Способ получения азотной кислоты

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ, включающий абсорбцию нитрозных газов гетерогенной смесью азотной кислоты, воды и трибг йяфосфата с последующим выделением целевого продукта, отличающ и и с я тем, что, с целью повьшения эффективности ц упрощения способа, поглощение ведут гетерогенной смесью поглотителей при массовсм соотношении органической и водной фаз

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!Е (1}) 4(51) 0 В 21 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

riO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О П(РЫТИй

{21) 3291594/23-26 (22) 20.05 ° 81 (46) 07.01.85. Бюл.е 1 (72) В.П.Панов, В.С.Чупалов, С.Ф.Соловьев, Л.Я.Терещенко, 3.А.Новиков и В.С.Бесков (71) Ленинградский ордена .Трудового Красного Знамени институт текстильной и легкой промьааленности им.С.М.Кирова (53) 661.56(088.8) (56) 1.Атрощенко В.М., Каргин С.И.

Технология производства азотной кислоты. М., Химия,1970,с.116.

2.Авторское свидетельство СССР

В 894991, кл. С 01 В 21/40, опублик.

1976 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧБНИЯ АЗОТНОЙ

КИСЛОТК, включающий абсорбцию нитроэных газов гетерогенной смесью азотной кислоты, воды и триб)Ьилфосфата с последующим выделением целевого .продукта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью по. вьаяения эффективности абсорбции и упрощения способа, поглощение ведут гетерогенной смесью поглотителей при массовом соотнощении органической и водной фаз (0,2-1,0) sl,0, а выделение целевого продукта осуществляют отстаиванием полученной смеси с возвратом органического раствора азотной кислоты на стадию абсорбции нитрозных газов. 3

1133229

Способ обеспечивает получение

58% кислоты и извлечение окислов. азота из газов до остаточного со держания 0,005 об. Ъ (2» .

Однако согласно известному способу требуется осуществление дополнительной стадии реэкстракции HNOy в виде слабых растворов HN0>. Не полностью используются возможности

ТБФ как более эффективного поглотителя в сравнении с водой, так как

ТБФ применяется только для поглощения слабых нитроэных rasos (до 15 кПа),.а при более высоких концентрациях окислов азота используется менее эффективная водная абсорбция.

Цель изобретения — повышение эффективности абсорбции и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получе65

Изобретение относится к химической технологии и касается интенсификации переработки окислов азота в .азотную кислоту.

Известен способ переработки окислов азота в азотную кислоту путем поглощения водой и водными растворами азотной кислоты 11 .

Однако при переработке нитрозных газов с объемным содержанием окислов азота менее 4% водная абсорбция мало 10 эффективна. В этом случае отходящие газы в промышленных условиях содержат окислы азота после абсорбции в количествах (0,1-0,3 об.Ъ), значительно превышающих допустимое содержание (0,005 o6,%). Это снижает степень использования сырья и требует применения каталитической очистки, значительно удорожающей производство.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ производства азотной кислоты путем каталитического окисления аммиака с получением окиси азота, ее окисления в двуокись азота с последующей двухстадийной абсорбцией нитрозных газов. На первой стадии окислы азота поглощаются водой и водными растворами азотной кислоты до остаточного содержания окислов азота в газе 15-2 кПа. Оставшиеся окислы азота абсорбируют раствором, содержащим азотную кислоту, воду и трибутилфосфат (ТБФ) при следующем соот- З5 ношении компонентов мас.Ъ: азотная кислота 2-5; вода 1 6;. трибутилфосфат — остальное с последующей регенерацией растворителя водой противоточной промывкой, подачей водной Фа4() зы на стадию кислотной абсорбции, а регенерированного абсорбента — на поглощение окислов азота. ния азотной кислоты, включающему абсорбцию нитрозных газов гетерогенной смесью азотной кислоты, воды и трибутилфосфата с последующим выделением целевого продукта, поглощение ведут гетерогенной смесью поглотителей при массовом соотношении органической и водной фаэ (0,21,0):1,0, а выделение целевого продукта осуществляют отстаиванием полученной смеси с возвратом органического раствора азотной кислоты на стадию абсорбции нитрозных газов.

Соотношение органической и водной

Фаз в абсорбционной колонне выбирается в пределах (0,2-1)t1 таким образом, что после смешения раствора азотной кислоты в ТБФ и парового конденсата в колоние массовая концентрация 1NOg в органическом растворе после их перераспределения между жидкими фазами находится в интервале 2-15%. Укаэанный интервал концентраций кислоты в ТБФ и соотношений жидких Фаз обеспечивает наибольшую скорость абсорбции. При соотношении органической и водной Фаз менее

0,2:1 в результате переработки азотной кислоты между Фазами достигается хорошая регенерация ТБФ, но количество его столь мало, что не обеспечивает необходимую эффективность процесса абсорбции. При соотношении органической и водной фаз более 1:1 после смешения с паровым конденсатом концентрация азотной кислоты в ТБФ более 15Ъ и такая смесь плохо абсорбирует слабоокисленные нитрозные газы.

