（川化）全加压法、综合法制硝酸

小氮肥设计技术 年第 卷第 期 双加压法硝酸生产工艺介绍 孙立辉 济南双硝技术开发有限公司 摘 要 主要介绍 双加压法硝酸工艺流程 、工艺消耗指标 、 主要设备 、工艺先进性以及在我 国的发展情况 。 关健词 双加压 硝酸 四合一机组 前言 法 国 口 公司 几 五 创立 于 年 , 是法 国阿托化学公 司的 子公 司 , 是 法 国最 大 的化肥 厂 , 合成氨生产能力 , 硝酸生产能力 , 在欧洲排名第 三 。 该公司主要是生产和销售化肥 , 并出售专利 , 研究开发生产硝酸 、催化剂 、树脂等新工艺 。 年运用 自己的研究成果 , 创建 了第一套双加压法 硝酸装置 。 近 年来 , 公 司一直致力于双加 压法硝酸工艺研究 , 并不断改进和完善 , 迄今为各 国设计双加压硝酸装置 余套 , 在全球享有很高 的声誉 。 目前 , 硝酸生产装置正朝着大型单系列 化方 向发展 , 日产千吨左右的装置 已经普及 , 荷兰 工 厂 已 建 成 世 界 上 生 产 能 力 最 大 的 硝 酸装 置 。 双加 压工 艺 为氧化在 中压 下进行 , 而 吸收在高压 下进行 。 由于该工艺 氨耗 、 铂耗较 低 , 单机生产能力大 , 尾气 中 一 不需 再处理 , 符合 目前严格的环境保护要求 , 从而成为 各国硝酸装置的首选工艺 。 工艺流程概述 工艺流程图见图 。 由合成氨系统来 的液氨经氨蒸发器后变成为 的气氨 , 气氨经氨过热 器加热至 ℃ , 进人氨过滤器 , 除去油和其它杂质 , 经氨空 比调节 系统进人氨 一空气混合器与空气混合 , 混合气中氨 浓度为 。 空气经空气过滤器后进人空气压缩机 , 加压 至 ℃ , 分一次空气和二次空气进人 系统 。 一次空气进人氨 一空混合器后进人氨氧化 炉 , 二次空气送至漂 白塔用于成品酸的漂白 。 氨空混合气经氨氧化炉顶部的分布器均匀分 布在 铂 网上 , 进 行 氨 的 氧 化 反 应 , 反 应 温 度 为 ℃ , 反应后含 的气体经过蒸汽过热器 、 废 热锅炉 、高温气 一气换热器 、 省煤器 回收热量后 , 再 经低压水冷凝器 , 气体温度降至 ℃ , 并生成 一 定数量的稀硝酸 。 酸 一气混合物进人氧化氮分离 器将稀硝酸分离 , 用泵将稀硝酸送人 吸收塔相应 塔板 。 气体与漂 白塔来 的二次空气混合进入 氧化氮压缩机 , 加压至 ℃ , 经尾气预 热器 、 高压水冷器冷却至 ℃ , 进人吸收塔底部 , 气体在塔 中被 姚 。 吸 收生成 硝 酸 。 从 塔底 出来 的 硝酸经漂 白塔吹除溶解 的 气体 后 , 经酸冷器送至成品酸贮槽 。 由吸收塔顶部 出来 的尾气 , 经尾气分离器 、二 次空气冷却器 、 尾气预热器 、高温气 一 气换热器 , 逐渐加热至 ℃左右进 人尾气膨胀 机作功 , 作 功后的尾气经尾气排气筒排人大气 , 含 量 一 。 锅炉给水在除氧器热力除氧后 , 经省煤器 、废 热锅炉 、 汽包后产生 的饱和蒸汽 , 经蒸汽 过热器加热至 科 ℃ , 大部分蒸 汽供蒸 汽透平使 用 , 多余部分外送至蒸汽管网 。 主要工艺参数 液氨 纯度 油 一 “ 压力 一 温度 ℃ 空气 压力 温度 ℃ 混合气中氨浓度 氧化炉温度 ℃ 冷凝酸 浓度 按盐 吸收压力 成品硝酸 浓度 亚硝 Administrator 铅笔 Administrator 铅笔 Administrator 铅笔 第 期 孙立辉 双加压法硝酸生产工艺介绍 尾气 含量 姗 一 含量 蒸汽 压力 温度 ℃ 阮阮叭 日日 下下下下下下 月月 叫叫 户叫叫叫叫叫叫 门门门门门门门门门门门门门门下下下下下下下下下下下 ,, 乙发一一一一一一 口口口口口口口口口口口口口口口 图 双加压法硝酸工艺流程图 、 氨蒸发器 、 辅助氮蒸发器 氨过热器 氮过滤器 空气过滩器 空气压缩机 氮空混合器 氮级化炉 高温气一气换热器 省煤器 低压水冷器 分离器 压缩机 尾气预热器 高压水冷器 吸收塔 尾气分离器 二次空气冷却器 尾气透平 废热锅炉 汽泡 蒸汽透平 燕汽冷凝器 漂 白塔 酸冷器 主要消耗定额 主要消耗定额见表 。 裹 主要消耗定额 以 乌 计 名称 规格 单位 消耗 液氨 脱盐水 常温 循环水 低压蒸汽 中压蒸汽 电 铂网 ℃ 扩 ℃ 一 注 铂网消耗为未 回收前的消耗童 。 主要设备 四合一机组 蒸汽透平 、氧化氮压缩机 、空 气压缩机 、尾气透平 、变速箱以及附属设备 。 氨氧化炉 三位一体设备 , 上部为多层带 孔的折流板分布器 , 中部为放铂网的篮式吊筐 , 下 部为蒸汽过热段和带炉壁冷却盘管的废热锅炉 。 