论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/7论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用文章标题论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用摘要本文从温度、压力等方面分析了稀硝生产中贵重金属铂催化剂消耗较高的原因，并提出了改进措施，为优化生产成本、节能降耗提出个人见解。关键词稀硝；贵重金属催化剂；改进；措施1前言中国神马集团尼龙化工公司硝酸装置，是采用美国WEATHERLY公司专利技术，年产稀硝33万吨，浓度为65，主要供己二酸装置作氧化剂。在实际生产中，发现铂耗较高，本文从氨和空气的反应条件入手，分析了铂耗偏高的原因，并提出了降低铂耗的一些措施。该装置采用的是铂/铑/钯合金催化剂，比例为PT/RH/PD90/5/5，其优点是氨的氧化率高、寿命长、操作方便、可以回收利用和再生，缺点是铂金属较贵重，同时受到储量和生产地区限制。因此，为了降低铂耗和生产成本，采取必要的技改措施，成为我们精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/7探索的必由之路。2问题的提出及分析21铂的催化氧化机理概述催化反应过程氨和氧分子从气相扩散到铂表面的外扩散过程；氨和氧分子被铂表面活性吸附过程；在铂表面进行化学反应；生成的NO和H2O从铂催化剂表面解析并扩散到气相中。反应机理铂催化剂吸附氧的能力极强，在其表面吸附的O2中，原子与原子间的共价键被破坏；同时铂催化剂表面吸附氨分子，然后与氨分子中的氮及氢结合；进行电子重排，生成NO和H2O；铂对NO和H2O吸附能力较小，因此它们离开铂催化剂吸表面而进入气相中。22原因分析221高温铂的平均损失量与氧化炉温度的关系如下图1所示精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/71铂网2铂铑网3铂铑网图1炉温和铂的损失量的关系从图上很容易看出两种现象含RH的铂损失最小；同一种铂网随着氧化炉温度的升高，铂网的损失量增加。据有关资料介绍，纯铂网表面活性不是很高，为增加其活性和机械强度，工业上采用铂合金，可提高氧化率。在高温作用下，铂合金本身与氧化合，主要已挥发态的PTO2形式存在，造成了网丝的物理腐蚀，因此铂网的温度越高，铂催化剂的损失越大。222高压铂网在氨氧化反应高温条件下，会出现激烈的表面结构重排现象，网线外径明显增大，金属软化，结构松弛。因此，当氧化压力增加时，气速较大，冲击铂网表面带走铂金属微粒，造成铂损失。223反应气体杂质精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/7NH3AIR混合气由于过滤不净，存在机械杂质，在气流穿过铂网时，杂质撞击铂网表面，加之铂网表面在高温下松弛，很容易将铂表面撞击至“疲劳”并脱落下微铂粒；其次空气压缩机送出的空气中带有油脂，它可以使铂网在高温下发生脆化，机械强度降低；再者原料气体中夹带的H2S、C2H2等化学成分，可以使铂网中毒而失去活性，增加再生次数而导致铂耗增加。224频繁开停车铂的催化作用适宜在温度、压力稳定的条件下，才能发挥最佳效果，如果频繁开停车，铂网在温度、压力忽高忽低的作用下，其强度、塑性、蠕变速度、韧性、疲劳强度等均发生无规则变化，加速铂损失，缩短铂网寿命。225铂网局部过热当NH3AIR混合气在铂网表面分布不均时，导致铂网表面温度高低不一，甚至造成局部过热而引起铂损失，在此情况下，铂网重量越大，铂损失就越大。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/7226铂网本身原因铂网在制造中，夹带杂质越多，铂损失就越大。如铁的氧化物在铂表面上积累，在高温作用下容易促使氨分解，且它能与网丝结合，生成铁铂酸，降低铂网活性和机械强度，因此缩短了铂网的使用周期。227使用时间按下式计算DR/或者A100024/其中D使用期限M铂网的工作强度，单位为吨/日克铂G每生产1吨100硝酸的铂损失R重量比原来减少量A铂网的工作时间精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/7A铂网的需要量B铂网的能力，被氧化的氨的公斤数/克铂日当铂网达到使用期限，要及时更换或再生，达到报废条件时，要进行回收利用。228其它原因铂网的支撑结构长期在高温下作用，使其变形而将网撕破，或者意外事故等，都会使铂网损失加大。3改进措施要控制压力超高和波动，使铂网在平稳压力下工作，同时控制好氨蒸发器中气氨压力和空气压缩机出口压力，严防超高和波动。温度控制上，要控制好NH3AIR比值和氧化炉温度，防止炉温超高和较大波动。精