CN105366653A - 一种双加压法硝酸生产工艺 - Google Patents

一种双加压法硝酸生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双加压法硝酸生产工艺，其工艺步骤为：（1）原料的混合；（2）氨氧化反应工序；（3）热量回收、冷却工序；（4）吸收工序；（5）漂白工序；（6）尾气处理工序；本发明工艺合理、简洁，兼有氨利用率高、铂耗低、吸收率高、成品酸浓度高、尾气中的NOx含量低等特点，而且热回收利用好，蒸汽自给有余，避免了能源资源浪费，在各硝酸生产工业中适于推广。

Description

一种双加压法硝酸生产工艺
技术领域
本发明涉及化学药品的生产工艺，特别是涉及一种硝酸生产工艺。
背景技术
硝酸的用途广泛，常被用来制取一系列硝酸盐类氮肥，由于硝酸同时具有氧化性和酸性，硝酸也被用来精炼金属等。硝酸生产工艺按压力来划分一般分为五种，即常压法，全中压法，综合法、全高压法和双加压法。常加压法和综合法是早期硝酸生产工艺，产能小、消耗高、污染重、酸浓度低，已被淘汰。全中压法和全高压法是氧化和吸收都在加压下进行的，生产强度有所提高，流程简单投资小，但是生产强度仍较低，损耗大，尾气中NOx含量仍为2000ppm以上，需处理才能达到排放标准。双加压法是现在最常用的硝酸生产工艺，其氨的损耗与铂催化剂消耗低，吸收率高，生产出的硝酸浓度高、强度大，尾气中NOx含量低，符合国际上的排放标准。申请号201110323653.X公开了一种高浓度稀硝酸生产工艺，该工艺是将稀硝酸与浓硝酸联合生产，利用双加压制稀硝酸装置，通过改进生产质量浓度大于68.4%的超共沸硝酸，再利用超共沸硝酸蒸馏和精馏技术生产质量浓度大于98%的浓硝酸，此工艺的生产成本较高，产量较低，也没有很好的降低尾气中NOx的含量。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种双加压法硝酸生产工艺。
为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：
（1）原料的混合：液氨经氨蒸发器加压至0.52MPa的气氨，再经加热器加热至100℃，进入氨过滤器，除去油和其它杂质，通过氨空比调节系统与空气混合；
（2）氨氧化反应工序：氨空混合气体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，反应温度控制在860℃-900℃，压力控制在0.45MPa-0.5MPa,反应后生产含有NOx的气体；
（3）热量回收、冷却工序：将上述反应后含NOx气体经过蒸汽过热器、废热锅炉、高温气-气换热器、省煤器回收热量后，再经低压水冷却器，将气温降至45℃，通过氧化氮分离器将硝酸分离，生成一定数量稀硝酸，用泵送入吸收塔内；
（4）吸收工序：将步骤（3）中分离的NOx与空气混合进入氧化氮压缩机，加压至1.1MPa-1.5MPa并且加温至190℃-210℃，经尾气预热器、高压水冷气冷却至45℃，进入吸收塔底部，在塔中被H2O吸收生成浓度60%硝酸（其中溶解了一部分NOx气体），硝酸从塔底产出，产生的尾气从塔顶排出；
（5）漂白工序:将步骤（4）中从吸收塔底部出来的60%硝酸经漂白塔吹除溶解的NOx气体后，经酸冷器送至成品酸贮槽；
（6）尾气处理工序：将步骤（4）中从塔顶出来的尾气，经尾气分离器、二次空气冷却器、尾气预热器、高温气-气换热器处理，加热后进入尾气膨胀机做功，做功后的尾气经尾气排气筒排入大气。
优选的，所述步骤（1）与（4）中用于混合的空气要预先进入空气过滤器、空气压缩机，加压至0.45MPa，温度控制在236℃。
优选的，所述步骤（5）中硝酸从漂白塔的顶部进入，通过调整喷射器水压，控制漂白塔顶压在-25KPa，温度43℃。
优选的，所述步骤（6）尾气进入尾气膨胀机前逐渐加热至365℃。
优选的，所述步骤（1）中液氨的纯度要控制在99.5%以上，含油量小于1×10-5，压力控制在1.1MPa，温度18℃。
优选的，所述步骤（4）中的吸收塔为一种双S型单溢流筛板塔，含有32层塔板及26层带冷却盘管。
有益效果：本发明提供的一种双加压硝酸生产工艺存在以下优点（1）氨利用率高：采用低压氧化不会增加氨耗，高压NOx吸收率高，因此氨的总利用率高达96.5%；（2）铂耗低;(3)吸收率高：吸收塔入口NO气体氧化度可达97.75%，从而保证了较高的NOx吸收率，可达99.83%；（4）成品酸浓度高：由于采用高压吸收，故成品酸浓度可达60%以上；（5）尾气中的NOx含量低，本工艺合理利用液氨蒸发冷量，降低吸收温度，采用高压吸收，尾气中NOx含量极低；（6）热回收利用好，蒸汽自给有余。因此本工艺简单、合理、节能减耗、环保，在各硝酸生产工业中适于推广。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
（1）原料的混合：液氨经氨蒸发器加压至0.52MPa的气氨，再经加热器加热至100℃，进入氨过滤器，除去油和其它杂质，通过氨空比调节系统与空气混合,用于混合的空气要预先进入空气过滤器、空气压缩机，加压至0.45MPa，温度控制在236℃;
（2）氨氧化反应工序：氨空混合气体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，反应温度控制在860℃，压力控制在0.45MPa；
