2024年论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用VIP专享VIP免费

论稀硝生产中贵重金属催化剂的高效利用摘要。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，为优化生产成本、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应条件入手，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成本，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应过程。氨和氧分子从气相扩散到铂表面的外扩散过程；氨和氧分子被铂表面活性吸附过程；在铂表面进行化学反应；生成的no和h2o从铂催化剂表面解析并扩散到气相中。反应机理。铂催化剂吸附氧的能力极强，在其表面吸附的o2中，原子与原子间的共价键被破坏；同时铂催化剂表面吸附氨分子，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表面而进入气相中。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下图1所示：1.铂网2.铂铑网（含rh2）3.铂铑网（含rh10）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；同一种第1页共4页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，纯铂网表面活性不是很高，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应高温条件下，会出现激烈的表面结构重排现象，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，冲击铂网表面带走铂金属微粒，造成铂损失。2.2.3反应气体杂质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，杂质撞击铂网表面，加之铂网表面在高温下松弛，很容易将铂表面撞击至“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，才能发挥最佳效果，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则变化，加速铂损失，缩短铂网寿命。2.2.5铂网局部过热当nh3-air混合气在铂网表面分布不均时，导致铂网表面温度高低不一，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。铁的氧化物在铂表面上积累，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使用时间第2页共4页按下式计算：d≤r/（m·△g）或者a=1000×24/（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100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·日当铂网达到使用期限，要及时更换或再生，达到报废条件时，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...