双加压法硝酸生产工艺技术分析与探讨

改进
［ 中图分类号 ］Ｔ Ｑ １ １ １ ． ２ ６ ［ 文献标 志码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ４—９ ９ ３ ２ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６— ０ ０ ３ ８— ０ ４
０ 引 言
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
１ ９ ８ ７年天 脊集 团全 套引 进法 国 Ｇ Ｐ公 司 ２套 ２ ７ ０ ｋ ｔ ／ ａ双加 压 法 硝 酸装 置及 ２ ０ ０ ０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
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 ，Ｇ Ｐ Ｏ ． ４ ５ ／ １ ． １ Ｍ Ｐ ａ和 Ｇ Ｐ ０ ． ４ ２ ／
魏 有福
（ 陕西兴化集 团有 限责任公 司 ，陕西 兴平 ７ １ ３ １ ０ ０ ）
［ 摘
要 】对 比分析 了 Ｇ Ｐ ０ ． ４ ２ ／ １ ． ０ ４ ＭＰ ａ和 Ｇ Ｐ ０ ． ４ ５ ／ １ ． １ ＭＰ ａ两种 双加压 法硝酸 生产工艺 技术 ，认 为
Ｇ Ｐ ０ ． ４ ２ ／ １ ． ４ ０ Ｍ Ｐ ａ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 ２ ７ ０ ｋ ｔ ／ ａ ，产 品酸浓度 不应低 于 ６ ５ ％。 ［ 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
器 、立式尾气预热器 、高压反应水冷凝器 降温至
４ ７℃后 进 入 吸收塔底 部 ；在有 ３ ７层 塔 板 （ 带 有
［ 收稿 日期］２ ０ １ ６ — ０ ４ — ２ ２ ［ 作者简介］魏有福 （ １ ９ ５ ９ 一） ， 男， 陕西礼泉人 ， 教授级 高工。
冷却盘管的筛板塔）的吸收塔中，Ｎ Ｏ 气体被水 吸收生 成硝 酸 。从 塔 底 出来 的 ５ ５ ％ 的 硝 酸 经 漂
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 １ ５ ０ ｋ ｔ ／ 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
体与来 自 漂 白塔 的二次空气进入 Ｎ Ｏ 压缩机加
压至 １ ． ０ ４ ＭＰ ａ 、１ ８ ９ ｏ Ｃ，之 后 经 卧 式 尾 气 预 热
第 ６期
２ ０ １ ６年 １ １月
中 氮
肥
Ｎｏ ． ６ ＮＯ Ｖ ．２ Ｏｌ ６
Ｍ— Ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｎｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｆｅ ｒ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ
双 加 压 法 硝 酸 生 产 工 艺 技 术 分 析 与 探 讨
白塔 （ ５层 筛 板 ） 吹 除 Ｎ Ｏ 气 体 后 ，再 经 酸 冷
第６ 期
魏有福 ：双加压法硝酸生产工艺技 术分析与探ห้องสมุดไป่ตู้
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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 （ １ ８℃ ） 经尾 气 分 离器 、二级 尾气 预热 器加 热 至 １ ９ １℃后 ，进 入 二 级尾 气 加热 器 ，加热 至 ４ ２ ０ ｏ Ｃ后进 尾气 透平 膨胀 做 功 ，做功 后 １ ５ ６ ｏ Ｃ、Ｎ Ｏ 含 量 ＜２ ０ ０×１ ０ 的 尾气 经 冷凝水 预 热器 降温 至 １ ０ ０℃ ，进 入尾 气排 气筒 排 人大 气 。 国内采 用 Ｇ Ｐ ０ ． ４ ２ ／ １ ． ０ ４ ＭＰ ａ双 加 压 法 新 建 已投 产 的 １ ５ ０ ｋ ｔ ／ 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 。
与空压机来的一次空气混合后于 １ ８ ６ ｃ ｃ 进入氧化 炉 ，在 铂 网 上 进 行 氨 的 氧 化 ，氧 化 压 力 ０ ． ４ ２ ＭＰ ａ 、温 度 ８ ６ ５ ｏ Ｃ。 反 应 后 的 气 体 经 蒸 汽 过 热
器 、废 热锅 炉 降温至 ５ ０ ０℃ ，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 Ｎ Ｏ 分 离 器 ；分 离 冷 凝 酸后 ，气
１ ． ４ ０ ＭＰ ａ 双 加压 法是 国 内较 为先进 的工 艺 技术 。
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 ２ ０ ０ ０年后 国 内几 套 引 进 的 二 手 硝 酸装 置 ，Ｕ Ｈ Ｄ Ｅ ０ ． ５ ２ ／ １ ． １ ８ ＭＰ ａ双 加 压 法 无 论 从 氨耗 （ 氨耗 占产 品生 产成 本 的 ７ ０ ％ 一８ ０ ％） 、铂 耗 （ 铂 耗 占产 品 生 产 成 本 的 ２ ％ ～４ ％ ） 均 高 于 Ｇ Ｐ ０ ． ４ ５ ／ １ ． １ Ｍ Ｐ ａ双加 压法 ，并且 输 出蒸 汽量少 ， 总体 技术 上 落 后 于 Ｇ Ｐ双加 压 法 。凯 米 科 ０ ． ８ ８ ／ １ ． ４ ＭＰ ａ 双 加压 法采 用高 压 氧化 ，氨 耗 和铂 耗 较
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 ＧＰ ０ ． ４ ２ ／ １ ． ０ ４ ＭＰ ａ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 ． ９ １ ％ ，经 气 氨 过 滤 器 进 入 氨 空 混 合 器 ，
高 ，综合 能耗高 于 Ｇ Ｐ双加压法。Ｇ Ｐ ０ ． ３ ５ ／ ０ ． ６ ８
ＭＰ ａ 双 加压 法 和 Ｇ Ｐ ０ ． ３ ５ ／ ０ ． ８ ４ ＭＰ ａ双 加 压 法 属 于Ｇ Ｐ ０ ． ４ ５ ／ １ ． １ ＭＰ ａ双 加 压 法 前 期 的工 艺 技 术 。 Ｇ Ｐ ０ ． ４ ２ ／ １ ． ０ ４ Ｍ Ｐ ａ双加 压法是 Ｇ Ｐ公 司 于 １ ９ ８ ６年 开 发 的 ，其 工艺 技 术 要 优 于 Ｇ Ｐ ０ ． ４ ５ ／ １ ． １ ＭＰ ａ双