李苏军，朱丹
（重庆飞华环保科技有限责任公司，重庆401221）
［摘 要］重庆飞华环保科技有限责任公司400 kt/a双加压法稀硝酸装置所产稀硝酸（HNO3浓度60%）是BASF重庆MDI一体化项目联合装置的原料之一，由于稀硝酸装置设计产能远大于客户需求，富余产能不得不通过车辆外运销售的方式予以消化，导致稀硝酸装置经常开开停停，企业效益受到很大影响。2021年底组织硝酸提浓技术攻关，据工艺特点和装置实际情况形成两步走的硝酸提浓思路，目前第一步（增加冷量、及时移出反应热，实现负荷前移）已完成并取得明显效果----在不增加设备的情况下通过系统优化调整实现了65酸的生产，下一步择机考虑通过增设除水设备等技改措施实现68酸的生产，以提升稀硝酸产品的市场竞争力和企业的经济效益。
［关键词］双加压法稀硝酸装置；硝酸提浓；理论依据；思路与方法；可行性分析；提浓效果；运行问题；解决方案
［中图分类号］TQ111.26+2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）05-0023-04
0 引 言
重庆飞华环保科技有限责任公司（简称飞华环保公司）400 kt/a稀硝酸装置（HNO3浓度60%）由中海油山东工程有限责任公司设计，采用西班牙TR公司开发的双加压法硝酸生产工艺［中压氧化（氧化压力0.45 MPa）、高压吸收（吸收压力1.1 MPa）］，所产稀硝酸是BASF重庆MDI一体化项目联合装置的原料之一，满足BASF的生产需求。MDI一体化项目各装置产能的匹配情况确定了项目的生产规模，但飞华环保公司稀硝酸装置设计产能远大于客户BASF的生产需求，富余产能不得不通过车辆外运销售的方式予以消化，而在富余产能消化技改之前，由于产能过剩及低浓度硝酸缺乏市场竞争力，使得400 kt/a稀硝酸装置经常处于开开停停的状态，销售情况差时1 a内的开/停车次数多达11次，企业效益受到很大影响。为解决硝酸产能过剩及低浓度硝酸缺乏市场竞争力的问题，2021年底飞华环保公司决定开展硝酸提浓技术攻关，并根据企业实际情况对系统逐步进行了一些调整。以下对有关情况作一介绍。
1 硝酸提浓的理论依据
据氨氧化制取硝酸的化学反应方程式NH3+2O2===HNO3+H2O可知，理论上氨氧化只能直接制得浓度77.8%的硝酸，如果系统中有冷凝水生成，硝酸浓度就会降低，加上因环保及降低生产成本方面的需求，需在吸收工段吸收塔（T0101）加入脱盐水吸收液，稀硝酸产品浓度就更低了。从化学平衡的角度来说，一般条件下用硝酸水溶液吸收NOx气体所能获得成品酸中的HNO3含量是有限的，一般常压法硝酸生产工艺不超过50%、加压法硝酸生产工艺最高为70%；通常，无需过多加大投资，双加压法硝酸生产工艺可在同一装置中经济地生产HNO3含量分别为60%和70%的2种成品稀硝酸。换言之，飞华环保公司400 kt/a稀硝酸装置产品硝酸提浓是可行的。
2 硝酸提浓思路及其方法
2.1 思路一及其方法
由前述可知，理论上双加压法硝酸生产工艺氨氧化制得的硝酸浓度为77.8%，但因系统中有冷凝水生成以及在吸收工段加入了脱盐水，使得产品稀硝酸浓度较理论浓度低了不少。因此，如何脱除系统中的冷凝水以及如何降低吸收液（脱盐水）使用量成为双加压法硝酸生产工艺硝酸提浓的关键。
双加压法硝酸生产工艺以氨为原料，氨与空气中的氧发生氧化反应制得HNO3的同时还会生成水，生产中氨氧化反应生成的水一般不易除去，通常除水主要是除去空气中所含的水分，而空气中的水分与装置所处的地域、季节、气候关系密切，因此企业会根据情况和所需硝酸浓度采取不同的除水方式，常用除水方式有如下2种。
第一种，空气经空气压缩机压缩升温后经过1组空气冷凝器降温除水，这种方式除水量大，通常生产68酸（68酸是指HNO3含量为68%的稀硝酸，其他类同）时用这种除水方式。
第二种，将空气经空气压缩机压缩升温后去漂白塔的一部分二次空气先送入冷凝器冷凝除水，之后经1台加热器升温后再送入漂白塔漂白稀硝酸，然后进入系统前端，与系统前端的工艺气混合。此种方式由于去往漂白塔的二次空气量相对较少，约占空气总量的1/5，因此除去的水量相对较少，硝酸浓度提升幅度不大；但这种除水方式投资小，对硝酸浓度要求不是太高的企业仍有采用。
采用思路一及相应的方法，需增设去除空气中水分的设备，可根据产品硝酸的需求浓度以及硝酸装置所处的地理环境选择适宜的冷凝设备。
2.2 思路二及其方法
更多内容详见《中氮肥》2023年第5期