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摘要：在双加压法硝酸生产中，铵盐的高低决定铂催化剂的使用寿命和装置的安全运行。生产中对于铵盐的监控尤为重要，通过对我公司硝酸装置铵盐超高的原因逐一分析排除，找到了铵盐超高的原因，并提出了相应的应对措施。
关键词：硝酸；铵盐；应对措施
1、铵盐指标背景
铵盐形成机理：部分未经氧化反应的氨直接进入后序系统与硝酸反应形成铵盐。
硝酸铵易在氧化氮压缩机叶片上结晶，当大量积聚时，遇明火或因摩擦会引起爆炸。
亚硝酸铵易在氧化氮分离器中形成，当大量积聚时，亚硝酸铵在温度高于60℃时，在酸性介质中反应加剧可能引起爆炸。
2、目前国内硝酸装置铵盐指标情况
目前国内铵盐指标基本控制在30ppm以下，开工期间铵盐分析控制指标≤50ppm，少部分厂家铵盐控制在10ppm以下。
因铵盐分析指标主要与铂网工作情况有关，故通过铵盐分析可以看出铂网工作状态，可据此判断是否需要对铂网进行处理（酸洗或更换）。
4、铵盐形成的原因
4.1 氧化炉温度
氧化炉温度过低——会造成部分气氨来不及反应，在后序系统与硝酸反应形成铵盐。
4.2 生产负荷的影响
在氨空比一定的条件下，提高生产负荷可以提高氧化炉温度从而降低铵盐生成；但如果生产负荷过高，会增大铂网活性表面的生产负荷，超过最大允许负荷后铵盐将会上升。
4.3 铂网脱边、破损
铂网安装时，脱边造成部分气氨未经过铂网，直接进入下一工序造成铵盐超高。
铂网本身破损、安装铂网的挂钩或开车点火旋转臂挂伤了铂网，造成部分气氨未经过铂网，直接进入下一工序造成铵盐超高。
4.4 铂网成分、规格
铂网成分不纯、丝径较粗或铂网目数偏少，会造成铂网单位活性面积负荷偏高，造成后续系统铵盐偏高。
4.5 铂网中毒
导致中毒的物质有：磷化物、砷化物、硫化物、碳氢化合物、油脂和有机化合物、碱金属、水蒸汽、灰尘、铁氧化物。毒物来源：来自液氨或空气。
4.6 触媒框密封不严
触媒框密封不严，部分氨空混合气未经催化直接通过缝隙进入反应产物，与硝酸、亚硝酸反应形成铵盐，进而导致铵盐超高。
5、原因分析
5.1 提高氧化炉温度
4月8日～11日，氧化炉温度维持在842±1℃，铵盐分析21-23mg/l；4月11日～13日，氧化炉温度维持在846±1℃，铵盐分析24-25mg/l；4月13日～4月15日氧化炉温度提升至850±1℃，铵盐分析维持在23-24mg/l；4月15日～4月18日将氧化炉温度调整至854±1℃，铵盐分析27-31mg/l；
图1：氧化炉温度与铵盐关系趋势图（4月8日-18日）
结论：提高氧化炉温度后，铵盐并未降低。
5.2 生产负荷的影响
在氧化炉温度一定的情况下（氧化炉温度842℃），4月19日-24日，在机组负荷不发生变化的情况下，利用逐步提高二次空气量的方法降低一次空气流量，从而降低氧化炉负荷，总计调整量1000Nm3/h，铵盐分析维持在31-35mg/l，没有较大变化。
结论：在降低氧化炉负荷后，铵盐并未降低。
5.3 铂网脱边、破损
通过氧化炉视镜观察，铂网目前运行正常，不存在脱边、黑斑、局部发亮等现象。
铂网破损情况无法判断（必须拆除氧化炉大盖才能检查）。
5.4 铂网成分、规格
经清华大学分析中心测试，铂网成分、规格满足《HG/T 2271-2007-氨氧化制硝酸用铂催化剂》要求。
5.5 铂网中毒
原料液氨和空气中所含杂质可导致铂网中毒。
1）原料液氨
为及时了解原料液氨情况，每周对液氨进行抽样分析，分析指标如下：
油含量虽然超过设计指标，但通过与以往液氨原料分析值对比，油含量差别不大，通过及时在氨蒸发器排油水操作，目前液氨中油含量对铂网运行无影响。
2） 空气
空气过滤器滤芯在更换铂网前已更换，目前空气过滤器压差正常。
3）氧化炉温度
铂网中毒，表现为副反应增多，氧化炉温度升高，铂网存在黑斑（不消失）。目前氧化炉温度正常，无黑斑。
结论：铂网未中毒。
5.6 触媒框密封不严
上述原因逐一排除后，决定停工检查触媒框密封和铂网破损情况。
5月23日铵盐已升至74mg/l，24日停车拆开氧化炉大盖检查，现象如下：
1）在打开大盖后，发现最上层铂铑催化网有两处脱丝破损情况，其余六张网无破损。不影响铂网正常使用，不会造成铵盐超高。
2）在取出铂网和钯网后，发现最下面一张铂网和最上面的钯网的支撑网表面存在大量黑斑，且呈环形分布。
针对黑斑和环形分布现象分析如下：
在硝酸装置停车后，在铂铑网、钯网接触处富集的PtO2蒸气和PdO蒸气会随着反应的结束，而再次附着到铂网及钯网的丝材金属基体的表面，黑斑是PtO2和PdO附着颗粒的颜色；在停车过程中，气流反冲，导致铂网下部钯网向上鼓起，黑色的PtO2和PdO附着颗粒粘附在铂网上，形成规则的环形分布情况。
3）氧化炉触媒框陶瓷纤维带密封垫片存在两处短缺现象，长约5厘米。
上述原因一一排除后，确定铵盐超高原因是陶瓷纤维带高温老化、破碎，氨气未经反应，直接穿过铂网，导致铵盐超高。
6、应对措施
6.1 生产运行期间应对措施
1）铵盐低于30ppm时，定期在氧化氮分离器中进行喷水操作（降低分离器温度、酸浓度），在氧化氮压缩机入口管线进行喷蒸汽操作（清除积累铵盐）。
2）铵盐高于30ppm时，连续在氧化氮分离器中进行喷水操作，在氧化氮压缩机入口管线进行喷蒸汽操作。目前连续喷水流量为0.6m3/h，喷蒸汽流量为200kg/h。
3）铵盐超过100ppm以上，停车处理。
6.2 更换陶瓷纤维带密封垫片
由于无备用陶瓷纤维带密封垫片，采用陶瓷纤维棉临时代替密封，同时紧急采购陶瓷纤维带密封垫片，待装置检修时更换。
采用陶瓷纤维棉临时替代密封垫片，重新开车后，铵盐降至10mg/l以下。
参考文献：
[1]陈赵锁 氧化氮压缩机铵盐的清除 化肥工业 2003
[2]刘多恩 硝酸装置开车过程中的铵盐问题及清除 中氮肥 2006．
[3]李旭光 铂催化剂“脱边”原因分析及对策 大氮肥 1999
论文作者:李刚,罗修文
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/21
标签：铵盐论文; 炉温论文; 硝酸论文; 氧化氮论文; 负荷论文; 黑斑论文; 原因论文; 《防护工程》2017年第18期论文;