Согласно известному способу пе.реработка окислов азота в азотную кислоту включает три стадии: поглощение концентрированных нитрозных газов водой до остаточного содержания МО„ 2-15 кПа, экстракцию азотной кислоты из TSC водой, абсорбцию оставшихся окислов азота смесью воды," азотной кислоты и ТБФ. Узел переработки окислов азота по предлагаемому способу включает две основные стадии:поглощение окислов азота смесью и отстаивание для разделения жидких фаз.

Согласно предлагаемому способу

ТБФ можно рассматривать не как поглотитель, а как катализатор процесса абсорбции, причем в качестве катализатора используют не чистый ТБФ, а 28-.30%-ный раствор азотной кислоты в ТБФ.

Рассмотрим примеры осуществления способа получения 58Ъ-ной азотной кислоты под давлением 800 кПа при различном массовом соотношении ТБФ и воды. После контактного окисления аммиака кислородом воздуха газ в количестве 3401 кмоль содержит кмоль:

1133229

40 337,6, О 193,2; Н П 522. После отделения конденсата в виде 53Ъ-ной

HNO,q (142,2 кмоль HNOg и 442 кмоль

Н О) в поток вводят дополнитель2 ный воздух в количестве 635 2 кмоль, чтобы обеспечить содержание кислорода в выхлопном газе 2,5 об.Ъ.

После окисления окиси азота нитроэный гаэ, поступающий под первую тарелку абсорбера, имеет следующий состав, кмоль: NOq 169,8; . 10

NO 25 б) Оу 135 0: N< 2805т 2

Н О 8,9. Абсорбер орошают .паровым конденсатом в количестве

510,6 кмоль.

Пример 1. На второй сверху 15 тарелке абсорбера происходит смешение конденсата с органическим раствором азотной кислоты состава,кмольг

ТБФ 4,7; HNO> 8, 46; Н О 3,06. Массовое соотношение оргайической и

20 водной фаз 0Ä2:1. После смешения их на второй тарелке происходит частичная регенерация органического поглотителя путем перехода кислоты в паровой конденсат: концентрация НМО и ТБФ 2,3Ъ, в водной фазе ЗЪ. Далее абсорбер орошают гетерогенной смесью поглотителей. На соответствующую тарег,ку абсорбера вводят кислый конденсат. Иэ абсорбера выходит смесь растворов. Водный раствор азотной кислоты имеет состав,кмоль:

880 337,45; Н О 855; а органический: ТБФ 4,7; МО 8,46; Н О 3,06.

Смесь разделяют в отстойнике и водный раствор направляю на склад, а ор- 35 ганический в неизменном виде без предварительной регенерации — ка смешение с паровым конденсатом в колонну.Для обеспечения содержания окислов азота в отходящих газах 0,005 об.Ъ тре- 40

45уется 30 тарелок.

Пример 2. На второй сверху тарелке абсорбера происходит смешение парового конденсата и органического раствора ИИО в количестве,. 45 кмоль: ТБФ 9i4; HNOq 1692; Н О 6,12.

Массовое соотношение органической и водной фаз 0,4!1. После их смешения происходит частичная регенерация органического поглотителя путем перехода НМО в паровой конденсат. Со став фазы — 9,7Ъ HNO> . Ha соответствующую талерку абсорбера вводят . кислый конденсат. Из абсорбера выходит смесь растворов. Водный раствор азотной кислоты имеет состав, кмоль:

НNO> 337,45; Н п 855, а органический ТБФ 9,4; HNO> 16,92; Н О 6,12..

Смесь разбавляют в отстойнике, водный раствор направляют на склад, а органический раствор в неизменном 60 виде подают в колонну, где смешивают . с паровым конденсатом. Для обеспечения содержания окислов азота в отходящих газах 0,005 об.Ъ требуется

27 тарелок. 65

Пример 3. На второй сверху тарелке абсорбера происходит смешение парового конденсата и органического раствора HNOq в количестве, кмоль: ТБФ 23,5; HNO> 42,3; Н„О 15,3.

