在硝酸工業(yè)生產(chǎn)中,氯離子(CI-)不但是影響產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標,同時(shí)它還是影響裝置高效低耗、穩定生產(chǎn)的一個(gè)重要安全隱患。因此,從事硝酸生產(chǎn)管理的技術(shù)人員以及現場(chǎng)操作人員都應充分了解CI-在硝酸工業(yè)生產(chǎn)中潛存在的危害性,并且在實(shí)際生產(chǎn)中積極采取有效措施加以預防,以確保裝置的安全穩定、高效低耗運行。
1. CI-易造成催化劑鉑網(wǎng)中毒
硝酸工業(yè)生產(chǎn)中氨氧化用的催化劑鉑網(wǎng)制造成本偏高,按12~14元/g計算,1爐鉑網(wǎng)加工費用至少在20萬(wàn)元以上,而鉑網(wǎng)在生產(chǎn)中運行一段時(shí)間后,受各種因素影響催化劑活性會(huì )有所下降,造成氨耗、鉑耗上升速度較快,為節約運行費用,大多數企業(yè)都采用舊網(wǎng)清洗再生以重復使用。在舊網(wǎng)清洗的過(guò)程中,一般首先要有一定濃度的鹽酸進(jìn)行酸洗。在此過(guò)程中,如果操作不規范,CI-極易殘留在鉑網(wǎng)上,它的存在會(huì )和鉑網(wǎng)反應生成氯鉑酸,破壞催化性能而使鉑網(wǎng)失去活性,俗稱(chēng)“中毒”表現為點(diǎn)不著(zhù)火或氧化率偏低,氨耗、鉑耗明顯偏高,造成單位生產(chǎn)成本上升,國內不少廠(chǎng)家曾發(fā)生過(guò)類(lèi)似事故。
2. CI-易造成快冷器應力腐蝕泄漏
快冷器是硝酸工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵設備,它的作用是利用冷卻水與高溫工藝氣體進(jìn)行快速換熱,使得工藝氣體中的水蒸氣快速冷卻以提高進(jìn)吸收塔氣體中NO2的濃度和NO的氧化度,同時(shí)降低吸收塔的進(jìn)料溫度,以達到良好的吸收效果和較高的酸濃度。由于快冷器處于高溫和酸性等錯綜復雜的特殊環(huán)境中,極易被腐蝕.受溫度及其他因素影響,一定條件下,微量 CI-也可能引起應力腐蝕.在換熱過(guò)程中,氣液交界面上的冷卻水會(huì )發(fā)生汽化,這樣極易造成大量 CI-的富集,較高的 CI- 濃度對金屬會(huì )產(chǎn)生很大的應力腐蝕,從而易造成快冷器列管發(fā)生應力腐蝕泄漏。通過(guò)對腐蝕晶界內殘余組分進(jìn)行分析,發(fā)現其CI-濃度可達到冷卻水中 CI-濃度的幾十倍。
3. CI-易造成吸收塔點(diǎn)腐蝕泄漏
吸收塔在硝酸裝置中占整個(gè)投資比例的10%左右,由此可見(jiàn)其在硝酸裝置中的重要程度。它的作用是利用脫鹽水逆向吸收Nox氣體生成硝酸。 CI-在塔內主要存在如下反應:
由上述幾個(gè)反應可知,CI-的存在顯然與塔內酸濃度有關(guān),而在吸收塔內各層塔板濃度自上而下呈遞減狀況,因此 CI-在塔內是隨上述幾個(gè)反應交替進(jìn)行而周而復始循環(huán)存在。筆者由多年的生產(chǎn)實(shí)踐得知,在酸濃度約23%~35%的范圍內, CI-集聚最多,此時(shí)由于 CI-是弱還原劑,對吸收塔氧化膜有極大的滲透性,能夠破壞不銹鋼的鈍鋼的鈍化狀態(tài)與Fe發(fā)生反應成FeCI2和FeCI3它的腐蝕速度極快,在有些區域腐蝕程度相當深,這樣在液相與固相界面上極易造成吸收塔的點(diǎn)腐蝕泄漏。四川某化肥廠(chǎng)曾發(fā)生此類(lèi)吸收塔泄漏停產(chǎn)事故,直接經(jīng)濟損失達百萬(wàn)元。
1. 首先在酸洗后應采取大量脫鹽水對整個(gè)鉑網(wǎng)進(jìn)行充分水洗,直到用pH試紙測試顯示中性,然后再用不含CI-的蒸餾水沖洗2遍以上,以徹底消除鉑網(wǎng)中的CI-。
2. 在設計時(shí),冷卻水出口管應設計為高出上管板,保證上管板和所有列管全部浸沒(méi)在冷卻水中,以杜絕冷卻水在列管上汽化,引起CI-的富集,同時(shí)也大大減輕了因溫差引起的應力；嚴格控制循環(huán)冷卻中CI-的含量, CI-濃度必須控制在0.1ppm以?xún)取?/P>
3. 嚴格控制吸收塔加脫鹽水中CI-的含量,必須控制在5ppm以?xún)?；要定明分析塔板中CI-的含量,總結它的積累情況和規律性,當CI-≥100ppm時(shí)及時(shí)排掉,絕不能超過(guò)500ppm。排CI-時(shí),流量要小,以免塔板液面過(guò)低,發(fā)生塔內工況紊亂現象。
以上預防措施是總結河南神馬尼龍化工有限責任公司硝酸裝置和國內相似廠(chǎng)家多年來(lái)積累的經(jīng)驗教訓基礎上得出的,適用性較強,正確實(shí)施,能創(chuàng )造良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
(高慶福)
