捷克化工 先进生产工艺简介
本刊记者 吴军
硝酸作为重要的化工原料，除主要用于生产化肥以外，在有机工业中，还用于生产苯胺以及农药、医药、橡胶
助剂、染料等的重要中间体硝基氯化苯等。近年来，随着我国TDI和MDI产业的迅速发展，以及以硝酸铵为基础的
氮肥产能不断扩大，对硝酸的需求日益增加。
主要生产技术
硝酸生产工艺主要有常压法、综合法、中压法、单高压法以及GP（法国格兰德-派罗斯,Grande Paroisse S.A，
简称GP，现为道达尔集团成员，新简称GPN）双加压法工艺等。其中单高压法以及GP双加压法较其他传统工艺具
有环保、运行稳定等优势，特别是GP双加压工艺，集中了氨耗低、成品酸浓度高、尾气中氮气含量低等优势。
捷克化工工程股份有限公司（Chemoprojekt a.s.,以下简称捷克化工）作为一家专业的工程公司，具有丰富的
大型硝酸装置设计经验，该公司是目前GP公司在全球惟一授权的工程设计公司，承接的硝酸项目使用的均是单高
压法和GP双加压法这两种先进的工艺。
1.GP单高压法
单高压法生产硝酸工艺中的氧化和吸收工段是在同等操作压力（0.7MPa）下进行的。硝酸生产过程中，液氨汽
化后与压缩空气混合进入反应炉，经催化氧化反应生成NO和水，反应炉里出来的亚硝气被冷却后，进入吸收塔与
水反应生成硝酸，同时热亚硝气的热量被用于生产蒸汽、加热尾气和工艺空气。在该过程中，由于反应炉出口压力
略高于吸收塔压力，因此不需要亚硝气压缩机二次加压。吸收塔中生成的硝酸通过二次空气漂白后，经冷却，送入
罐区。废气中的氮氧化物和作为还原剂的氨在反应器进行选择性反应后进入吸收塔，最后产生的尾气经热量回收和
透平机，再通过烟囱排到空气中。
该工艺具有运转稳定、投资成本低、尾气中的氮气含量低（低于100×10-6，选择催化之后）等优点。
2.GP双加压工艺
GP双加压工艺过程中，有两次加压的过程。液氨汽化后与压缩空气混合进入反应炉（操作压力为0.5 MPa，即
第一次加压），反应所产生的热量，用于产生过热蒸气和加热尾气，冷却后的低压亚硝气和高浓度的酸气经NOx压
缩机加压到1.1 MPa（即第二次加压），产生的高压有利于亚硝气的吸收和氨的转化。高压亚硝气经尾气冷却后进
入吸收塔，与水反应生成硝酸。硝酸通过二次空气漂白，经冷却送入罐区。吸收塔排出的尾气经加热后和氨进行选
择性反应以减少NOx的含量，最后产生的尾气用于透平发电。
与国内硝酸工艺相比，GP技术NOx排放低于50×10-6，排放尾气为无色状态，而目前我国硝酸生产技术NOx
排放最低只能达到180×10-6，排放尾气为黄色；同时，GP工艺使外送蒸汽量达到600kg/t（900℃,40bar），而国
内工艺只能实现少量蒸气的外送；此外，该工艺还具有运转稳定、运行成本低、氨转化率高（氨气的消耗为284～
286 kg/t）等优点。据悉，GP公司只有在20世纪80年代通过中国技术进出口总公司为我国的山西化肥厂提供2
×900t/d硝酸GP双加压法技术。
近10年来，捷克化工利用这两种先进的工艺承建、改造了很多大型硝酸装置。捷克化工近年承接的硝酸项目
见表1。除表中列出的项目外，目前捷克化工在亚太地区还有2个项目正在洽谈中。
捷克化工设计的硝酸生产装置中，将经单高压法或GP双加压法生产出来的稀硝酸（30%～70%）通过使用脱水
剂抽提蒸馏制成浓硝酸（98%～99%），使硝酸的浓缩过程具有运转稳定、余热回收率高、尾气中氮气含量低（低于
50×10-6，选择催化之后）等优点。
工艺改进方向
近几年，随着煤炭价格的持续上涨，以煤为原料的液氨价格也在缓慢上涨，造成硝酸生产成本增加，同时，国
内硝酸新建装置的相继投产已经使我国的硝酸产能过剩，而国家的环保法规也日益严格，众多硝酸企业要想在并不
景气的硝酸市场分一杯羹，就必须选择先进的、环保的生产工艺，并不断改进现有工艺，以提高装置的经济性和技
术可靠性。
1.选用先进材料 提高能源利用率
除了使用先进的工艺路线，在硝酸生产装置中，还可以选用先进的工程材料，以减少反应炉中的热量损失，提
高能源利用率。捷克化工就是这方面的先行者，该公司在大量工程实践的基础上，不断对原有工艺进行改进。在
Lovochemie a.s.公司的改造工程中，针对该公司使用的新工程材料（如Hasteloy、Inconel等，最早为航空航天
开发研制）可以使氨氧化过程中装置的压力、温度明显提高的优点，捷克化工推荐将原有的每组4个直径为4m的
燃烧器（如50年代俄罗斯的工艺）改为每组1个直径为6m的燃烧器，使生产成本大大降低。该工程已于2003年
5月完工。这种改造方案也被应用于匈牙利Nitrogenmuvek ZRt.公司的项目中。
此外，捷克化工还通过与GP公司合作，针对原有工艺装置占地面积过大的问题，研发了更为先进的热交换器
设计方案，使得整体装置占地面积大大减小。
2.采取减排措施 实现环保与效益并存
随着《京都议定书》及相关国际气候变化条约限制力度的逐渐加大，温室气体的排放正在受到各国的限制。硝
酸工业中排放的一氧化二氮是一种当量很高的温室气体，未经改造的硝酸装置一般会产生浓度高达（350～3500）
×10-6的一氧化二氮，这已经成为目前世界碳交易（CDM交易）中最关注的化工项目之一，也是现有硝酸生产企业
可以通过装置改造获得显著收益的重要途径。
捷克化工为此专门设计了两种一氧化二氮减排工艺方案，即高温催化还原方案（880～930℃）和中温催化还原
方案（380～450℃），这两种工艺方案都可以使一氧化二氮排放量减少80%～90%至50×10-6以下，以帮助硝酸生
产企业在完成减排目标的同时获得相应收益。
表1 捷克化工近年承接的硝酸项目 t/d
企业名称 国 家 产能 投产或预计投产时间
已投产 Duslo 斯洛伐克 900 1999年7月投产
Lovochemie 捷克 900 2003年3月投产
Nitrogenmuvek 匈牙利 1500 2007年4月投产
在建 拜耳上海 中国 1230 预计2008年秋天投产
道达尔（GP） 法国 1500 预计2008年秋天投产
BorsodChem 匈牙利 660 预计2009年秋天投产
图为捷克化工承建的Nitrogenmuvek (Varpalota,匈牙利)1500MTPD双加压法硝酸项目建设现场