双加压法稀硝酸装置项目介绍及投资估算.doc

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年产10万吨双加压法
稀硝酸装置
项目简介和投资估算

天津华景化工新技术开发有限企业
/04/02
10万吨/年双加压法稀硝酸装置
项目简介及投资估算
（老式工艺）
一、项目概述
国内目前生产稀硝酸措施有：综合法、低压法、全中压法、全高压法和双加压法。其中综合法和低压法因生产成本高和环境保护不过关等问题，国家已严禁新建，全中压法因其尾气NOX浓度太高须采用氨还原治理后才可排放，而治理尾气投资和运行费用很大，导致产品成本高，因此也在逐渐被淘汰之中。目前在国内外硝酸领域：双加压法技术先进可靠,生产规模大，能耗低，尾气达标，综合经济指标优等特点，成为众多企业新上硝酸装置首选。国内予计底双加压法生产规模将占全国硝酸总规模50%以上。我企业给新乡永昌化工、江苏洪泽戴梦特化工、杭州龙山化工等设计年产10万吨双加压法稀硝酸装置已相继开车成功顺利投产。
二、装置特点
1、氨-空气混合器和氧化炉中分布器采用专有技术，其混合器和分布器都是通过严密设计和实践验证，保证氨与空气既能充足混合又能充足分布于铂网表面，同步氨氧化压力采用3.5MPa（G）中压氧化，这样氨氧化率可达96%以上,铂耗减少到120mg/T.HNO3 左右。
2、铂网点火是采用网上可转动氢火炬，氨送入氧化炉后可立即获得较高氧化率，防止在点火期间气氨滑过铂网，导致后续工段形成爆炸铵盐。
3、吸取塔内筛板设计采用专有技术，二氧化氮吸取压力为1.0MPa(G)，在使用低温水冷却时吸取率可达99.82%,排出尾气中NOX含量低于180～200ppm,产品稀硝酸浓度高达60％以上。
4、采用中温（380℃左右）回收尾气能量，工作条件较缓和，操作稳定可靠，尾气透平进口机组可回收60%以上压缩功，国产机组可回收50%以上压缩功。
5、液氨蒸发器加热水与吸取塔上部冷却水形成闭路循环，合理运用氨蒸发冷量，制得低温水去吸取塔降温，硝酸吸取放出热量由水带出去蒸发液氨。
6、空压机和氧化氮压缩机多级压缩后能量在流程中得到充足回收运用。
7、废热锅炉副产3.9 MPa过热蒸汽，供汽轮机用汽。自产蒸汽自用有余。
8、整套装置设计合理，设备先进，自动化程度高，保证装置长周期安全稳定运行。
总体来说，我们设计10万吨/年双加压法硝酸装置长处是： ⑴ 工艺技术处在国内双加压法硝酸装置领先地位。由于这套装置设计是在我们充足消化了国内外不一样规模双加法硝酸装置基础上做了较大技术创新，例如采用我们双加压法技术可使成品酸浓度到达60～65%，吸取压力可达1.0MPa(G)以上,尾气直接达标排放，NOx浓度＜200PPm。上述两项指标是国内其他设计单位尚不能做到。 ⑵ 废热锅炉蒸汽自给有余这也是国产化目前已经运行其他同等规模双加压法硝酸装置所达不到。 ⑶ 原料消耗低，能量回收好，自动化水平高，操作平稳，安全可靠。吨酸成本比其他同型国产化妆置低。⑷ 在我们参与下可使装置总投资费用有较大减少。
三、工艺流程简述
1、氨-空气混合气制备
由合成氨系统来液氨进入蒸发器（A、B），氨在其中被蒸发。正常操作时，大部分液氨被蒸发器A中来自吸取塔冷却水所蒸发，其他液氨被循环冷却水在蒸发器B中蒸发，压力维持在0.52～0.55MPa，其中油和水在辅助氨蒸发器中被分离。由蒸发器得到气氨送往气氨过热器被蒸汽过热到100℃以上，进入气氨过滤器除去油和机械杂质后再送往氨-空气混合器与空气混合。
来自大气空气经三级过滤除去机械杂质后进入空气压缩机被加压到0.35MPa（G），温度236℃左右。被压缩空气分为一次空气和二次空气，二次空气用于成品酸漂白，一次空气则与气氨混合，控制氨浓度9.6%稳定送入氧化炉。
2、氨氧化与废热回收
经氨-空气混合器充足混合好氨空混合气体进入氧化炉顶部，经分布器均匀分布到铂网上进行氨催化氧化反应（4NH3+5O2→4NO+6H2O+Q）放出大量热量，反应温度控制860°左右，反应生成物经蒸汽过热器、废热锅炉副产3.9MPa 440℃过热蒸汽供四合一机组汽轮机用汽，多出蒸汽送入外管网。
