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硝鎂加熱器腐蝕的原因與改進(jìn)

文檔作者：尹升寶文檔來源：煙臺巨力精細(xì)化工股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月29日
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硝鎂加熱器腐蝕的原因與改進(jìn)
尹升寶(煙臺巨力精細(xì)化工股份有限公司，山東煙臺265200)
摘要：本文介紹了硝酸濃縮的原理及工藝流程，硝鎂加熱
器在生產(chǎn)中的作用，對硝鎂加熱器的腐蝕情況進(jìn)行了分析，從工
藝、設(shè)備方面提出了整改措施，延緩了硝鎂加熱器的腐蝕，提高
了硝酸濃縮系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞：濃硝酸；硝鎂加熱器；腐蝕原因與改進(jìn)措施
1濃縮裝置概述
濃縮裝置主要包括硝酸鎂蒸發(fā)濃縮、稀硝酸濃縮、和濃硝
酸儲存，稀硝酸濃縮由五套獨立的濃縮系統(tǒng)組成，硝酸鎂蒸發(fā)
濃縮由三套(兩大一小)獨立的蒸發(fā)系統(tǒng)組成。
1．1濃硝酸生產(chǎn)原理
在濃硝酸實際生產(chǎn)中，硝酸與水形成的是二元恒沸混合
物，最高恒沸點121．9℃，相對應(yīng)的汽、液相硝酸濃度為68．4％，
達(dá)到相平衡，繼續(xù)蒸餾氣、液相濃度不會改變，不能得到68．4％
以上的濃硝酸。在實際生產(chǎn)中采用特殊的蒸餾—萃取蒸餾。
在硝鎂法生產(chǎn)濃硝酸過程中，將硝酸鎂(脫水劑)作為第三
組分加入稀硝酸中，增大混合液中硝酸的蒸氣分壓，使蒸氣中
硝酸含量提高。硝酸濃縮塔分為提餾段和精餾段，提餾段應(yīng)用
萃取蒸餾進(jìn)行生產(chǎn)(出提餾段硝酸蒸氣為85％左右)，精餾段應(yīng)
用精餾操作進(jìn)行生產(chǎn)(出精餾段硝酸蒸氣為98％左右)，98％硝
酸蒸氣進(jìn)入冷凝器冷凝，1／3回流進(jìn)入精餾段頂部維持連續(xù)生
產(chǎn)，2／3成品酸漂白后進(jìn)入成品貯槽。
1．2稀硝酸濃縮的工藝流程
濃度60％左右的稀硝酸、濃硝酸鎂溶液(比為1：3—4)進(jìn)
入混合分配器，混合后中部硝酸濃縮塔進(jìn)入；濃縮塔下部為提
餾段，濃硝鎂溶液吸收稀硝酸中水份后，成為稀硝酸鎂溶液，從
塔底部流入硝鎂加熱器，經(jīng)加熱脫硝后流入稀硝酸鎂槽，硝鎂
加熱器中產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入硝酸濃縮塔底部，作為蒸餾操作
的熱源。
含量約85％的硝酸蒸汽由提餾段進(jìn)入硝酸濃縮塔上部的
精餾段，濃縮為98％以上的硝酸蒸汽，經(jīng)漂白塔進(jìn)入濃硝酸冷
凝器冷凝為濃硝酸，再經(jīng)漂白塔漂白脫除氮氧化物后進(jìn)入成品
酸冷卻器，冷卻后的成品酸進(jìn)入成品酸儲槽。工藝流程見圖1。
1．3硝鎂加熱器的結(jié)構(gòu)
濃縮系統(tǒng)共有五臺硝鎂加熱器，加熱器為雙程盤管。換熱
器尺寸為‘P1500 mm(‘P900)x8 mmX長6250 mmX高2065 mm，換
熱管為‘P25 minX2．0 mm，換熱面積約為171m2，材質(zhì)為304L不
銹鋼。
2硝鎂加熱器腐蝕情況及原因分析
2．1硝鎂加熱器因長期接觸硝酸鎂溶液，受硝鎂溶液沖刷
及硝酸的腐蝕而損壞，影響換熱效果，致使停車檢修，濃縮塔、
漂白塔要進(jìn)行降溫，檢修結(jié)束后又要進(jìn)行升溫，該過程中溫度