（3）热量回收、冷却工序：将上述反应后含NOx气体经过蒸汽过热器、废热锅炉、高温气-气换热器、省煤器回收热量后，再经低压水冷却器，将气温降至45℃，通过氧化氮分离器将硝酸分离，生成一定数量稀硝酸，用泵送入吸收塔内；
（4）吸收工序：将步骤（3）中分离的NOx与空气混合进入氧化氮压缩机，加压至1.1MPa（194℃），经尾气预热器、高压水冷气冷却至45℃，进入吸收塔底部，在塔中被H2O吸收生成硝酸；
（5）漂白工序:将步骤（4）中从吸收塔底部出来的60%硝酸经漂白塔吹除溶解的NOx气体后，经酸冷器送至成品酸贮槽,其中硝酸从漂白塔的顶部进入，通过调整喷射器水压，控制漂白塔顶压在-5KPa，温度40℃;
（6）尾气处理工序：将步骤（4）中从塔顶出来的尾气，经尾气分离器、二次空气冷却器、尾气预热器、高温气-气换热器处理，加热后进入尾气膨胀机做功，做功后的尾气经尾气排气筒排入大气，其中尾气进入尾气膨胀机前逐渐加热至350℃。
实施例2：其余与所述实施例1相同，不同之处在于，步骤（2）中氨氧反应温度控制在880℃，步骤（5）中漂白塔顶压-25KPa，温度43℃，步骤（6）中尾气加热至365℃。
实施例3：其余与所述实施例1相同，不同之处在于，步骤（2）中氨氧反应温度控制在900℃，步骤（6）中尾气加热至380℃，步骤（5）中漂白塔顶压-40KPa，温度45℃。
实施例1 实施例2 实施例3
氨的总利用率 93.2% 96.5% 91.3%
漂白塔中NOx吹除率 97.2% 98.1% 94.5%
尾气中NOx含量 20ppm 15ppm 25ppm
通过上述3个实施例，由上表中三组数据可知，当中氨氧反应温度控制在880℃，漂白塔顶压控制在-25KPa，温度43℃，尾气进入尾气膨胀机前逐渐加热至365℃时，氮的总利用率和漂白塔中NOx吹除率最高，尾气中NOx含量最低，此时最利于硝酸的生产。
本发明提供的一种双加压硝酸生产工艺存在以下优点（1）氨利用率高：采用低压氧化不会增加氨耗，高压NOx吸收率高，因此氨的总利用率高达96.5%；（2）铂耗低;(3)吸收率高：吸收塔入口NO气体氧化度可达97.75%，从而保证了较高的NOx吸收率，可达99.83%；（4）成品酸浓度高：由于采用高压吸收，故成品酸浓度可达60%以上；（5）尾气中的NOx含量低，本工艺合理利用液氨蒸发冷量，降低吸收温度，采用高压吸收，尾气中NOx含量极低；（6）热回收利用好，蒸汽自给有余。因此本工艺简单、合理、节能减耗、环保，在各硝酸生产工业中适于推广。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种双加压法硝酸生产工艺，其特征在于，其工艺步骤如下：
（1）原料的混合：液氨经氨蒸发器加压至0.52MPa的气氨，再经加热器加热至100℃，进入氨过滤器，除去油和其它杂质，通过氨空比调节系统与空气混合；
（2）氨氧化反应工序：氨空混合气体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，反应温度控制在860℃-900℃，压力控制在0.45MPa-0.5MPa,反应后生产含有NOx的气体；
（3）热量回收、冷却工序：将上述反应后含NOx气体经过蒸汽过热器、废热锅炉、高温气-气换热器、省煤器回收热量后，再经低压水冷却器，将气温降至45℃，通过氧化氮分离器将硝酸分离，生成一定数量稀硝酸，用泵送入吸收塔内；
（4）吸收工序：将步骤（3）中分离的NOx与空气混合进入氧化氮压缩机，加压至1.1MPa-1.5MPa并且加温至190℃-210℃，经尾气预热器、高压水冷气冷却至45℃，进入吸收塔底部，在塔中被H2O吸收生成浓度60%硝酸（其中溶解了一部分NOx气体），硝酸从塔底产出，产生的尾气从塔顶排出；
（5）漂白工序:将步骤（4）中从吸收塔底部出来的60%硝酸经漂白塔吹除溶解的NOx气体后，经酸冷器送至成品酸贮槽；
（6）尾气处理工序：将步骤（4）中从塔顶出来的尾气，经尾气分离器、二次空气冷却器、尾气预热器、高温气-气换热器处理，加热后进入尾气膨胀机做功，做功后的尾气经尾气排气筒排入大气。
2.根据权利要求1所述的一种双加压法硝酸生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）与（4）中用于混合的空气要预先进入空气过滤器、空气压缩机，加压至0.45MPa，温度控制在236℃。
3.根据权利要求1所述的一种双加压法硝酸生产工艺，其特征在于，所述步骤（5）中硝酸从漂白塔的顶部进入，通过调整喷射器水压，控制漂白塔顶压在-25KPa，温度43℃。
4.根据权利要求1所述的一种双加压法硝酸生产工艺，其特征在于，所述步骤（6）尾气进入尾气膨胀机前逐渐加热至365℃。
5.根据权利要求1所述的一种双加压法硝酸生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中液氨的纯度要控制在99.5%以上，含油量小于1×10-5，压力控制在1.1MPa，温度18℃。
6.根据权利要求1所述的一种双加压法硝酸生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）中的吸收塔为一种双S型单溢流筛板塔，含有32层塔板及26层带冷却盘管。
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