3、NO氧化和热量回收
出废锅氧化氮气经高温气-气换热器和省煤器进入低压反应水冷凝器，在此NOX气体被水冷却到约42℃。在氧化氮气被冷却同步NO在设备和管道中氧化成NO2与蒸汽冷凝水反应生成稀硝酸。酸-气混合物料进入氧化氮气体分离器，将生成稀硝酸分离，用泵将其送入吸取塔对应塔板。NOX气体与来自漂白塔二次空气混合进入氧化氮气体压缩机，被加压到1.0MPa（G），温度由42℃上升到200℃左右，经尾气预热器将压缩而产生热量移走，使尾气得到预热，而NOX气体自身温度降到130℃左右，再经高压反应水冷凝器用冷却水将NOX气体冷却到40℃左右进入吸取塔底部，其中冷凝酸与成品酸混合。
4、NO2吸取生成硝酸和硝酸漂白
自高压反应水冷凝器出来氧化氮气体进入吸取塔底部，其中冷凝酸与成品酸混合，氧化氮气体在塔中被水吸取生成60～65%硝酸。稀硝酸进入漂白塔被二次空气漂白后送入成品酸储罐。
5、尾气能量回收及放空
尾气自吸取塔顶排出，去尾气分离器，分离夹带液滴后气体首先在二次空气冷却器中被二次空气加热到55℃左右，然后在尾气预热器中被高压氧化氮气体加热到155℃左右，最终在高温气-气换热器中被加热到360～390℃。热气体进入尾气透平做功，大概可回收总压缩功率50%以上，经尾气排气筒放空。尾气中氮氧物含量≤200ppm（V）。
四、三废处理及环境保护
1、废气
硝酸生产过程中产生尾气，在生产过程中把其中含有害物NOX最大程度地转化为产品，使其含量≤200ppm到达国家环境保护排放规定。
2、废液
（1）废锅排污排出污水
废锅排污经减压在膨胀槽内回收二次蒸汽，降温后污水经冷却器冷却到40℃排出。排量约300kg/h，含盐量mg/L。
（2）油水混合物
液氨中含油、水，在氨蒸发器浓缩后，再进辅助蒸发器，把油水混合物中氨深入蒸发出来，油水混合物再经冷却器冷却后，进集油槽，集中处理。
五、安全生产措施
氨-空气混合物是爆炸性气体，本装置自控设计中采用了有效措施，可以保证安全生产。规定操作人员要纯熟掌握本装置中为了安全而设计信号联锁自动保护系统。
信号联锁系统是一种自动保护系统，它能自动监视生产过程中状况，并有自动控制阀门等有关设备，发出灯光，铃响报警信号，它重要有信号报警和联锁保护两个功能。信号报警重要起到自动监控作用，当工艺参数或运行状态发生异常时发出报警，提醒操作人员及时处理。联锁保护是一种自动控制糸统，使有关设备按照安全设计条件或程序完毕操作任务。本装置工艺系统共设计连锁动作阀门8台，连锁点38个，四合一机组系统也设计了连锁动作阀门和若干连锁点，以保证安全生产。
六、重要设备一览表
序号
设 备 名 称 及 规 格
台数
材 料
1
吸取塔
1
00Cr18Ni10
2
吸取塔冷却器
1
SS
3
漂白塔 介质：60%硝酸
1
SS
4
成品酸槽
2
SS
5
排酸槽
1
SS
6
动工酸槽
1
SS
7
氨蒸发器A
1
CS+SS
8
氨蒸发器B
1
CS
9
氨辅助蒸发器
1
CS
10
氨过热器
1
CS
11
空气预热器
2
CS
12
高温气-气换热器
1
SS
13
省煤器
1
SS
14
低压反应水冷凝器
1
SS
15
尾气预热器
1
SS，Ti
16
高压反应水冷凝器
1
SS
17
二次空气冷却器
1
SS+CS
18
酸冷却器
1
SS
19
排污冷却器
1
CS
20
密封气加热器
1
SS+CS
21
联胺溶解槽
1
SS+CS
22
磷酸钠溶解槽
1
SS+CS
23
氨空混合器
1
SS
24
氨过滤器
1
SS+CS
25
空气过滤器 TJ-3型自动卷绕式 过滤面积12.6 m2
1
SS+CS
26
汽包
1
CS
27
蒸汽分离器
1
15CrMO
28
排污罐
1
CS
29
氧化氮分离器
1
SS+CS
30
尾气分离器
1
SS
31
除氧器
1
CS
32
排油罐
1
CS
33
尾气排气筒
1
SS
34
除雾液罐
1
SS
35
空气入口消音器
1
CS+玻璃纤维
36
蒸汽吹除消音器
1
CS玻璃纤维
37
尾气消音器
1
SS
38
洗网装置
1
CS，SS等
39
铂网修理台
1

