27万吨硝酸装置操作规程分析

氨加工厂 A/0 27万吨硝酸装置工艺操作法

（试运行）

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编写：氨加工编写组

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二OO九年五月

目录

第一章装置说明 (4)

第二章工艺原理 (4)

第三章工艺流程叙述 (5)

第四章设备说明 (10)

第一节设备一览表 (10)

第二节调节伐一览表 (14)

第五章工艺指标 (16)

第六章装置总开停车操作步 (27)

第七章中控岗位操作规程 (35)

第八章巡检岗位操作规程 (46)

第九章机组岗位操作规程 (55)

第十章安全技术知识 (71)

附表一：装置消耗定额

附表二：硝酸浓度、比重、温度对照表

附三：工艺流程图（PID）

第一章装置说明

27万吨/年硝酸装置位于解化氨加工厂原多孔硝铵装置区域，装置东邻807酸库，南邻硝铵栈桥，西邻硝铵仓库，北面为两钠硝盐厂房；装置在设计上，充分考虑工程的防火防爆特性，按照国家相关标准规范的要求，防爆区域内的电气设备，采用防爆型或隔爆型，建构筑物均采取避雷措施，对地电阻保证连接可靠；厂房通风良好，耐火等级达到要求，设有2个安全出口，装置区内各主、次干道可作为工程的急救通道。

27万吨/年双加压法硝酸装置是采用的是法国GP流程和德国MAN“四合一”机组，其生产能力为年产27万吨硝酸（以浓度为100%计），氨氧化压力为0.45MPa（绝压），吸收压力为 1.1MPa（绝压）。装置是以液氨为原料加工成硝酸，生产中的原料产品及中间产品均为易燃易爆火灾危险品或具有助燃性、强氧化性，与易燃物、还原剂接触能发生化学反应，甚至燃烧。按生产流程，设备布置为氨蒸发区、吸收区、氧化区、压缩区、开工酸区、汽包区等部分。

此套装置具有以下优点：

（回收前）。二氧化氮吸收率高1、氨氧化率高达96.6%，铂耗较低，为120mg/t100% HNO

3

达99.8%，硝酸浓度可达60%，尾气中NOx含量低于200PPm以下。

2、采用中温（360℃）尾气回收能量装置，使压缩机组的蒸汽透平和尾气透平之间经济匹配，与高温回收相比不必采用耐高温的尾气透平和尾气加热器，工作条件不苛刻，操作稳定可靠，尾气透平可回收约60%的压缩功率。

3、合理利用氨蒸发的冷量，制得18℃低温冷却水供吸收塔上部使用，已移走吸收反应热，有效降低尾气中NOx含量。

4、装置副产中压过热蒸汽(440℃、3.9 MPa)，除驱动蒸汽透平外，还可以外送13.5t/h，装置耗电量小，仅为11.8Kw/t100% HNO

。

3

5、采用DCS控制系统，使操作更加安全和方便。

硝酸是基础化工产品，是军工和民用工业的重要化工原料；目前，80%的稀硝酸被用于制造化学肥料，如硝酸铵、硝酸磷肥、硝酸钾等；另外，稀硝酸在染料、炸药、冶金等方面有着广泛的用途。

第二章 工艺原理

硝酸生产原料为：液氨、空气、水。

硝酸生产总反应式为： NH 3+202 = HNO 3 +H 2O 以氨为原料的硝酸生产，总体分为以下几个步骤： 一、氨的催化氧化：

氨空混合气在铂网上发生氧化反应生成一氧化氮： pt

4NH 3+502 = 4NO+6H 2O+907.28KJ （1）

副反应：

4NH 3+402 = 2N 2O+6H 2O+1104.9KJ （2） 4NH 3+302 = 2N 2+6H 2O+1269.09KJ （3）

由于氨氧化反应选择在铂合金催化剂作用下进行，使反应（1）的反应速度大大加快，从而阻止反应（2）（3）的进行，使氨氧化生成一氧化氮的氧化率在96%以上。 此外，还有其它副反应：

①当铂网温度过高时，产生氨的分解。 2NH 3 = N 2+3H 2 - 91.69KJ （4）

②当气体在铂网上较长时间接触时，可发生如下副反应： 2NO = N 2+O 2+180.618KJ （5） 4NH 3+6NO = 5N 2+6H 2O+1810.791KJ （6） 二、一氧化氮的氧化

氨氧化生成的一氧化氮继续氧化，便可得氮的高价氧化物NO 2、N 2O 3和N 2O 4。 2NO+O 2 = 2NO 2+112.6KJ （7） NO+NO 2 = N 2O 3+40.2KJ （8） 2NO 2 = N 2O 4+56.9KJ （9）

NO 氧化成NO 2与硝酸生产过程中的其它反应比较，是最慢的一个反应，该反应决定了全过程进行的速度。

上述（7）（8）（9）三个反应都是可逆放热反应，气体分子数减少；从热力学和动力学分析的结论表明，降低温度，增加压力有利于提高NO 氧化为NO 2的反应速度和氧化度。 三、二氧化氮吸收生成酸：

用水吸收氮氧化物的总反应式为：

3NO

2+H

2

O = 2HNO

3

+NO+136.2KJ （10）

该反应式表明，被水吸收的NO

2

只有2/3生成硝酸，其余1/3则转化为NO；故还必须

将吸收生成的NO继续氧化为NO

2。即整个吸收过程是NO

2

的吸收与NO的再氧化同时进行的。

由于吸收反应具有放热、气体分子数减少的特点，所以应尽量创造条件使吸收反应在低温和较高压力下进行，从而提高氮氧化物的吸收率。

四、成品酸的漂白：

在吸收系统中，低温、加压条件下有如下副反应发生：

2NO+HNO

3+H

2

O = 3HNO

2

+96.3KJ （11）

NO+NO

2+H

2

O = 2HNO

2

+37.68KJ （12）

必须把亚硝酸从成品酸中除去，防止在硝铵生产中生成具有危险性的亚硝酸盐。我们通过向漂白塔中加入热空气，与酸逆流接触，进行气提脱硝，将酸漂白，使反应（11）（12）逆向进行来完成。

第三章工艺流程叙述

1、氨空混合气的制备

压力为0.8-1.2 MPa（G-表压）液氨被送入氨蒸发器（C31001A/B）中蒸发为气氨。其中约80%的液氨在A 台被循环于A台蒸发器和吸收塔冷却器（C31013）上部之间的闭路循环水所蒸发；约20%的液氨在B台中用来自高压反应水冷器（C31011）的冷却水所蒸发，使用PIC-31001将蒸发压力控制在0.52MPa（G）

约1.8m3/h的液体连续的用手操器HC31001控制，从C31001A引至C31001B，并通过就地调节将积存在C31001B的水分、油等排至辅助氨蒸发器（C31002），用低压蒸汽蒸发，回收气氨。残留物则间断排至排油罐（Y31009）中移出。C31001A/B出口气氨送入氨过热器（C31003），用低压蒸汽加热，气氨温度由TRCA-31022控制。

气氨在进入氨空混合器（L31001）前，先经过滤器（Y31001）过滤净化。

空气经消音器（Y31011）、空气过滤器（Y31002）三级净化后，进入空压机（J31012），经压缩后分一次空气和二次空气两路。一次空气经FR31003（流量计）送入氨空混合器（L31001）与气氨混合；二次空气去漂白塔脱硝。

2、氨的氧化

氨空混合气在约217℃下进入氧化炉（D31001A/B）中发生氧化反应生成NO气体并放