Способ получения концентрированных оксидов азота

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) ((1) (5Ф)4 C 01 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 38P7513/23-26 (22) 29.10.84 (46) 15.04.86. Бюл. Ф 14 (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт текстиль« ной и легкой промышленности им. С.И. Кирова (72) В.С. Чупалов, В.П. Панов, Л.Я. Терещенко, С.А. Безуглый и Н.Ю. Вусыгин (53) 661.98(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 814848, кл. С 01 В 21/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 831724, кл. С 01 В 21/20, 1980. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ОКСИДОВ АЗОТА из нитрозных газов, включающий поглощение их жидким сорбентом — трибутилфосфатом с последующим выцелением из сорбента окислов азота, о тл ич аю щи йс я тем, что, с целью повышения степени абсорбции окислов азота, трибутнлфосфат используют в смеси с азотной кислотой и дибутилфталатом при нх молярном соотношении t,O:(1-2):(0,050,1) соответственно. об.Х кмоль

26,6

0,86

169,8

91,5

2686,5

5,69

25

3,07

90,08

0,30

Н,0

Ф .1 2242

Изобретение относится к способам получения концентрированных оксидов азота и касается извлечения оксидов азота из нитрозных газов.

- Цель изобретения - интенсификация процесса поглощения оксидов азота путем увеличения емкости сорбента и подавления в нем процесса кислотообразования.

Во всех случаях поглощение окси- 10 дов азота проводят под давлением

730 кПа.

Нитрозный газ, получаежй конверсией аммиака кислородом воздуха, после выделения кислого конденсата и 15 окисления N0 до Й0 имеет следующий состав:

58 2 ! са абсорбции на единичной тарелке составляет 48Х. Выделение NO, из сорбента проводят нагреванием его о до 50-60 .С при атмосферном давлении с получением NOx концентрацией 9095Х с последующей продувкой воздухом при скорости 0,1 м/с для удаления остатков растворенных NOÄ, которые затем присоединяется к исходному нитрозному газу. На выходе из десорбера сорбент содержит 14Х азотной кислоты. При подаче сорбента без регенерации в абсорбер скорость поглощения оксидов азота уменьшается в 1,5 раза в сравнении с первоначальной. Поэтому сорбент требует регенерации от азотной кислоты и воды, которую проводят путем водной промывки с последующим выпариванием воды из ТБФ. После охлаждения до 10 С сорбент возвращают на орошение абсорбера. Кислый конденсат, образующийся при охлаждении нитрозного газа, используется в производстве HNO промежуточной. концентрации.

Другие примеры осуществления способа приведены в таблице (органиэация технологии аналогична приве-, денной в примере 1).

2982, 3 100, 0

На выходе из абсорбера состав газа также постоянен: кмоль

0,31

0,01

0, 2,85

79,00

2686,50

96,82

8,79

Н 0

0,32

2774,6 . 100,0

Пример 1 (прототип). На орошение абсорбера подают 19,2 т/ч, раствора HNO в ТБФ, содержащего

4Х азотной кислоты, при температуре о

10 С. Из колонны выходит раствор, содержащий 27X NOx (в пересчете на ЯО ). Для обеспечения содержания

N0 â отходящих газах 0,01Х требуется 23 тарелки абсорбера. КПД процесКак следует из таблицы, при составе сорбента вне указанных пределов снижается емкость поглотителя и уменьшается КПД процесса поглощения на единичной тарелке. Кроме того, возникает необходимость в регенерации сорбента, так как он не способен подавлять кислотообразование.