40
铂网贮柜
1
CS、SS
41
减温器
1
CS
42
管道蒸汽分离器
1
15CiMo
43
取样冷却器
3
SS
44
酸搜集槽
3
SS
45
氧化炉
1
1Cr18Ni9Ti
0Cr18Ni12MoTi
46
废热锅炉
1

47
蒸汽过热器
1

48
补充循环水泵

49
吊车（防爆） N=10KW 起重量 20/5吨
1
CS
50
锅炉给水泵
2
CS
51
锅炉循环泵
2
Ci13
52
工艺水泵
2
304
53
稀硝酸泵
2
304
54
动工酸泵
2
304
55
成品酸泵
2
304
56
循环水升压泵
2
304
57
补充锅炉给水泵
2
CS
58
氢气瓶
4
CS
59
排酸泵
1
304
60
中和液泵
1
304
61
加药泵
2
304
62
联胺溶液泵
1

63
磷酸钠溶液泵
1

64
四合一机组

空压机
1

NOX压缩机
1

尾气膨胀机
1

汽轮机
1

七、消耗定额（100%HNO3/t计）
名称
技术规格
单位
消耗定额
消耗量
每小时
每年
液氨
NH3≥99.5%
吨
0.283

循环水
氯化物≤80ppm,△=10℃
吨
118

脱盐水

吨
0.6

低压蒸汽
0.5MPa,158℃
吨
0.15

电
380V
度
12

氢氧化钠
工业级
Kg

磷酸钠
工业级
Kg

仪表空气
无油、水、尘
Nm3
14

铂催化剂
回收后
克
0.06

副产蒸汽
3.9MPa,440℃
吨
1.2

八、投资估算
项目
金额（万元）
备注
非标设备
3200

四合一机组
3100

工艺管道和阀门
550

电气、仪表
250

土建
300

铂金网

安装费
200

不可预见费
260

合 计
9860

附录:
1、年产10万吨稀硝装置工艺流程示意图
2、年产10万吨稀硝装置界区平面布置图
3、年产10万吨稀硝装置工程进度表