Способ получения азотной кислоты

 

О П И С А Н И Е 32I470

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтоких

Социалиотичвокил

Рвопублии

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.Х.1970 (№ 1478651/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.Х1.1971. Бюллетень № 35

Дата опубликования ойпи са ния 26.1.1972

МПК С Olb 21/40

Комитет пв авлвм изобретений и откРытий при Совете Мииивтрвв

СССР

УДК 661.56(088.8) Авторы изобретения

И. И. Беляев и Н. А. Сенина ВСГСС;О «11д

Л "й ", й6 и .«,б и н6 (;,,Я l"tй «Q Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНО и КИСЛОТЫ

Изобретение относится к производству азотной кислоты.

Известны способы получения азотной кислоты путем окисления аммиака, охлаждения полученных нитрозных газов, сжатия их с последующей абсорбцией окислов азота водой. Затем для увеличения веса выхлопной газ после абсорбции направляют в теплообменник, в котором происходит нагрев газа за счет тепла газа, выходящего из рекуперативной турбины, и в нагретый выхлопной газ эжектируют воду, нагретую до температуры 200 С, с последующим нагревом газа до 600 С за счет тепла нитрозных газов и подачей на рекуперативную турбину для выработки электроэнергии.

Недостатками известных способов являются повышенные энергетические затраты, наличие специального твплообменника для предварительного подогрева выхлопных газов перед насыщением водяными парами, неполное использование тепла в процессе.

С целью упрощения процесса по предлагаемому способу подогрев и насыщение выхлопных газов осуществляют одновременно при непосредственном контакте газов с циркулирующей водой, температура которой выше температуры газов.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом.

По трубопроводу атмосферный воздух поступает в турбокоыпрессор 1, в котором он сжимается до давления 12 aia, и после очистки подается в контактный аппарат 2. В конs. тактный аппарат 2 также подают газообразный аммиак.

В контактном аппарате в присутствии платиноидного двухступенчатого или неплатинового катализатора при температуре до 950 С т0 аммиак окисляется с образованием окиси азота и водяных паров.

Из аппарата 2 нитрозные газы поступают в теплообменник 8, где они охлаждаются за счет подогрева выхлопных после абсорбции газов, насыщенных водяными парами.

Затем нитрозные газы поступают в теплообменпик 4, в котором они охлаждаются за счет подогрева воды, поступающей в сатуратор для насыщения выхлопных нитрозных ra20 зов после абсорбции. Из теплообменника 4 нитрозные газы поступают в холодильникиконденсаторы б и б трубчатого и барботажного типа, в которых они охлаждаются до температурьй 40 — 45 С с образованием слабой

25 азотной кислоты, поступающей на закрепление на абсорбцию.

Из холодильника-конденсатора б нитрозные газы поступают в турбокомпрессор 7 первой ступени, сжимаются до 7 — 30 ата и направляЗо ются через теплообменник 8, в котором они

321470

50 охлаждаются за счет подогрева воды, поступающей в сатуратор 9 для насыщения выхлопных газов после абсорбции.

Затем из теплообменника 8 нитрозные газы поступают в абсорбционную колонну 10 первой ступени, в которой окислы азота поглощаются до 90 — 95% с образованием азотной кислоты. Далее нитрозные газы при температуре

30 — 35 С в уменьшенном количестве на 18—

20% по весу, за счет поглощенных из них основной массы окислов азота, направляются в турбокомпрессор 11 второй ступени, где газы сжимаются до 15 — 100 ата без потребления энергии со стороны.

Нитрозные газы для более полного использования полезного тепла охлаждаются в теплообменнпке 12 за счет подогрева воды, поступающей в сатуратор 9 для насыщения выхлопных газов после абсорбции, и направляются в абсорбционную колонну 18 второй ступени, в которой происходит поглощение оставшихся окислов азота до содержания их в газе до

0,10 — 0,005 об, %

Из абсорбционной колонны 18 выхлопные газы при температуре 30 — 35 С поступают в сатуратор 9, в котором подогреваются с одноВременным насыщением их Водяными парами, далее — в теплообменник 8, в котором они нагреваются за счет тепла горячих газов после контактного аппарата 2 до температуры 450—

600 С, а затем поступают в рекуперативную турбину 14 или в реактор 15 для каталитической очистки от окислов азота.

Из реактора 15 выхлопные газы при температуре до 850 С поступают также в газовую рекуперативную турбину 14, в которой они совершают работу за счет расширения, а затем — в теплообменник lб для подогрева воды, поступающей в сатуратор 9 для нагрева и насыщения выхлопных газов после абсорбции под давлением, Из теплообменника lб выхлопные газы по трубопроводу направляются в атмосферу, причем для сокращения расхода спецстали в теплообменник может подаваться чистая вода.

Подогретая чистая вода охлаждается в теплообменнике из спецстали за счет нагрева циркулирующего через сатуратор кислого конденсата.

Для пуска машин устанавливается мотор-генератор 17. Горячая вода из теплообменников

4, 8, 12 и lб, в зависимости от температуры подогрева, поступает на соответствующую та5 0

Зо

4 релку сатуратора 9, вниз которого поступают выхлопные нитрозные газы после абсорбционной колонны 18 при температуре 30 — 35 С.

При прохождении газа через тарелки снизу вверх, они нагреваются и насыщаются водяными парами, а горячая вода, охлаждаясь, выходит из сатуратора при температуре от

40 С и выше, поступает на всос насоса 18, который подает ее вновь для нагрева в теплообменники 4, 8, 12 и lб.

При подогреве воды, поступающей для пополнения цикла, она может быть направлена непосредственно в сатуратор 9. Сброс кислого конденсата из цикла на абсорбцию осуществляется по трубопроводу.

Дополнительный воздух, необходимый для скисления окиси азота до двуокиси, от турбокомпрессора 1 подается для отдувки продукционной азотной кислоты от растворенных в ней окислов азота в отбелочную колонну 19 по трубопроводу, из которого нитрозные газы направляются также на всос нитрозного трубокомпрессора 7.

Продукционная кислота после отбелочной колонны 19 по трубопроводу направляется на склад. Для орошения абсорбционных колонн

18 и 10 по трубопроводу подается вода.

Природный газ или другое углеводородное сырье при наличии каталитической очистки подается по трубопроводу в реактор 15.

В схеме может быть предусмотрен котелутилизатор для получения пара, вместо теплообменника 4 для подогрева воды, поступающей в сатуратор 9. Получаемый пар используется на комбинате для технологических целей или направляется в паровую конденсационную турбину для выработки электроэнергии.

Предмет изобретения

Способ получения азотной кислоты путем окисления аммиака, охлаждения полученных нитрозных газов, сжатия их, абсорбции окислов азота водой, подогрева и насыщения водой выхлопных газов после абсорбции с последующим использованием энергии сжатых газов в рекуперативной турбине, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, подогрев и насыщение выхлопных газов осуществляют одновременно при непосредственном контакте газов с циркулирующей водой, температура которой выше температуры газов.

321470

Составитель Г. Леонтьева

Техред Л. Богданова Корректор Н. Рождественская

Редактор В. Блохина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 4001/2 Изд. № 1721 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5