變化不均勻就能造成高硅鑄鐵濃縮塔、漂白塔及冷凝器管破
裂，從而無法正常生產(chǎn)，因此硝鎂加熱器盤管經(jīng)常損壞制約了
濃縮裝置的穩(wěn)定運行。
2．2硝鎂加熱器腐蝕的原因分析。
全面腐蝕(均勻腐蝕)：腐蝕程度大致均勻，設(shè)備表面腐蝕
均勻。
進(jìn)入硝鎂加熱器的稀硝酸鎂中硝酸含量約為1．0％，在約
160-170℃的條件下，含少量硝酸的稀硝酸鎂溶液會對304L不
銹鋼造成較快的腐蝕，硝鎂加熱器就會受到均勻腐蝕。
晶間腐蝕：腐蝕是從表面沿晶粒邊界向內(nèi)發(fā)展，外表沒有
腐蝕跡象，這種變化通常是由于焊接引起。
硝鎂加熱器腐蝕的主要原因是品聞腐蝕。硝酸呈現(xiàn)氧化
性，在硝酸介質(zhì)中不銹鋼的晶間腐蝕非常明顯，隨著硝酸濃度
和溫度的升高而更加顯著。
磨損腐蝕：金屬表面受高流速和湍流狀的流體沖擊，保護(hù)
膜受到破壞，屬沖擊腐蝕。高速流動的液體中含有空氣，使腐
蝕變得更為嚴(yán)重(空蝕或氣蝕)，使保護(hù)膜受到破壞，屬于磨損
腐蝕。
硝鎂加熱器進(jìn)料管位于加熱盤管的上部，加熱盤管受到高
溫的稀硝酸鎂溶液的沖涮，腐蝕較快；加熱盤管頂部溫度最高，
此處硝酸鎂溶液溫度最高，脫硝最快，硝酸蒸汽濃度及溫度最
高，進(jìn)料管法蘭短節(jié)根部及加熱器錐體部位的硝酸蒸汽濃度與
溫度高，腐蝕嚴(yán)重。
3硝鎂加熱器防腐蝕控制措施
3．1工藝方面的控制
稀硝酸鎂含硝高的原因有：硝酸鎂溶液沸騰情況不好、進(jìn)
料比不合適、硝鎂加熱器有漏點破壞負(fù)壓、濃硝酸鎂濃度不合
適、加熱器盤管漏蒸汽、操作不穩(wěn)定等。
為確保稀鎂含硝在O．1％左右：①提高硝鎂加熱器內(nèi)硝鎂溶
液的溫度，提高沸騰程度；②調(diào)整稀硝酸與濃硝酸鎂進(jìn)料量，提
高稀鎂濃度；③調(diào)整稀鎂蒸發(fā)系統(tǒng)，提高濃鎂濃度，在74—80％；
④定期對硝酸鎂溶液進(jìn)行沉降，濾掉雜質(zhì)，提高脫水能力。⑤
硝鎂加熱器用1．OMPa的蒸汽，為保證蒸汽的穩(wěn)定，在進(jìn)濃硝裝
置前的1$MPa的中壓蒸汽總管上增加一個調(diào)節(jié)閥，設(shè)定為
1．2MPa，投自動，確保硝酸鎂加熱器的操作穩(wěn)定。
3．2設(shè)備方面的控制
①設(shè)備安裝時確保濃縮塔、漂白塔塔體正，防止塔體不正造成塔內(nèi)液體偏流，換熱不均；(醞縮塔、漂白塔裝填料時一定要擺
放正且沿塔壁每隔1米加一圈四氟帶，防止液體偏流，換熱不均；
③濃縮塔、漂白塔的分布器必須安裝水平，防止液體分布不均勻，
換熱不均；④硝鎂加熱器內(nèi)的液面確保在加熱盤管以上，減少物
料沸騰時對加熱盤管的沖涮。⑤硝鎂加熱器物料入口在加熱器
椎體頂部位置，一個入口，對此處進(jìn)行改造，將進(jìn)料入口改為兩
個，由加熱器底部向上150ram處的水平位置進(jìn)入，同時為減少物
料的流速設(shè)計了一個緩沖槽，硝鎂溶液經(jīng)過緩沖槽緩沖后再進(jìn)
入硝鎂加熱器的底部，降低了物料對加熱器的沖刷。
4結(jié)語
硝酸鎂加熱器腐蝕問題仍然沒有徹底解決，目前只能采用
合理的技術(shù)方法，在經(jīng)濟(jì)、安全的情況盡量延緩腐蝕的程度，來
確保硝酸濃縮裝置長周期安全穩(wěn)定運行。
參考文獻(xiàn)：
【1]煙臺巨力精細(xì)化工股份有限公司．濃硝酸裝置操作規(guī)
程．2014．
[2]濟(jì)南雙硝技術(shù)服務(wù)公司硝酸培訓(xùn)手冊．

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