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双加压法稀硝酸装置铂网中毒原因分析及预防

[日期:2020-08-14] 来源:《中氮肥》2020年第4期  作者: [字体: ]

李苏军

(重庆飞华环保科技有限责任公司,重庆401221

 

[摘  要]高活性铂催化剂是保证双加压法稀硝酸装置高氧化率和低铂耗的首要条件,而保证双加压法稀硝酸装置铂催化剂高活性的关键在于保证原料气的高度净化。以重庆飞华环保科技有限责任公司270 kt/a双加压法稀硝酸装置发生的一起铂网中毒事故为例,阐述铂网中毒的机理及影响因素,结合铂网中毒事故经过及过程中的一系列现象,经分析,找到了这起铂网中毒事故的主要原因,并提出了应对/预防措施,以免今后生产中类似事故的再次发生。

[关键词]双加压法稀硝酸装置;铂网中毒;影响因素;原因分析;经验教训;应对/预防措施

[中图分类号]TQ111.26+2  [文献标志码]B  [文章编号]1004-9932202004-0026-04

 

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重庆飞华环保科技有限责任公司(简称飞华环保公司)270 kt/a双加压法稀硝酸装置采用西班牙TR公司开发的双加压法硝酸工艺。其中,双加压法稀硝酸装置的关键设备部件——氧化炉中的铂网,承担着氨的催化氧化这一关键性任务,一旦铂网中毒,将直接影响装置的氨耗、铂耗及正常生产。以下针对飞华环保公司双加压法稀硝酸装置运行中出现的一起铂网中毒事故进行原因分析,并提出相应的应对/预防措施。

1  双加压法稀硝酸装置工艺流程简述

由界区来的原料液氨经氨蒸发系统过滤、蒸发、加热后,与四合一机组来的35 kPa空气在氨空混合器中混合,一同进入氨氧化炉进行氨的催化氧化反应;生成的氧化氮气体经蒸汽过热器、蒸发器回收热量后温度降至约383 ℃,然后依次进入串联的尾气过热器、省煤器、尾气加热器、低压反应冷凝器、工艺气分离器,过程中部分氧化氮气体在低压反应冷凝器内冷凝成稀硝酸(浓度34%)。在工艺气分离器中,分离出的NO2气体进入氧化氮压缩机加压至0.98 MPa,再经锅炉给水加热器、尾气预热器、高压反应水冷凝器降温至约48 ℃后进入吸收塔底部,气相中的NO2被吸收塔中的水吸收生成硝酸,并与工艺气分离器来的稀酸混合形成60%的硝酸,再经漂白塔吹出其中溶解的NO2气体后,最终送至BASF装置使用。

2  铂网中毒事故经过

2019513日,稀硝酸装置按计划开车,523日前装置吨酸氨耗正常,为283 kg524日装置吨酸氨耗突然上涨至292 kg525日装置吨酸氨耗进一步上涨至309 kg,其后吨酸氨耗居高不下,氨耗在296 kg左右。期间,对现场铂网进行观察,发现铂网表面颜色发暗;铂网两侧压差也明显升高,正常生产中铂网两侧压差不超过0.7 kPa,而此次开车后铂网两侧压差高达4.3 kPa;同时,发现尾气中N2O含量上涨,工艺气分离器(S102)中的NH4+含量正常,表明铂网无氨逃逸现象,但中毒现象明显。

稀硝酸装置停车后,首先对空气过滤系统进行检查,发现空气过滤器纸棉较脏,不锈钢制过滤网附着有铁锈,初步判断为空气过滤系统之铁锈等杂质造成了铂网中毒;而从实际生产情况来看,至装置停车时,按照设计产能装置硝酸产量应在135 kt左右,而实际硝酸产量为128 kt左右,即铂网已接近更换周期。于是,2019628日对铂网进行了更换,并对四级空气过滤系统进行了清洗及更换滤袋、滤纸等。

新铂网于201971日投用后,立即出现了以下问题:铂网表面出现较均匀的黑斑,且新铂网投用后吨酸氨耗仍居高不下,为293 kg。新铂网出现问题后,飞华环保公司邀请铂网供应厂商进行技术商讨,但铂网供应厂商对此现象也一时难以理解;咨询国内生产企业及国外相关专家,均难以解释此现象。

2019718日稀硝酸装置再次停车,飞华环保公司扩大检查范围,对氨蒸发系统也进行了全面检查,发现氨过热器内积存大量黄色、黑色粉末状和块状的油泥以及结炭的油垢,且主蒸发器、辅助蒸发器的列管和除沫网上也粘附大量油渍油污。于是,对氨过热器、主蒸发器、辅助蒸发器以及气氨管线进行了清理、冲洗,同时由上海派特贵金属环保科技有限公司对中毒铂网进行了酸洗及活化。201982日稀硝酸装置重启,吨酸氨耗等各项指标趋于正常。截至20191113日,系统运行正常,吨酸氨耗保持在282 kg

3  铂网中毒的机理及影响因素分析

3.1  外来物质造成的中毒

更多内容详见《中氮肥》2020年第4

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