司浓硝酸操作规程3 水溶液 （稀硝酸） 中，将稀硝酸蒸馏时混合液中硝酸的蒸气分压增大，使蒸气中硝酸含量显著提高具体实际生产中，浓硝酸浓缩塔分为提馏段和精馏段，提馏段应用萃取蒸馏进行生产（出提馏段硝酸蒸气为 85%左右） ，精馏段应用精馏操作进行生产（出精馏段硝酸蒸气为98%左右） ，将出精馏段的 98%硝酸蒸气引入冷凝器冷凝，1/3 做为回流进入精馏段顶部维持连续生产，2/3 做为成品酸漂白后进入成品贮槽硝酸镁（脱水剂）在生产中重复使用，原始开车或不足时，在硝酸镁制备槽中配制MgO+2HNO3=Mg （NO3）2+H2O 现直接外购硝酸镁成品,加入脱盐水溶解后用泵输送至稀镁槽第四节物料性质一、硝酸1、化学分子式：HNO32、分子量： 63.02 3、 HNO3物理性质： （1）纯硝酸（ 100%）为无色，有刺激性，不稳定的液体，沸点86℃，在空中易挥发，一般由于溶有微量的氧化氮呈黄色。

2）硝酸易溶于水，可与任何比例的水互溶溶解时能放出一定的稀释热，其稀释热的大小与浓度有关3）硝酸水溶液能导电，含硝酸20 ~ 42% 的硝酸水溶液有最高的导电度4）硝酸比重与浓度有关，硝酸浓度越高比重也越大5）各物理常数如下：浓度项目物理常数98% 比重1.501（20℃）98% 比热0.473 千卡 /千克℃100% 沸点85.4℃100% 冰点－41℃4、化学性质：（1）浓硝酸是强氧化剂，性质很活泼容易和其它物质起化学反应，皮肤受浓硝酸浸滴后就要被灼伤纸、木屑、棉花（布）等与浓硝酸接触能引起燃烧2）硝酸的特性是它的分子不稳定，遇光或热分解放出NO 和 NO24HNO3 ==2H2O＋4NO＋O2 NO＋O2 == NO2常温下也有微量的硝酸分解，分解出来的二氧化氮溶于酸中，所以硝酸呈淡黄色3）硝酸与碱中和生成盐和水NaOH＋HNO3 == NaNO3＋H2O （4）硝酸与盐酸以1∶3 比例混合而成的溶液称为“王水”， “王水”有强烈的腐蚀作用，金铂都能溶于“王水”中，主要是混合溶液能生成初态的氯原子HNO3＋3HCl == 2[Cl] ＋2H2O＋NOCl NOCl== NO ＋[Cl] 初生态的氯 [Cl] 与金 [Au] ，铂 [Pt]作用生成氯化金，氯化铂，其总反应式如下：Au＋HNO3＋HCl == AuCl3＋NO＋2H2O 3Pt＋4HNO3＋12HCl == 3PtCl4＋4NO＋ 8H2O （5）浓硝酸与某些金属很容易作用，故在生产中使用的设备材质必须考虑到腐蚀问题。

稀硝酸采济南双硝技术开发有限公司浓硝酸操作规程4 用不锈钢，浓硝酸采用高纯度铝和硅铁浓硝酸与铝作用，在铝表面上生成一层薄而极质密的氧化铝保护膜，这种现象叫“钝化”，使铝不在与浓硝酸反应6）硝酸还具有的特性是对许多有机物质的硝化作用如炸药工业，染料工业等都用到硝酸7）硝酸雾及分解出的氧化氮气体对呼吸器官有强烈的侵害作用，严重时能引起肺水肿，所以现场操作人必须穿戴必要的防护用具，以保证人身安全二、硝酸镁分子式： Mg(NO3)2 分子量： 148 硝酸镁是三种晶系的无色晶体，已知的有无水硝酸镁和带1、2、6、9 个分子结晶水的硝酸镁，硝酸镁不仅溶解于水，而且溶解于液体氨和酒精中，与酒精作用生成Mg （NO3）2C2H5OH 硝酸镁溶液极易结晶，其结晶度与浓度有关硝酸镁溶液结晶度与浓度的关系见表：（ 1-1）硝酸镁在水中的溶解度（表1-1）温度－5 －10 －15 －20 －25 －30 －31.9 －30 －25 － 20 重量11.8 18.9 23.7 27.6 30.9 33.2 34.0 34.4 35.6 37.2 温度－18.0 －15.0 －10.0 － 5.0 0 5.0 10.0 15.0 20.0 25. 0 重量38.0 38.2 38.3 39.4 40.0 40.6 41.2 41.8 42.3 42.9 温度30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 重量43.6 44.2 44.8 45.4 46.2 47.0 47.9 48.9 49.9 51.0 温度80.0 85.0 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0 65.0 60.0 54.0 重量52.4 54.0 57.8 62.0 64.0 64.9 65.6 66.4 66.9 67.9 温度60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 90.0 95.0 100.0 110.0 重量68.4 69.0 69.0 70.2 70.8 71.4 72.0 72.6 73.2 74.4 温度120.0 125.0 130.0 130.5 130.9 140.0 150.0 160.0 175.0 190.0 重量76.0 77.3 79.8 81.5 81.9 82.4 82.9 83.4 84.11 84.88 从表中可以看出，当硝酸镁的浓度为40%时，结晶温度为0℃；当硝酸镁溶液的浓度为66.9%时，其结晶温度为60℃；当硝酸镁溶液的浓度上升到72%时，其结晶温度为90℃。

