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双加压法硝酸生产工艺技术分析与探讨

[日期:2017-04-21] 来源:《中氮肥》2016年第6期  作者: [字体: ]

双加压法硝酸生产工艺技术分析与探讨

 

魏有福

(陕西兴化集团有限责任公司,陕西 兴平713100

 

[摘  要] 对比分析了GP0.42/1.04 MPaGP0.45/1.1 MPa两种双加压法硝酸生产工艺技术,认为GP0.42/1.04 MPa工艺技术更为先进;同时对双加压法硝酸工艺优化和改进措施进行了总结,认为硝酸装置需进一步大型化,新建装置(单系列)规模不应低于270 kt/a,产品酸浓度不应低于65%

[关键词] 硝酸装置;双加压法;氧化炉;吸收塔;空气除湿系统;四合一机组;热量回收系统;优化改进

[中图分类号] TQ 111.26  [文献标志码] B   [文章编号] 1004-9932201606-0038-04

 

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1987年天脊集团全套引进法国GP公司2270 kt/a双加压法硝酸装置及2000年以后国内相继引进了多套二手硝酸装置,加上陕鼓国产四合一机组的进一步完善,对我国硝酸生产技术的发展和工艺技术的改进有重大的推动作用,使国内硝酸生产工艺技术有了很大的提高。

比较2000年后国内几套引进的二手硝酸装置,UHDE0.52/1.18 MPa双加压法无论从氨耗(氨耗占产品生产成本的70%80%)、铂耗(铂耗占产品生产成本的2%4%)均高于GP0.45/1.1 MPa双加压法,并且输出蒸汽量少,总体技术上落后于GP双加压法。凯米科0.88/1.4 MPa双加压法采用高压氧化,氨耗和铂耗较高,综合能耗高于GP双加压法。GP0.35/0.68 MPa双加压法和GP0.35/0.84 MPa双加压法属于GP0.45/1.1 MPa双加压法前期的工艺技术。GP0.42/1.04 MPa双加压法是GP公司于1986年开发的,其工艺技术要优于GP0.45/1.1 MPa双加压法,特别是采用了拉蒙特式氧化炉,但装置规模较小,只有150 kt/a

引进的高压法二手硝酸装置,大多是来自美国,由于美国的液氨价格较低,过去美国公司多采用全高压法工艺流程来减少设备投资以补偿由于氨转化率低和铂耗高所增加的费用。高压法硝酸装置氨耗、铂耗和尾气排放浓度都比较高,这是其致命的不足。

比较而言,GP0.45/1.1 MPaGP0.42/1.04 MPa双加压法是国内较为先进的工艺技术。因此,大多数新建硝酸装置采用这2种工艺。

1  2种主流双加压法简介

1.1  GP0.42/1.04 MPa双加压法

液氨经A/B 2台氨蒸发器(主蒸发器冷却水与吸收塔冷却水为闭路循环)汽化为气氨,气氨经氨过热器,调节氨空比控制混合气气氨浓度为9.91%,经气氨过滤器进入氨空混合器,与空压机来的一次空气混合后于186 ℃进入氧化炉,在铂网上进行氨的氧化,氧化压力0.42 MPa、温度865 ℃。反应后的气体经蒸汽过热器、废热锅炉降温至500 ℃,再经1尾气加热器、锅炉、2尾气加热器、省煤器、低压反应水冷凝器进入NOx分离器;分离冷凝酸后,气体与来自漂白塔的二次空气进入NOx压缩机加压至1.04 MPa189 ℃,之后经卧式尾气预热器、立式尾气预热器、高压反应水冷凝器降温至47 ℃后进入吸收塔底部;在有37层塔板(带有冷却盘管的筛板塔)的吸收塔中,NOx气体被水吸收生成硝酸。从塔底出来的55%的硝酸经漂白塔(5层筛板)吹除NOx气体后,再经酸冷器送至成品酸槽。二次空气与来自冷凝水预热器的蒸汽冷凝液换热后去漂白塔。

从吸收塔底出来的尾气(18 ℃)经尾气分离器、二级尾气预热器加热至191 ℃后,进入二级尾气加热器,加热至420 ℃后进尾气透平膨胀做功,做功后156 ℃、NOx含量<200×10-6的尾气经冷凝水预热器降温至100 ℃,进入尾气排气筒排入大气。

国内采用GP0.42/1.04 MPa双加压法新建已投产的150 kt/a硝酸装置的企业主要有四川金象、应城新都化工、河北冀衡赛瑞、甘肃刘化、湖北三宁、安徽华尔泰等。

1.2  GP0.45/1.1 MPa双加压法

液氨经A/B 2台氨蒸发器(主蒸发器冷却水及吸收塔冷却水为闭路循环)汽化为气氨,气氨经氨过热器,调节氨空比控制混合气气氨浓度为9.56%,经气氨过滤器进入文丘里型氨空混合器,与空压机来的一次空气混合后进入氧化炉,在铂网上进行氨的氧化,氧化压力0.45 MPa、温度860 ℃。反应后的气体经蒸汽过热器、废热锅炉、高温气-气换热器、省煤器、低压反应水冷凝器后进入NOx分离器;分离冷凝酸后,气体与来自漂白塔的二次空气一起进入NOx压缩机加压至1.1 MPa194 ℃,之后经尾气预热器、 高压反应水冷凝器后进入吸收塔。在32层塔板的吸收塔中,NOx气体被水吸收生成硝酸;从塔底出来的60%硝酸经漂白塔吹除NOx气体,再经酸冷器送至成品酸槽。

更多内容详见《中氮肥》2016年第6

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