Способ получения азотной кислоты повышенной концентрации

 

370!7!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссветсних

Социалистинесних

Республин

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. С 01b 21/40

Заявлено 2З.XI.1970 (¹ 1494544/23-26) с присоединением заявки ¹ 1494546/23-26

Приоритет

Опубликовано 15ЛI.1973. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 27.IV.1973

Комитет по делам изобретений и отнрытий при Совете Министров

СССР

УДК 661.56 (088.8) б ° -. .,> т,-А. В. Баранов, A. И. Нестеренко, Н. М. Вдовин, В. Л. Погребная, В. А. Ларин, В. И. Иванов, П, И. Безъязычный, А. П. Усов и Ф. Г. Солоненко

Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

IIOBblmEHHOA КОНЦЕНТРАЦИИ

Известен способ получения азотной кислоты концентрацией 65 — 70% из нитродных газов, полученных окислением аммиачно-воздушной смеси, доокпслением их до степени окисления

95 — 99 t»t абсорбции.

Однако для проведения этого способа необходимо устанавливать большие реакционные объемы абсорбции, что приводит к повышению себестоимости кислоты.

С целью интенсификации процесса предложен способ получения 75 — 80% азотной кислоты, заключающийся в том, что нитрозные газы с температурой 170 — 180 С окисляют азотной кислотой с одновременной конденсацией реакционной воды и повышением начального содержания окислов азота на входе в абсорбционную часть колонны, снижают степень кислот абсорбции до 80 — 85%, хвостовые газы с содержанием 2 — 3% окислов азота поглощают кислой суспензией пятиокиси ванадия, и выделенную двуокись азота используют для закрепления продукционной азотной кислоты.

На фиг, 1 изображена технологическая схема для осуществления предложенного способа.

Нитрозные газы после теплообменных котлов при температуре 170 С поступают в окислитель-конденсатор 1, где происходит конденсация реакционной воды п окисление окиси азота кислородом, содержащимся в нптрозных газах, п конденсатом азотной кислотой, образовавшимся в окпслптеле-конденсаторе

2, концентрацией 60 — 65%. Затем нптрозпые

5 газы с температурой 30 С поступают в турбокомпрессор 8, где сжимаются до рабочего давления (3,5 — 4 ат). Конденсат пз аппарата

1 с содержанием 3 — 5% НКО, поступает на орошение абсорбционной колонны 4.

10 Сжатые нптрозные газы проходят окислитель 5, подогреватель хвостовых газов б п поступают в окислитель-конденсатор 2, где образуется конденсат с содержанием 65 — 60%

HNO>, который используется в аппарате 1.

15 Нитрозные газы в аппарате 2 окпсляются практически полностью п поступают в абсорбционную колонну 4. Концентрация нптрозных газов после аппарата 1 увеличится до 13—

15%, а степень окисления достигает 80 — 90%

20 (протпв 20 — 30%, получаемых известным способом), что значительно улучшает условия работы турбокомпрессора п повышает к.п.д. компрессора. В аппарате перерабатываются окислы азота нитрозных газов в азотную кпс25 лоту и образуется 60 — 65% -ная HNO„-, которая самотеком поступает в продукционную колонку 7, где она закрепляется до 80%.

В абсорбцпонной колонне 4 перерабатывается 85% всех окислов азота, а остаточные

30 газы поступают в промывную колонну 8, где

370171 окислы азота поглощаются растворами метаванадиевой кислоты, а выхлопные газы с содержанием 0,01 — 0,05/p окислов азота выбрасываются в атмосферу.

Отработанные растворы из аппарата 8 поступают в регенератор 9, предварительно нагреваясь в теплообменнике 10.

Регенерацию отработанного раствора осуществляют под давлением 3,5 — 4 ат.

В регенераторе 9 выделяется практически

100 /о-ная двуокись азота, которая поступает в продукционную колонну 7 и поглощается с образованием HI>>O> необходимой концентрации.

Остаточные нитрозные газы после продукционной колонки 7 поступают в абсорбцпонную колонну 4. В продукционной колонне 7 образуется 80 — 75 /о-ная азотная кислота, которая после отбелки охлаждается и направляется на склад.

На фиг. 2 приведена технологическая схема получения азотной кислоты.

Нитрозные газы с температурой 180 — 200 С поступают в окислительно-восстановительную башню 11, которая орошается 60О/О-ной азотной кислотой башни 12 и затем направляется на орошение башни 18. Температура в окислительно-восстановительной башне регулируется плотностью орошения и температурой кислоты, поступающей на орошение. В зависимости от температурного режима, времени контакта газа с жидкостью и концентрации кислоты, поступающей на орошение, устанавливается степень окисления окиси азота нптрозных газов и обогащения их окислами азота. При определенных условиях можно получить степень окисления 92 — 95 /о, и концентрацию окислов азота в нитрозных газах увеличить с 11 /о до 20 — 30 /о. Температура по высоте башни 11 регулируется зонным охла>кдением жидкости и водяными холодиль««ками.

Окислптельно-,восстановительный цикл связывает башню 11, башни 12 и 18 абсорбционного цикла.

Из башни 11 нитрозные газы поступают в башню 14 и проходят башни 15, 12, 1б, 18, в которых окислы азота перерабатываются с образованием азотной кислоты. Кислота аосороционного цикла с концентрацией 65 — 60"-/, поступает в продукционную башню 17. Противоток газа и жидкости, а также высокая r(QH5 центрация окислов азота и практически полная степень их окисления обеспечивают образование 60 — 65 /о-ной азотной кислоты.

Остаточные нитрозные газы с содержанием

2 — Зо/о окислов азота поступали в башню 18

10 цикла промывки, где окислы азота поглощаются кислым раствором Ч О . Отработанные растворы после подогрева в теплообменнике

19 до 90 — 100 С поступают в генератор 20, в котором нитрат ванадия разлагается с обра15 зованием двуокиси азота и пятиокиси ванадия по реакции:

2V (МОз) з+ Н О = VgOg+ 2НХО + 4ХО .

Раствор после регенерации направляется на

20 орошение башни 18, а образовавшаяся 100%ная двуокись азота после охлаждения в газовом холодильнике 21 направляется в башню

17, а остаточные газы отсасываются вентилятором 22 и направляются в башню 14.

25 В продукционной башне 17 образуется 65—

70О/О-ная азотная кислота, которую после отбелки направляют на склад.

30 Предмет изобретения

Способ получения азотной кислоты повышенной концентрации из нитрозных газов, контактного окисления аммиачно-воздушной

35 смеси, окислением их, абсорбцией под атмосферным или повышенным давлением, от,гича>ои>ийся тем, что, с целью интенсификации процесса, окисление нитрозных газов осуществляют азотной кислотой при температуре

40 170 †1 С с одновременной конденсацией реакционной воды и повышением начального содержания окислов азота на входе в абсорбционную часть колонны, снижают степень кислой абсорбции до 80 — 85 /о, хвостовые газы с

45 содержанием 2 — 3 /о окислов азота поглощают кислой суспензией пятиокиси ванадия, и выделенную двуокись азота используют для закрепления продукционной азотной кислоты.