吸收塔 双 型单溢流筛板塔 , 层塔板 中有 层带冷却盘管 。 漂白塔 层筛板 。 小氮肥设计技术 年第 解 卷 环境保护 废气 硝 酸 尾气 排 气筒废气 , 排放高度 , 尾气 中 含量 “ “ , 符合 国际标 准 。 废水 硝酸装置在生产过程 中无废水产 生 , 检修或事故泄漏可能有少量酸性水产生 , 全部 集中至 中和池 中和后排放 。 噪声 主要源于 四合一机组和蒸汽放空 , 开停车时较明显 , 正常生产低于 。 双加压工艺特点 氨利用率高 公 司对大直径氧化炉气 体分布技术要求高 , 铂 网上任何两点温差 ℃ , 氧化炉点火为回转燃氢点火器 , 氨氧化率高 。 采 用低 压 氧 化 不 会 增 加 氨 耗 , 高 压 吸收率高 , 因此氨的总利用率可高 达 。 铂耗低 经验氨氧化压力 。 时铂损失较少 , 另外 由于氨 一 空混合器设计独特 , 气体混合好 , 氧化炉采用专利技术设计的气体分 布器 , 因而铂耗也 降低 。 双加压工 艺铂耗在 一 群 。 吸收率高 吸收塔人 口 气体氧化度可 达 , 从而保证了较高的 吸收率 , 可达 到 。 成品酸浓度高 由于采用 高压 吸收 , 故成 品酸浓度可以达到 以上 。 尾气中的 含量低 合理利用液氨 蒸发冷量 , 降低吸收温度 , 采用 高压 吸 收 , 不需加尾气处理装置 , 尾气 中 含量 可达 到 一 以下 。 热 回收利用好 , 蒸汽 自给有余 。 主要设备氨 一 空混合器 、 氨氧化炉 、 吸收 塔 、漂白塔都采用 公司的专利技术 。 关键设备 “ 四 合一 ”机组 , 选用德 国 公司制造的产品 , 产品质量高 , 生产能力有保证 。 操作 自动化程度高 , 采用 集 中控制 犯 套联锁 , 确保装置安全 、可靠 、稳定运行 。 双加压硝酸工艺在我国的发展 公司具有设计大型硝酸装置 的经验 , 其中 经验集中在双加压工艺上 , 它兼有全中压法 铂耗 、氨耗低的优点和全高压法吸收率高 、尾气中 含量低的优点 , 因此双加压工艺流程在技术 上是先进的 、可靠的 , 在经济上是合理的 。 我国首次引进的双加压法硝酸装置为山西天 脊集团 原 山西化肥厂 , 采用法 国 公 司双加 压法硝 酸 专 利 技 术 , 单套 日产 硝 酸 的两条生产线 , 于 年 月进行投料试 车 , 主要 工艺指标和 消耗定额达 到原设计要求 。 该装置 为全套 国外 引 进 , “ 四 合 一 ” 机组 为德 国 公司制造 。 该装 置 的引进使我 国硝酸生产 技术向前迈进一大步 , 接近或达到世界先进水平 。 其后济南化肥厂于 年建成一套 日产 的 双加压硝酸装置 , 该装置除“ 四合一 ”机组为德 国 公司制造外 , 其它设备全部为 国内制造 , 该装置 自试车以来工艺稳定 , 运行可靠 , 硝酸浓度 达 , 尾气 中 一 , 各项指标达到 设计要求 。 年 云峰化学 工业公 司 又建成一 套 日产 的 双加压法硝酸装置 , 全部设备 国产化 , “ 四合一 ”机组为西安陕鼓动力股份有 限 公司制造 。 该装置 自试车 以来 , 基本能达到生产 要求 , 但还存在一些不足 , 主要存在压缩机压力不 足 , 尾气 中 浓度偏高等问题 。 年石家庄 化肥厂又建成一套 日产 的 双加压法硝酸 装置 , 该装置在云峰基础上对设备进行改进 , 全部 设备也国产化 , 因其它原因至今未试车 。 年 山西天脊集 团又建成该公司第三套 日产 双加压法硝酸装置 , 采用济南化肥厂模式 , 除 “ 四 合一 ”机组为从德 国 公 司引进外 , 其它设备 全部国产化 , 自 年 月试车投产 以来 , 各项 指标均达设计要求 。 到 目前为止我国已拥有 套 双加压法硝酸装置 , 日产 装置 套 , 日产 装置 套 。 近几年我国硝酸工业发展较快 , 其 中引进 国 外二手 旧装置达 套 , 除解化 、 淮化为双加压工 艺外 , 其它大多为全高压法 。 我 国现在硝酸装置 仍以 常压法 、 综合法工艺为多 , 生产时间较长 , 设 备陈旧 , 单套能力小 , 生产成本较高 , 许多厂面临 扩产改造问题 。 从我 国现在生产装置能力看 , 双 加压法装置仅有 套 , 生产能力 已达 叭 , 占全国总产量的三分之一 , 由于其技术先进 、单套 生产能力大 , 生产成本较低 , 具有较强的市场竞争 力 。 公司双加压法生产工艺将成 为我国硝酸 发展的主导 , 从而使我国硝酸生产水平接近或达 到世界先进水平 。 收稿 日期 一 一