硝酸装置氨耗高的原因分析及改进措施

（中石油兰州石化化肥厂，甘肃 兰州730060）

［中图分类号］TQ 111.26⁺2 ［文献标志码］B［文章编号］1004-9932（2013）06-0028-02

目前，硝酸工业在我国已取得迅猛发展，生产方法以双加压法工艺为主流。硝酸生产中，氨的消耗成本是最主要的技术经济指标之一，它占稀硝酸生产成本的75%~80%，氨耗的高低直接影响硝酸的生产成本。在稀硝酸生产中，理论上生产1 t硝酸需消耗0.27 t氨，双加压法硝酸工艺设计吨硝酸氨耗为0.283 t，国内生产比较好的装置氨耗指标基本能接近设计值。我公司的硝酸装置虽为双加压法工艺，但从开车以来的实际运行情况看，吨硝酸氨耗高达0.3 t。通过分析、总结，提出并实施了一些改进措施，并加强了设备、工艺管理，起到了降低硝酸装置氨耗的效果。

1  氨的消耗分析

在双加压法硝酸生产中，氨以液氨形态经蒸发器蒸发为气氨后进入氨氧化炉，在催化剂作用下被氧化为NO，NO再被氧化为NO₂，之后NO₂ 在吸收塔中被水吸收生成稀硝酸。工艺流程简图见图1。

硝酸生产过程中，氨是作为反应物被消耗掉的，其主要反应式为：4NH₃+5O₂            4NO+6H₂O+907.28 kJ。工业生产中，氨耗的高低主要取决于氨氧化率的高低，其次与后续生产中NO的氧化和NO₂吸收也有较大的关系。氨氧化率的高低又与催化剂的性能、工艺过程关系密切。

2  氨耗高的原因分析

2.1  空气质量差

双加压法硝酸工艺中，由于氨的催化氧化反应是在催化剂的作用下进行的，若空气中带有有毒气体、铁锈、灰尘等杂质，容易引起催化剂中毒或催化剂活性表面被覆盖，使催化剂的活性降低，从而导致氨氧化率低，氨耗升高。催化剂被灰尘覆盖中毒后，在不太严重的情况下，从铂网表面不易发现问题，生产中往往被忽视，严重时铂网表面能看到比较明显的灰尘，且铂网表面颜色发暗。因此，空气质量差是硝酸装置氨耗高的原因之一，而空气质量差又主要是空气过滤器过滤效果差所致。

2.2  催化剂被油污染

双加压法硝酸工艺中，气氨带油也容易引起催化剂中毒。中毒后，碳与催化剂形成很脆的碳化物，使催化剂的强度和活性降低，从而导致氨氧化率低，氨耗升高。催化剂被油污染后，从表面就能发现局部或大面积的黑斑，装置开车后观察比较明显。造成催化剂油中毒的主要原因：