随着硝酸镁浓度的提高，其结晶温度急剧上升由表（ 1-1）和图（ 1-1）可知硝酸镁水溶液的结晶温度与浓度不是直线关系，而是具有四个共饱和点的曲线曲线分为5 个阶段，硝酸镁浓度0~34%（重量 %）为水的饱和溶液曲线；34~38%为9 水硝酸镁饱和溶液曲线；38~67.6%为 6 水硝酸镁饱和溶液曲线；67.6~81.9%为 2 水硝酸硝酸镁饱和曲线； 81.9%以上为无水硝酸镁溶液曲线曲线上方为液相区，下方为固相区将表（ 1-1）数据进行标绘，可得到硝酸镁在水中的溶解度的多温图（1-1）济南双硝技术开发有限公司浓硝酸操作规程5 200 Mg(NO3)2150 温度℃100 Mg(NO3)22H2O 50 Mg(NO3)26H2O 冰0 Mg(NO3)29H2O —50 0 20 40 60 80 图 1-1 硝酸镁水溶液的比重、浓度、温度关系如表（1-2）所示：硝酸镁水溶液的密度（表1-2）浓度 % 温度℃55 58 60 62 64 66 68 70 72 90 1.508 1.545 1.569 1.594 1.619 1.643 1.668 1.692 1.712 100 1.504 1.540 1.564 1.588 1.621 1.636 1.660 1.684 1.708 110 1.496 1.534 1.558 1.582 1.607 1.631 1.656 1.680 1.704 120 1.492 1.529 1.553 1.575 1.601 1.624 1.648 1.672 1.696 130 1.539 1.569 1.594 1.619 1.644 1.668 1.693 140 1.564 1.588 1.612 1.637 1.662 1.686 150 1.631 1.657 1.680 硝酸镁溶液是一种粘稠性的液体，粘度较大。

硝酸镁的溶液的粘度与温度及浓度有关浓度越高，粘度越大；而温度越高，则粘度越小在稀硝酸浓缩过程中，希望硝酸镁溶液的粘度越小越好在生产中以硝酸镁溶液为脱水剂浓缩硝酸的操作过程中，根据硝酸镁溶液的结晶曲线、粘度、沸点及硝酸镁 -硝酸 -水三元系统的气液平衡组成，结合生产实际情况一般取硝酸镁溶液的浓度为74 ~ 76%硝酸镁浓度太低不利于操作，使产品浓硝质量不好控制；硝镁浓度高，生产中蒸汽消耗大，造成不必要造成浪费因此各工艺根据具体情况选择最佳的适合浓度三、一氧化氮NO 分子量 30 济南双硝技术开发有限公司浓硝酸操作规程6 1、物理性质：无色刺激性气体，标况时－151.4℃冷凝成无色液体；－163.7℃时成为固体临界温度－ 92.9℃，临界压力6.46MPa易溶于浓度高的硝酸溶液中，不易溶于水2、化学性质： （1）NO＋NaNO==3NaNO2＋ NO2 （2）与稀碱不反应，与浓碱混合长时间一半生成亚硝酸盐，另一半变成N2O 4NO＋2NaOH==2NaNO2＋N2O＋H2O （3）2NO＋O2==2NO2（4）NO＋NO2==N2O3（5）2NO==N2＋O2（6）670℃以上不易与O2反应，低于140℃完成氧化四、二氧化氮NO2（N2O4） ：1.物 理性质：棕褐色特殊气体，有毒，易液化呈棕色液体。

沸点251℃（温度降低颜色降低） ，－10.8℃凝结成无色晶体，140℃时全为NO2， 150℃以上分解成NO2.化学性质：（1）3NO2＋H2O==2HNO3＋NO 4NO＋ 3O2＋ 2H2O==4HNO3（2）NO2＋Na2CO3==NaNO3＋CO2↑2NO2＋2NaOH==NaNO3＋H2O＋NaNO2 五、危害：NOX有害气体，在 50PPm以下工作时中毒无感觉；在 100PPm环境下中毒有感觉； 在 500PPm条件下工作一小时就会死亡第二章工艺流程说明一、工艺流程简述从硝酸工段来的浓度≥60 %的。