ВВЕДЕНИЕ

1. Аналитическая часть

1.1. Технико-экономическое обоснование выбранного метода производства

1.2 Патентная часть

1.3 Выбор и обоснование района строительства

Географические и климатические данные региона.

2. Расчетно-технологическая часть

2.1. Описание технологической схемы

2.2 Принцип работы колонны концентрирования H2SO4

2.3. Стандартизация. Технологическая характеристика сырья, полуфабрикатов, готового продукта. ГОСТ и технические требования.

Свойства готовых продуктов, сырья и полуфабрикатов.

2.4. Химизм основных и побочных реакций [4]

2.5 Инженерные решения

2.6. Расчет материального баланса отделения концентрирования HNO3 [1]

2.7. Расчет теплового баланса [7]

3. Технико-технологическая часть

3.1. Выбор и расчет производительности основного и вспомогательного оборудования технологической схемы

3.2 Расчет количества аппаратов

4. Конструктивно-механические расчеты

4.1 Расчет числа ступеней контакта фаз концентратора [5]

1.2. Гидродинамический расчет

1.2.1. Расчет первой по ходу газового потока ступеней контакта фаз [5]

4.2.2. Расчет гидродинамических характеристик второй и последующих по ходу газа ступеней вихревой колонны [5]

4.3. Механические расчеты основных деталей и узлов вихревой колонны [6], [7]

5. Выбор и обоснование схемы автоматизации производственного процесс

Общие сведения о типовой микропроцессорной системе.

Технологический процесс регенерации отработанных кислот

Описание контуров

Регулирование уровня в напорном баке

2 Регулирование температуры охлажденной кислоты по изменению подачи хладагента.

Регулирование соотношения расходов при автоматизации топки

4. Контур контроля давления

5. Регулирование концентрации кислот

9. Экономическое обоснование проекта

Расчет нормируемых оборотных средств:

Расчет численности и фонда заработной платы:

Расчет фонда заработной платы основных производственных рабочих

Расчет фонда З.П. вспомогательных рабочих (дежурный персонал)

Расчет годового расхода электроэнергии (по проекту)

Смета цеховых расходов

Сравнительные технико-экономические показатели производства

6. Безопасность и экологичность проекта.

Анализ производства.

Индивидуальные средства защиты

Шум и вибрация

Вентиляция

Расчет вентиляции

Метеорологические условия

Пожарная профилактика

Освещение

Расчет естественного освещения

Расчет искусственного освещения

Электробезопасность

Статическое электричество и молниезащита.

Молниезащита

Расчет молниезащиты

Безопасность технологического процесса.

Экологичность проекта

2.8 Расчет материального баланса концентрирования H2SO4

2.9. Расчет теплового баланса вихревой колонны

7. Строительно-монтажная схема здания цеха и компоновка оборудования

8. Генеральный план. Пояснения к схеме генерального плана.

Заключение

Список использованных источников

Приложение, спецификация

Перечень условных сокращений, обозначений, применяемых в проекте.

АК - азотная кислота

СК - серная кислота

НКЛ – нитрокаллоксилин

ОК - отработанная кислота

ВКУ – вихревое контактное устройство

АСУТП – автоматизированные системы управления технологическим процессом

УВМ – управляющая вычислительная машина

ВВЕДЕНИЕ [1]

В настоящее время развитие производств, применяющих смесь азотной и серных кислот в качестве нитрующего агента, привело к получению огромных количеств отработанных кислотных смесей. Эти смеси с экономической точки зрения необходимо регенерировать и в необходимых расчетных концентрациях возвращать обратно в производственный цикл, тем самым удешевляя единицу себестоимости готовой продукции.

Состав тройных смесей HNO3 –H2SO4 – H2O, поступающих на регенерацию, колеблется в довольно широких пределах. В одних случаях они представляют сильно разбавленные кислотные смеси с содержанием азотной кислоты 5-10%, в других случаях отработанные кислоты содержат 1-2% азотной кислоты и 65-70% серной кислоты, в которой растворены окислы азота N2O3, образующие нитрозилсерную кислоту HNSO5.

Регенерация таких смесей представляет собой определенные трудности и требует изыскания все новых и новых способов, обеспечивающие нормальное ведение процесса разгонки отработанных кислот, а также получение азотной и серной кислот, которые по своим качествам и техническим характеристикам не уступают свежим кислотам применяемым для нитрации.

Начальной ступенью регенерации отработанных кислот является их денитрация. Этот процесс заключается в выделении их кислотной смеси азотной кислоты и окислов азота, содержащихся в смеси. В результате проведения процесса денитрации получается 68-70% серная кислота, которая поступает на концентрирование, после чего, в случае необходимости, может быть снова направлена непосредственно в цикл нитрации.

1. Аналитическая часть

1.1. Технико-экономическое обоснование выбранного метода производства [2], [3]

В современной технологии для концентрирования серной кислоты применяются два вида установок:

- с внешним обогревом;

- с непосредственным соприкосновением греющих газов с кислотой.

К установкам внешнего обогрева относятся котлы, так называемые реторты, установки типа Бюшинга, Паулинга, Фришера, а также Майснера. В них происходит обогрев кислоты через стенку в аппаратах колонного типа, установки вакуум-аппаратов и установки Дюпон пленочного типа.

К установкам с непосредственным соприкосновением горячих газов с кислотой относятся установки Кесслера; широкое распространение получили аппараты типа Хемико, работающие в режиме барботирования газов через слой серной кислоты и аппараты Вентури трубного типа.

Суть процесса концентрирования в аппаратах этого типа заключается в дроблении кислоты на капли благодаря потоку горячего газа.

Оба вида технологий получения концентрированной серной кислоты имеют как положительные, так и отрицательные стороны, которые необходимо учитывать при выборе характера производства в каждом отдельном проекте с учетом экономических показателей и наличия трудовых и сырьевых ресурсов.

Большим преимуществом установок с внешним обогревом является отсутствие или минимальное количество тумана серной кислоты, образующейся в результате работы концентраторов второго типа, а также получения серной кислоты с крепостью до 98%. Благодаря исключению необходимости очистки выхлопных газов от кислотного тумана, появляется возможность удешевить технологический процесс в результате выхода из технологической схемы дорогостоящих электрофильтров. Но при концентрировании серной кислоты, например, в ретортах до 96% крепости и выше, происходит их быстрое изнашивание из-за высокой температуры кипения серной кислоты, которая достигает t=300оC. Кроме того, при высоких температурах увеличивается испарение и разложение серной кислоты, что ведет к потере количества и качества серной кислоты. Эти недостатки учтены и устранены в установках типа Майснера, где концентрирование происходит под вакуумом. Установки Майснера весьма компактны по сравнению с ретортными установками Паулинга. При проектировании производств одной и той же мощности, установки с колоннами Майснера занимают менее 40% площади, требующейся для установки реторт Паулинга. Однако установки Майснера имеют весьма серьезный недостаток ввиду малой производительности (выход готового продукта составляет до 13-15 т/сут.). К другому недостатку относится растрескивание ферросилидовых царг, проявляющееся в процессе эксплуатации данной установки, а также нарушение уплотнения между царгами. К недостаткам колонн Майснера относится также необходимость строительства котельных для выработки водяного пара , применяемого в колоннах. Следовательно, этот тип установок может быть применен только в случаях необходимости концентрирования небольших количеств серной кислоты и для получения при этом серной кислоты высокой концентрации (до 98%).