[发明专利]一种减少温室气体排放的硝酸制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硝酸的制备方法，特别是涉及一种减少温室气体排放的硝酸制备方法。背景技术

硝酸生产过程第一步是气氨与空气混合物在氧化炉内的铂铑合金丝网上燃烧，双加压硝酸装置氧化炉的温度为830℃～890℃，生成高温氧化氮（NOx）气体，主要反应公式如下：

4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O   (1)

4NH₃+3O₂→2N₂+6H₂O   (2)

4NH₃+4O₂→2N₂O+6H₂O  (3)

公式(1)生成的NO是该步骤的主要产物，用于生产硝酸，公式(2)和(3)是伴随反应，生成副产物N₂、N₂O和水。在正常生产条件下，副产物N₂O不能生成硝酸，而国家环保部没有对硝酸装置排放的温室气体氧化亚氮（N₂O）做出限制，因此在硝酸正常生产中没有对N₂O排放量进行控制，而是直接排入大气，这不仅没有充分利用原料造成氧化炉内氧化率降低，而且排放的N2O还加剧了全球温室效应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种减少温室气体排放的硝酸制备方法，所述方法在不增加设备的前提下，通过优化工艺参数提高硝酸装置温室气体的减排效率，同时可以提高硝酸产量。

一种减少温室气体排放的硝酸制备方法，包括如下步骤：

将气氨与空气混合物在双加压硝酸装置氧化炉内的铂铑合金丝网上燃烧，生成一氧化氮气体，所述一氧化氮气体与水反应生成硝酸；其中，所述双加压硝酸装置氧化炉温度为860℃～890℃。

本发明所述的减少温室气体排放的硝酸制备方法，其中所述双加压硝酸装置氧化炉的温度为860℃～870℃，氧化压力为400kPa。

本发明所述的减少温室气体排放的硝酸制备方法，其中所述双加压硝酸装置氧化炉的温度为861℃～866℃。

本发明所述的减少温室气体排放的硝酸制备方法与现有技术不同之处在于：

本发明所述方法在不增加设备的前提下，通过优化工艺参数提高硝酸装置温室气体的减排效率，同时可以提高硝酸产量，提高经济效益；所述双加压硝酸装置氧化炉温度为860℃～890℃的条件下可以使氧化炉内的气氨达到较好的转化率，尤其在温度为860℃～870℃的条件下，温度低于860℃气氨转化率低，副反应产物增多，温度过高气氨的转化率会降低，同时会造成铂铑网催化剂损耗过大，而且还容易发生爆炸。

附图说明

图1为本发明实施例1中气氨转化率随温度变化的曲线图。

具体实施方式

实施例1对最适宜温度的探讨

根据对硝酸生产工艺的研究和在现场的反复试验，发现通过调节氧化炉温度可以减轻硝酸装置温室气体对环境的污染，并提高硝酸氧化炉内原料气氨的转化率，见图1，其中，曲线a为氧化压力为100kPa情况下的变化图，曲线b为氧化压力为400kPa情况下的变化图。从图1中可见，氧化炉内气氨的转化率与温度有关，以氧化压力为400kPa的双加压硝酸装置氧化炉来说，在氧化炉温度达到890℃以前，氨的转化率随温度升高而增加，在890℃时达到了最高值，根据物料平衡可得出，此时产生的温室气体N2O等副产物最少。

根据这一研究，我们在硝酸工艺操作常用范围830℃～890℃进行了研究，并进行了现场反复试验，并将温度优化为860℃～890℃这个温度范围是因为，在400kPa的氧化炉中，温度高于890℃以后氨的转换率会降低，同时会造成铂网催化剂损耗过大，而且容易发生爆炸。

经过多次试验并从仪表测量结果可以看出，硝酸尾气中N2O浓度与氧化炉温度有关，氧化炉温度越高，尾气中N2O浓度越低，反之亦然。

选择一个适宜的氧化炉温度，不仅能提高氨转化率，还可以降低副反应发生，降低硝酸装置温室气体的排放量，同时提高硝酸生产全过程的经济效益。

实施例2

一种减少温室气体排放的硝酸制备方法，包括如下步骤：