双加压法稀硝酸装置项目介绍及投资估算

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年产10万吨双加压法

稀硝酸装置

项目介绍和投资估算

天津华景化工新技术开发有限公司

2010/04/02

10万吨/年双加压法稀硝酸装置

项目介绍及投资估算

（传统工艺）

一、项目概述

国内目前生产稀硝酸的方法有：综合法、低压法、全中压法、全高压法和双加压法。其中综合法和低压法因生产成本高和环保不过关等问题，国家已禁止新建，全中压法因其尾气NO X浓度太高须采用氨还原治理后才可排放，而治理尾气的投资和运行费用很大，造成产品成本高，所以也在逐步被淘汰之中。目前在国内外硝酸领域：双加压法技术先进可靠,生产规模大，能耗低，尾气达标，综合经济指标优等特点，成为众多企业新上硝酸装置的首选。国内予计2010年底双加压法生产规模将占全国硝酸总规模50%以上。我公司给新乡永昌化工、江苏洪泽戴梦特化工、杭州龙山化工等设计的年产10万吨双加压法稀硝酸装置已相继开车成功顺利投产。

二、装置特点

1、氨-空气混合器和氧化炉中的分布器采用专有技术，其混合器和分布器都是经过严密设计和实践验证，确保氨与空气既能充分的混合又能充分的分布于铂网表面，同时氨氧化压力采用3.5MPa（G）中压氧化，这样氨的氧化率可达96%以上,铂耗降低到120mg/T.HNO3左右。

2、铂网的点火是采用网上可转动的氢火炬，氨送入氧化炉后可

立即获得较高的氧化率，防止在点火期间气氨滑过铂网，造成后续工段形成爆炸的铵盐。

3、吸收塔内筛板设计采用专有技术，二氧化氮吸收压力为1.0MPa(G)，在使用低温水冷却时吸收率可达99.82%,排出尾气中NO X的含量低于180～200ppm,产品稀硝酸浓度高达60％以上。

4、采用中温（380℃左右）回收尾气能量，工作条件较缓和，操作稳定可靠，尾气透平进口机组可回收60%以上的压缩功，国产机组可回收50%以上的压缩功。

5、液氨蒸发器的加热水与吸收塔上部冷却水形成闭路循环，合理利用氨蒸发的冷量，制得低温水去吸收塔降温，硝酸吸收放出的热量由水带出去蒸发液氨。

6、空压机和氧化氮压缩机多级压缩后的能量在流程中得到充分回收利用。

7、废热锅炉副产3.9 MPa过热蒸汽，供汽轮机用汽。自产蒸汽自用有余。

8、整套装置设计合理，设备先进，自动化程度高，确保装置长周期安全稳定运行。

总体来说，我们设计的10万吨/年双加压法硝酸装置的优点是：⑴工艺技术处于国内双加压法硝酸装置领先地位。因为这套装置的设计是在我们充分消化了国内外不同规模双加法硝酸装置的基础上做了较大的技术创新，比如采用我们的双加压法技术可使成品酸浓度达到60～65%，吸收压力可达1.0MPa(G)以上,尾气直接达标排放，

NOx浓度＜200PPm。上述两项指标是国内其他设计单位尚不能做到的。⑵废热锅炉蒸汽自给有余这也是国产化目前已经运行的其它同等规模的双加压法硝酸装置所达不到的。⑶原料消耗低，能量回收好，自动化水平高，操作平稳，安全可靠。吨酸成本比其他同型国产化装置低。⑷在我们的参与下可使装置的总投资费用有较大降低。

三、工艺流程简述

1、氨-空气混合气制备

由合成氨系统来的液氨进入蒸发器（A、B），氨在其中被蒸发。正常操作时，大部分液氨被蒸发器A中来自吸收塔的冷却水所蒸发，其余的液氨被循环冷却水在蒸发器B中蒸发，压力维持在0.52～0.55MPa，其中的油和水在辅助氨蒸发器中被分离。由蒸发器得到的气氨送往气氨过热器被蒸汽过热到100℃以上，进入气氨过滤器除去油和机械杂质后再送往氨-空气混合器与空气混合。

来自大气的空气经三级过滤除去机械杂质后进入空气压缩机被加压到0.35MPa（G），温度236℃左右。被压缩的空气分为一次空气和二次空气，二次空气用于成品酸的漂白，一次空气则与气氨混合，控制氨浓度9.6%稳定送入氧化炉。

2、氨的氧化与废热回收

经氨-空气混合器充分混合好的氨空混合气体进入氧化炉顶部，经分布器均匀分布到铂网上进行氨的催化氧化反应（4NH3+5O2→4NO+6H2O+Q）放出大量热量，反应温度控制860°

左右，反应生成物经蒸汽过热器、废热锅炉副产3.9MPa 440℃的过热蒸汽供四合一机组汽轮机用汽，多出的蒸汽送入外管网。

3、NO的氧化和热量回收

出废锅的氧化氮气经高温气-气换热器和省煤器进入低压反应水冷凝器，在此NO X气体被水冷却到约42℃。在氧化氮气被冷却的同时NO在设备和管道中氧化成NO2与蒸汽冷凝水反应生成稀硝酸。酸-气混合物料进入氧化氮气体分离器，将生成的稀硝酸分离，用泵将其送入吸收塔相应的塔板。NO X气体与来自漂白塔的二次空气混合进入氧化氮气体压缩机，被加压到1.0MPa（G），温度由42℃上升到200℃左右，经尾气预热器将压缩而产生的热量移走，使尾气得到预热，而NO X气体本身温度降到130℃左右，再经高压反应水冷凝器用冷却水将NO X气体冷却到40℃左右进入吸收塔底部，其中的冷凝酸与成品酸混合。

4、NO2吸收生成硝酸和硝酸的漂白

自高压反应水冷凝器出来的氧化氮气体进入吸收塔的底部，其中的冷凝酸与成品酸混合，氧化氮气体在塔中被水吸收生成60～65%的硝酸。稀硝酸进入漂白塔被二次空气漂白后送入成品酸储罐。

5、尾气能量回收及放空

尾气自吸收塔顶排出，去尾气分离器，分离夹带的液滴后气体首先在二次空气冷却器中被二次空气加热到55℃左右，然后在尾气预热器中被高压氧化氮气体加热到155℃左右，最后在高温气-气换热器中被加热到360～390℃。热气体进入尾气透平做功，大约可回收

总压缩功率的50%以上，经尾气排气筒放空。尾气中的氮氧物含量≤200ppm（V）。

四、三废处理及环境保护

1、废气

硝酸生产过程中产生尾气，在生产过程中把其中含的有害物NO X最大限度地转化为产品，使其含量≤200ppm达到国家环保排放要求。

2、废液

（1）废锅排污排出污水

废锅排污经减压在膨胀槽内回收二次蒸汽，降温后的污水经冷却器冷却到40℃排出。排量约300kg/h，含盐量2000mg/L。

（2）油水混合物

液氨中含的油、水，在氨蒸发器浓缩后，再进辅助蒸发器，把油水混合物中的氨进一步蒸发出来，油水混合物再经冷却器冷却后，进集油槽，集中处理。

五、安全生产的措施

氨-空气混合物是爆炸性气体，本装置的自控设计中采取了有效措施，可以确保安全生产。要求操作人员要熟练掌握本装置中为了安全而设计的信号联锁自动保护系统。

信号联锁系统是一种自动保护系统，它能自动监视生产过程中的状况，并有自动控制阀门等有关设备，发出灯光，铃响的报警信号，它主要有信号报警和联锁保护两个功能。信号报警主要起到自动监控