Патент ссср 191496

 

l9I496

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советскив

Социалистическиа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10Х.1963 (Л" 835447/23-26) с присоединением заявки №

Кл. 12i, 21/20

МПК С Olb

УДК 661.98(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 26.!.1967. Бюллетень ¹ 4

Л,ата опубликования описания 23.III.1967

Авторы изобретения

Я. Б. Зельдович, Г.-Н. Л. Левин, Е. П. Родин, А. И. Розловский, И. И. Рябцев и В. Л, Тальрозе

Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза

Заявитель

В настоящее время азотную кислоту в осно»пом производят синтезом аммиака с последующим его окислением до окиси азота. Исключение этой операции и осуществление прямой фиксации атмосферного азота из элементов могло бы обеспечить значительную экономию и упрощение технологии.

При известных способах термической фиксации атмосферного азота топливо сукигают с азото-кислородной смесью при избытке кислорода. Этот процесс проводят в камере сгорания, совмещающей роль подогревателя и реактора получения окиси азота. Закалку получеш ых окислов осуществляют охлаждением продуктов сгорания при помощи известных устройств. Окись азота получают» газовой смеси, состав которой далек от оптимального.

При заданной температуре максимальный выход окиси азота соответствует смеси 50",0

Х + 50,", О-. Продукты сгорания невыгодно обогащать кислородом из-за понижения темпе ратуры горения избыточным (по отношению к стехиометрическому составу) компонентом.

После закалки, продуктов сгорания конденсируют пары воды и отделяют двуокись углерода. При этом возможен частичный переход окиси азота в разбавленную азотную кислоту.

Все это усложняет и удорожает процесс.

Предлагается способ получения окислов азота из азото-кислородной смеси с соотношепнем компонентов 1:1. Процесс осуществляют в реакторе-теплообменнике, где азото-кислородная смесь разогревается до 2400 — 2бОО=К через стенку за счет сгорания топлива с воздухом. Процесс целесообразно проводить при давлении 10 — 20 ата для ускорения улавливания NP При таком способе процесс получения окислов азота происходит более интенсивно.

10 На фиг. 1 показан реактор-теплообменник; па фиг. 2 — схема технологического процесса.

Реактор-теплообменник изготовляется из двуокиси циркония. По трубе теплообменника проходят продукты сгорания смеси при15 родного газа н воздуха. Азото-кислородная смесь проходит по фигурному кольцевому зазору между наружной стенкой теплообменника и огнеупорной внешней футеровкой, заполняемому гранулами из двуокиси циркония.

20 Раздельные потоки воздуха и природного газа подогреваются в теплообменнике 1 до

900=K. Продукты сгорания уходят в атмосферу. В теплообменнике 2 температура воздушного потока доводится до 1300 К. Подогре25 вается он теплом продуктов сгорания, выходящих из высокотемпературного реакторатеплообменника 8 и имеющих температуру около 1500 К.

Технологическая азото-кислородная смесь

30 подогревается до 1300 К в теплообменнике 5

191496

2400-2ЮО

ПЯ

T „=,15ОО

Qua.! у а7лупср@у р йпеаоленде Az -0;

Составитель Т, Г. Ипполитова

Редактор Л. К. Ушакова Тсхред A. А. Камышникова Корректоры: Е. Ф. Полионова и С. М. Белугина

Заказ 730/1 Тираж 335 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений п открытий при Совете Министров СССР

Москва. Центр, пр, Серова, д. 4

Типографии, пр. Сапунова, д. 2 горячими нитрозчыми газами, выходящими из скоростного водотрубного холодильника 4, в которой происходит закалка окиси азота, температура нитрозных газов понижается до

1450 — 1500-К и образуется водяной пар, используемый для выработки электроэнергии.

В рассматриваемых условиях осуществима скорость закалки до 150000 град/сек, тогда как относительно низкая при данном процессе температура нитрозных газов (до 2600"1 ) позволяет ограничиться (согласно данным Томпосона, Морделла и Яно) скоростью закалки

60000 графсек, достаточной для получения выхода окиси азота до 90о7,, от равновесной.

Охлажденные до комнатной температуры нHтрозные газы доокисляются в аппарате б, где производится и поглощение двуокиси азота.

Значительное упрощение процессов доокнсления окиси азота и отделения двуокиси, а также более низкие максимальные температуры процесса, увеличивающие продолжительность эксплуатации оборудования, обеспечивают преимущество предлагаемого способа по сравнению с различными разновидностями Висконсинского процесса и других произьодных от него способов, даже при равных выходах окиси азота.

10 Предмет изобретения

Способ получения окислов азота из азотокислородной смеси под давлением при температуре 2400 — 2600 К, создаваемой путем сжигания природного газа с воздухом, с последующей закалкой полученных окислов, отлича ои(uuc» тем, что, с целью интенсификации процесса, азот и кислород берут в соотношении

1:1 и эту смесь нагревают через стенку в реакторе-теплообменнике.