硝酸生产铂耗高的原因及解决1.doc

硝酸生产铂耗高的原因及解决方硝酸生产中，铂耗约占硝酸生产成本的5左右，是仅次于氨原料的第二大费用，对硝酸价格有重要的影响。要降低硝酸生产成本，必须降低铂耗。我公司硝酸装置采用美国WEATHERLY专利技术，用单高压法生产硝酸。该工艺与双加压法生产工艺相比，催化剂铂的损耗更大，因而对硝酸生产成本的影响更大。1引起铂耗的原因 我公司高压法硝酸生产装置氧化炉原采用的催化剂网为含铂90、含铑10的二元网，铂耗较高，所有的铂耗都来自本催化剂网。经过对工艺进行深入分析，并结合国际上的先进生产经验，认为造成铂耗有以下因素。1.1反应条件1.1.1温度 温度升高，加速了铂网中的铂以较易挥发的氧化物形式（PtO2）从催化剂网面上挥发，铂网表面晶体重排，使催化剂网丝直径增大，网变得松弛，易使催化剂网上的结构颗粒被气流带走，同时带走结晶体，铂耗增大。随温度升高，气流速度加快，这种趋势将进一步增加，温度超过925 后，铂耗急剧增大（见图1）。1.1.2压力 随着操作压力增高，氧分压和气流速度相应增加，对催化剂铂网表面冲刷程度也加剧，因而导致铂耗增大（见表1）。1.2机械振动 铂网在使用过程中，由于铂被氧化成PtO2从铂网上挥发，使催化剂网表面呈“菜花”状，并导致其强度下降甚至碎裂，加上高温、高速气流的冲刷和微晶的长大等因素，容易使催化网丝面上的铂成分机械剥落。所以运行期间的振动、频繁地开停车、工艺波动等均会引起铂的损失。1.3反应气分布 在氧化炉中，反应气在氧化炉的中心和边缘的流速不同，顺催化剂网方向反应气流速增加，因此不同位置催化剂网的转化效率、磨损、铂损是不同的。对我公司硝酸装置氧化炉使用一个周期的铂网进行检测，结果是同一层网中边缘比中心的效率低，低层铂网比第一层效率低。铂网负载的不均衡性和工作效率的不均衡使混合气在氧化炉内分布不均，易产生局部过热。氧化炉铂网上各点氨浓度偏差达到0.20.4就可以使铂网温度偏差达到60 以上，这将大大加速铂金属的流失，引起铂网提前损坏。1.4铂网的组成、构造及纯度1.4.1组成 通常铂耗与铂网组成有关，铂铑合金网比纯铂网铂耗低，而铂钯网的铂耗却比纯铂网高 10左右。国内最新开发的添加了稀土的铂铑钯稀土四元网高温下的铂耗仅为铂铑钯三元网的40。1.4.2构造 人字形斜纹网比井字形平纹网铂耗少，经编网铂耗比平纹网少10左右。使用较细网丝的铂网，其铂耗较粗网丝大，但网目一定时，对线径有一定限制，否则，会因自由截面减少而使气流增大，铂耗反而增大。1.4.3纯度 铂耗也与铂网中杂质含量的多少有关。杂质含量高，会降低铂网活性，造成产量降低，铂耗增加。一般要求铂网中元素铂、铑纯度大于99.95。1.5原料气中所含杂质的影响 原料反应气体（氨、空气）中常带有铁锈、油脂、灰尘、硫、碳等杂质，这些杂质也会引起催化剂铂网损耗增加。原料气中的硫和碳易熔于灼热的铂金中，使网丝发脆、断裂。硅可与铂形成低熔点化合物铂化硅，使铂网活性降低，并增加铂网的起燃温度，导致铂网过热。铁锈可抑制铂网活性表面的增长，促进原料氨发生分解副反应，导致铂网过热。油脂和灰尘在高温下使铂网因渗碳而发脆，易于断裂。另外，空气中的氢溴（碘）酸和强碱会造成铂网腐蚀。以上因素都会增加催化剂铂网的损耗。1.6再生 再生造成的铂耗一般由操作损失造成。1.7铂网超期使用 一般情况新网比旧网铂耗大，但旧网经长期使用后，铂耗也会越来越大。2减少铂损的措施2.1强化工艺操作过程的管理 严格执行操作规程，严格控制液氨、气氨流量，加强液氨蒸发过程的监控，防止液氨夹带；加强氨气混合器的比例调节器的维护，将氨空混合比控制在11.4，氧化炉温度稳定在921 ，压力稳定在1.174 MPa，避免工艺波动。2.2改进原料的净化处理工艺 对空气采取三级干式过滤（一级卷帘式，二级袋式，三级箱式），过滤元件采用玻璃纤维。在运行中强化巡检，及时对压差超标过滤器进行切换、清理，去除空气中的有害杂质，确保原料气质量。 原料氨的净化改为二级过滤、二级蒸发。液氨先经过滤器G-F126进行过滤，蒸发后再经过滤器G-F108二次过滤，以去除液氨中的有害成分。生产中对G-F126定期排污，根据G-F126、G-F108的压差及时切换，更换滤芯。2.3加装气体分布器 化炉顶装设特殊的氨空分布器，以提高混合气体在铂网表面的分布均匀度，使铂网中各点温度差小于5 。实践证明，这种分布器使用效果很好，能有效减少铂耗。2.4强化再生管理，提高再生活化效果 加强铂网的报废管理，对符合以下条件之一的铂网及时作报废处理：一是网重损失12以上；二是网破损面积在1/3以上；三是使用时间在14000 h以上；四是周期损耗在500 g以上；五是产酸量在13 kt以上。严格按照再生操作规程操作，减少人为造成的铂耗。2.5采用新结构网 将铂网更换为国产的添加了稀土的四元网，不仅转化率高，而且能明显降低铂耗。2.6减少机械振动 （1）加强管理，尽量减少非正常停车次数，减少拆装移动铂网次数。 （2）在催化剂网组中使用硅氧化物纤维网，有效地减少网层间振动及摩擦引起的铂耗增加。2.7回收损失的铂泥 损失的铂泥除一部分被铂回收网回收，一部分被铂过滤器过滤回收外，还有一部分沉积在酸储槽、废热锅炉及管道中，另一部分被废气带走。通过定期清理，可将沉积在酸储槽、废热锅