2023年论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用.docx

论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用 。本文从温度、压力等方面分析了稀硝生产中贵重金属铂催化剂消耗较高的原因，并提出了改进措施，为优化生产本钱、节能降耗提出个人见解。 关键词：稀硝；贵重金属催化剂；改进；措施 1前言 中国神马集团尼龙化工公司硝酸装置，是采用美国weatherly公司专利技术，年产稀硝3.3万吨，浓度为65，主要供己二酸装置作氧化剂。在实际生产中，发现铂耗较高，本文从氨和空气的反响条件入手，分析了铂耗偏高的原因，并提出了降低铂耗的一些措施。该装置采用的是铂/铑/钯合金催化剂，比例为pt/rh/pd=90/5/5，其优点是氨的氧化率高、寿命长、操作方便、可以回收利用和再生，缺点是铂金属较贵重，同时受到储量和生产地区限制。因此，为了降低铂耗和生产本钱，采取必要的技改措施，成为我们探索的必由之路。 2问题的提出及分析 2.1铂的催化氧化机理概述 催化反响过程。氨和氧分子从气相扩散到铂外表的外扩散过程；氨和氧分子被铂外表活性吸附过程；在铂外表进行化学反响；生成的no和h2o从铂催化剂外表解析并扩散到气相中。 反响机理。铂催化剂吸附氧的能力极强，在其外表吸附的o2中，原子与原子间的共价键被破坏；同时铂催化剂外表吸附氨分子，然后与氨分子中的氮及氢结合；进行电子重排，生成no和h2o（g）；铂对no和h2o（g）吸附能力较小，因此它们离开铂催化剂吸外表而进入气相中。 2.2原因分析 2.2.1高温 铂的平均损失量与氧化炉温度的关系如以下图1所示： 1.铂网2.铂铑网（含rh2）3.铂铑网（含rh2023） 图1炉温和铂的损失量的关系 从图上很容易看出两种现象。含rh的铂损失最小；同一种铂网随着氧化炉温度的升高，铂网的损失量增加。 据有关资料介绍，纯铂网外表活性不是很高，为增加其活性和机械强度，工业上采用铂合金，可提高氧化率。在高温作用下，铂合金本身与氧化合，主要已挥发态的pto2形式存在，造成了网丝的物理腐蚀，因此铂网的温度越高，铂催化剂的损失越大。 2.2.2高压 铂网在氨氧化反响高温条件下，会出现剧烈的外表结构重排现象，网线外径明显增大，金属软化，结构松弛。因此，当氧化压力增加时，气速较大，冲击铂网外表带走铂金属微粒，造成铂损失。 2.2.3反响气体杂质 nh3-air混合气由于过滤不净，存在机械杂质，在气流穿过铂网时，杂质撞击铂网外表，加之铂网外表在高温下松弛，很容易将铂外表撞击至“疲劳〞并脱落下微铂粒；其次空气压缩机送出的空气中带有油脂，它可以使铂网在高温下发生脆化，机械强度降低；再者原料气体中夹带的h2s、c2h2等化学成分，可以使铂网中毒而失去活性，增加再生次数而导致铂耗增加。 2.2.4频繁开停车 铂的催化作用适宜在温度、压力稳定的条件下，才能发挥最正确效果，如果频繁开停车，铂网在温度、压力忽高忽低的作用下，其强度、塑性、蠕变速度、韧性、疲劳强度等均发生无规那么变化，加速铂损失，缩短铂网寿命。 2.2.5铂网局部过热 当nh3-air混合气在铂网外表分布不均时，导致铂网外表温度上下不一，甚至造成局部过热而引起铂损失，在此情况下，铂网重量越大，铂损失就越大。 2.2.6铂网本身原因 铂网在制造中，夹带杂质越多，铂损失就越大。如。铁的氧化物在铂外表上积累，在高温作用下容易促使氨分解，且它能与网丝结合，生成铁铂酸，降低铂网活性和机械强度，因此缩短了铂网的使用周期。 2.2.7使用时间 按下式计算： d≤r/（m·△g）或者a=202300×24/（a·b） 其中：d：使用期限 m：铂网的工作强度，单位为吨/日·克铂 △g：每生产1吨20230硝酸的铂损失（克） r：重量比原来减少量（取分数） a：铂网的工作时间（小时） a：铂网的需要量（克/氧化1吨氨） b：铂网的能力，被氧化的氨的公斤数/克铂·日 当铂网到达使用期限，要及时更换或再生，到达报废条件时，要进行回收利用。 2.2.8其它原因 铂网的支撑结构长期在高温下作用，使其变形而将网撕破，或者意外事故等，都会使铂网损失加大。 3改进措施 （1）要控制压力超高和波动，使铂网在平稳压力下工作，同时控制好氨蒸发器中气氨压力和空气压缩机出口压力，严防超高和波动。 （2）温度控制上，要控制好nh3-air比值和氧化炉温度，防止炉温超高和较大波动。 （3）nh3-air混合气净化上，在生产中经常注意氨空过滤器、空气出（入）口过滤器的压差值，发现超高及时清洗或更换滤芯。 （4）对氧化炉封头局部改造，使nh3-air混合气在铂网上均匀分布，防止铂网局部过热。 （5）铂网使用至规定时间后，应立即更换或进行再生处理，当到达以下报废条件时，进行报废处理：铂网重量损失在2023左右；铂网的破损面积达1/3以上，无法修补时；使用时间达14000小时（583天）以上时。 （6）在购置铂网时，严格分析铂的纯度，控制铂中杂质含量； （7）优化操作，防止意外事故发生导致铂网破裂。 4改造效果 通过上述措施的改造，收到了良好效果，每吨硝稀铂耗降为0.27克，与以往相比，每年节约大量购置铂催化剂资金，同时减少了停车更换铂网的次数，极大地减少了生产本钱，且在节能降耗方面也起一定的积极作用。 参考文献： [1]陈敏恒.化工原理.化学工业出版社. [2]陈五平.无机化工工艺学.化学工业出版社. [3]朱炳辰.化学反响工程.化学工业出版社. [4]裴文.高等有机化学.浙江大学出版社. [4]刁玉玮.化工设备机械根底.大连理工大学出版社. 论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用来源于免费网，欢迎阅读论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用。 第6页 共6页