100 kt/a双加压稀硝酸装置的改造及优化

黎志敏

（杭州龙山化工有限公司，杭州311228）

近年来，双加压法硝酸以其氨耗低、铂耗低、成品酸含量高和尾气中NOx含量低等优点，逐渐成为我国硝酸行业发展的主要生产工艺，预计2015年在硝酸产能行业内的比例将达90%以上[1]。目前杭州某公司1套100 kt/a双加压法稀硝酸装置，自2010年4月投入生产运行以来，出现了如低压反应水冷器列管易泄漏、废热锅炉爆管及高温季节装置产量偏低等问题，为此进行了一系列相应的改造和优化，达到了设备稳定运行和装置节能降耗的目的。

1 低压反应水冷器改造

1.1 设备运行现状

φ1 400 mm低压反应水冷器使用2 a后，每次停车检查时发现φ25mm×2mm换热管都有不同程度的泄漏现象。在多次对管板和换热管进行焊补后，原总共822根换热管，已经焊补封堵了120余根，换热面积下降约15%，造成了设备出口的NOx温度由37℃上升到补漏后的42～45℃，而气体温度偏高会影响后续NOx压缩机的提压效率，同时部分泄漏的稀硝酸进入壳程后加速了碳钢设备和管线的腐蚀。

由于该设备的换热管材质采用304L不锈钢，总质量22 t，换热面积702m2，若调换整台设备费用需120万元以上，维修成本过高。

1.2 腐蚀原因分析

1)温差应力腐蚀。由于低压反应水冷器的换热管与管板之间采用常规的贴胀+强度焊接形式，在胀管处管壁减薄及焊接容易造成残余应力，而设备入口处的NOx气体温度高达到170℃，循环冷却水的温度约30℃，2者温度相差较大，而过大的温差应力极易造成换热管薄弱处破损。

2)高温冷凝稀酸冲刷。入口处NOx气体温度高达到160～170℃，出口为40℃左右，该气体的露点温度97℃，在冷却过程中不断有冷凝酸产出。……