Интенсификация процесса осуществляется за счет того, что сорбент предложенного состава поглощает оксиды азота с КПД процесса на единичной тарелке, в 1,2-1,6 раза превышающей КПД поглощения NO„ на единичной тарелке трибутилфосфатом (прототип) или дибутилфталатом. Это ведет к уменьшению числа тарелок в абсорбере при сохранении степени

50 использования NO на уровне протол типа. Кроме того, предлагаемый сорбент подавляет образование азотной кислоты в жидкой фазе, поэтому ее содержание в сорбенте согласно равновесным данным не может быть более двух молей, что позволяет отказаться от многостадийной регене,рации сорбента, так как незначительное количество азотной кислоты, попадающее в сорбент при поглощении нитрозного газа, выделяется из сорбента при получении концентрирован,ных оксидов нагреванием всего до

50-60 С,что приводит к упрощению технологической схемы получения концентрированных NO и снижению энерх гетических затрат, и в частности греющего пара.

Такие свойства сорбента обусловлены синергетическим эффектом растворения NO в комплексах типа

HN03 ТБФ 2 HNO ДБФ" HNOç а также более сложного состава.

Присутствие в сорбеите дибутил- фталата вне указанных пределов не обеспечивает сохранения емкости сорбента по ИО„ на уровне прототипа.

Скорость поглощения оксидов азота в таких случаях уменьшается по сравнению со. скоростями поглощения NO, При мольном отношении HNOq. ТБФ в сорбенте больше 2:1 происходит разложение HNO в растворе, вследствие чего снижается движущаяся сила поглощения NO и соответственно уменьшается скорость процесса (увеличивается число тарелок в абсорбере, необходимое для достижения степени использования NO„, равной прототипу, пример У 7). При мольном отношении НКОз. ТБФ в сорбенте менее 1: 1 резко падает его емкость по отношению к ЯО,, а также уменьшается скорость поглощения NO (ïðèмер 4).

1224258

4 трибутилфосфатом (прототип) и дибутилфталатом (примеры Ф 1, 2, 8 и 11).

Технологическая схема предлагаемого способа получения концентрированных оксидов азота состоит в следующем.

Нитрозный газ, получаемый каталитическим окислением аммиака кислородом воздуха, проходит холодиль10 ник-конденсатор, где выделяется реакционная вода, и поступает вниз абсорбера, орошаемого жидким сорбентом — растворам HNO, ТБФ и ДБФ при мольном отношении (1-2):i (0,0515 О, 1) соответственно. Поглощение о

N0 идет при 10-20 С, давление

730 кПа. Раствор оксидов азота в сорбенте направляют в десорбер, где раствор нагревают до 50-60 С и вы20 деляют оксиды в газовую фазу под вакуумом с концентрацией близкой к 10ОЕ или подачей горячего воздуха с расходом, обеспечивающим получение оксидов азота концентрацией

25 . 90-957. После выделения концентрированных оксидов азота, направляе. мых потребителю, жидкий сорбент охлаждают до указанных выше температур и возвращают на абсорбцию нитрозных газов.

Предложенное техническое решение позволяет интенсифицировать процесс поглощения оксидов азота путем увеличения КПД процесса поглощения на еди35 ничной тарелке, упростить техноло. гическую схему путем подавления кислотообразования в сорбенте на стадии поглощения и снизить энергетические затраты.

1224258

Число таПри мер, У релок в абсорбере, необходиПримечание мое для достижения степени по22,5 35

2 Дибутилфталат

Необхо3 1,5: 1:0,075 29,6 62 18

4 0,9: 1:0,075 23,8 45 26

Необхо5 1: 1:0,075 28,0

20

6 2:1:0,075 27,8 50

7 2,1:1:0,075 27,0 49

24

8 1,5:1:0,04 25,0 45

9 1,5: 1:0,05 29,0 60

10 1,5:1,0 0 1О 28,5 58

19

11 1,5; 1:0,11 23,0 43

НеобхоВНИИПИ Заказ 1885/21 Тираж 450 Поднисное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Состав сорбента, мольное отношение НЯО :ТБФ

:ДБФ

Содержание NO„ в сорбенте в пересчете на NO

Степень абсорбции на одной тарелке, Ж глощения

НО», равной с про тотипом дима регенерация от

HNO5 дима регенерация от

Необходима регенерация от з

Необходима регенерация от з дима регенерация от