[发明专利]一种稀硝酸生产工艺

说明书

本发明公开了一种稀硝酸生产工艺。其是以液氨、空气为原料，铂‑铑合金为催化剂，经过滤、催化氧化、尾气预处理、热回收、吸收漂白、尾气处理工序制备稀硝酸，制备的稀硝酸纯度高，设备投资小，制造成本低，能耗小，对环境影响小等，具有较大的市场经济价值。

技术领域：

本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种稀硝酸生产工艺。

背景技术：

硝酸，分子式为HNO3，是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸，是一种重要的化工原料，其水溶液俗称硝镪水或氨氮水。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等；在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。稀硝酸的生产是以氨为原料，氨与空气中的氧在催化剂存在的条件下，进行定向催化反应，生成一氧化氮(NO)和水。一氧化氮进一步氧化生成二氧化氮(NO2)，二氧化氮NO2用水吸收生成硝酸。因此工业生产稀硝酸涉及三个主要的反应过程，即氨的氧化、一氧化氮气的氧化、二氧化氮气的吸收。主要的反应式如下：

4NH3+5O2＝4NO+6H20+Q

2NO+O2＝2NO2+Q

3NO2+H2O＝2HNO3+NO+Q

其中吸收产生的NO再经氧化后吸收，如此循环进行，直至尾气中NO降至达到相关的排放标准。

根据各阶段反应的压力不同，稀硝酸生产工艺主要分为常压法、全压法、综合法和双加压法。各主要生产流程简述如下：

(1)：常压法：鼓风机将净化后的空气送出(压力0.1MPa)，与过热后的气氨以一定的比例均匀混合，送到氧化炉。在氧化炉中催化剂表面在750℃-850℃下燃烧。生成的氮氧化物气体先经过空气预热器、蒸汽锅炉、管式冷却器，后再送入由6个填料吸收塔组成的吸收系统中。在吸收系统中在通入空气，使废气中氧含量达到5.5％。生产出45％的稀硝酸。常压法因其产品酸浓度低、尾气排放浓度高(通常高达数千ppm)、设备体积庞大、占地面积大，已被淘汰。

(2)：全压法：全压法可分为全中压(0.2-0.5Mpa)与全高压(0.7-0.9Mpa)。两者流程中氨的氧化与酸的吸收都在加压下进行。过滤后的空气由空气压缩机加压到0.35-0.4Mpa(中压)/0.7-0.9Mpa(高压)，在文氏管与氨气混合，另一部分供第一吸收塔下部漂白区脱除成品酸中的氮氧化物。

氨、空气混合气进入氧化炉-废热锅炉装置上部在840℃左右燃烧。氧化后的气体经废热锅炉后温度降低。废热锅炉副产蒸汽，供空气压缩机的透平作为动力。

由废热锅炉出来的氮氧化物气体经水加热器、尾气预热器和水冷却器进一步冷却，进入第一、二吸收塔，生成50％-55％的稀硝酸。出塔气体中的氮氧化物含量一般低于0.2％。吸收后的气体经尾气预热器换热后送至尾气透平回收能量后再放空。

(3)：综合法：常压下氨氧化，加压下酸吸收。

气氨在混合器与净化后的空气(常压或微负压)混合进入氧化炉燃烧，生成的一氧化氮混合气体进入废热锅炉回收热量，然后进入快冷器冷却后工艺气体通过透平压缩机升到0.34Mpa，温度为120-130℃，然后送到一氧化氮氧化塔后将气体通过尾气预热器和水冷器冷却，再送到吸收塔底部吸收、漂白。

吸收塔顶出来的尾气，压力0.255-0.275Mpa，经过尾气预热器预热到160-180℃，送入透平膨胀机回收30-35％的能量，最后排入大气。

(4)：双加压法稀硝酸生产工艺均是采用低压(0.35～0.55MPa)下进行氨的氧化、高压下(1.0～1.5MPaA进行NOx吸收，以达到既提高氨气氧化率，降低铂耗，又提高吸收率，生产较高浓度硝酸并降低尾气NOx排放的目的。