Массовое соотношение органической и водной фаз 1:1, После смешения их на второй тарелке происходит частичная регенерация поглотителя путем перехода части Н НО> в паровой конденсат. После смешения концентрация HNO .в ТБФ составляет 11,7Ъ, а в водной фазе -15Ъ. Далее абсорбер орошают смесью поглотителей, а на соответствующую тарелку абсорбера вводят кислый конденсат. На выходе иэ абсорбера органическую фазу отделяют от водной отстаиванием и в неизменном виде в количестве,кмоль:

ТБФ 23,5; )NO> 42,3g Н О 15,3 перекачивают насосом в колонну на смешение с паровым конденсатом. Водную фазу в количестве,кмоль: НМО 337,45;

Н О 8,55 отправляют на склад. Для обеспечения содержания окислов азота в отходящих газах 0,005 об.Ъ требуется 31 тарелка.

H p и м е р 4. На второй сверху тарелке абсорбера агрегата под единым давлением 730 кПа УКЛ-71 происходит смешение парового конденсата с органическим раствором азотной кислоты состава, кмоль: ТБФ 4 275;

НМОЭ 8,047; Н О 2,80. Массовое соотношение органйческой и водной фаз

0,18:1. После смешения поглотителей на тарелке происходит частичная регенерация органического поглотителя путем перехода кислоты в паровой конденсат: концентрация NNOy в ТБФ 1,95Ú, s водной фазе 2,5Ъ.На соответствующую тарелку абсорбера вводится кислый конденсат. Из абсорбера выходит смесь растворов.Водный раствор азотной кислоты концентрацией 58Ъ имеет состав, кмольг

HNO> 337,45; Н О 855, а органический - ТБФ 4,275; ННО 8,047;. Н2О

2,80. Смесь разделяют в отстоййике и водный раствор направляют на склад, а органический в неизменном виде без предварительной регенерации - на смешение с паровым конденсатом в колонну.

Цля обеспечения содержания окис« лов азота в отходящих газах

0,005 об.Ъ требуется 35 тарелок, т.е..больше, чем при известном способе.

Hp и м е р 5. На второй сверху абсорбера тарелке агрегата под единым давлением 730 кПа УКЛ-71 происходит смешение парового конденсата и органического раствора НМО в ТБФ состава, кмоль: ТБФ 23,85; НК0 46,53у

Н О 16,83. Массовое соотношение органической и водной фаз l,l:l. После

1133229

Массовое соотношение органической и водной фаз

0„18:1 0,2:1 0,4:1 1:1

1,l:1

35 30 27 31

Число тарелок

Составитель Герасимов P.Â.

Редактор Н.Лазаренко Техред A. Бабинец Корректор В,Бутяга

Заказ 9910/22 Тираж 462 Подписное

BHHHflH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 перемешивания их на второй тарелке концентрация HNO> в ТБФ составляет

15,5%, а водной фазе — 20%. Далее абсорбер орошается гетерогенной смесью поглотителей. На соответствующую ступень вводится кислый конденсат. На выходе из абсорбера выходит гетерогенная смесь. Водная фаза имеет состав, кмоль: Мйо 1 337,45> Н 0

855, а органическая - ТБФ 23,85; (NO ) 46 53; Н 0 16, 83 ° Смесь разде- 0 ляют в отстоййике и водный раствор направляют на склад, а органическую фазу в неизменном виде возвращают на орошение колонны, где она смеши-. вается с паровым конденсатом. Для обеспечения содержания окислов азота в отходящих газах 0,005 об.% тре«. буется 37 тарелок, что также больше, чем при известном способе.

Влияние соотношения органической и водной фаз поглотителя, используемого для переработки окислов азота в стандартную продукциюаэотную кислоту (58%) с остаточным содержанием NO„ в отходящем газе

0,005 об,%, представлено в таблице.

По известному способу в аналогичных условиях абсорбции требуются, 33 тарелки.

Применение предлагаемого способа позволяет интенсифицировать процесс абсорбции и тем самым сократить удельный объем узла абсорбции окислов азота на 15-20%. Кроме того, путем исключения стадии реэкстракции уменьшаются количество оборудования и расход энергии,

Способ получения азотной кислоты Способ получения азотной кислоты Способ получения азотной кислоты Способ получения азотной кислоты 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству азотной кислоты

Изобретение относится к химической технологии и касается способа производства неконцентрированной азотной кислоты (НАК)

Изобретение относится к химической технологии и касается способа производства оксидов азота и неконцентрированной азотной кислоты

Изобретение относится к ускорению реакции оксида азота в гетерогенных средах, в т.ч

Изобретение относится к производству азотной кислоты

Изобретение относится к области технологии получения неконцентрированной азотной кислоты и может быть использовано в производствах концентрированной азотной кислоты, нитрит-нитратных солей и калийных удобрений

Изобретение относится к области производства азотной кислоты из нитрозных газов

Изобретение относится к производству азотной кислоты, получаемой окислением аммиака кислородом воздуха и абсорбцией оксидов азота водой в агрегатах с единым давлением на стадиях окисления аммиака и абсорбции оксидов азота
Наверх