Способ получения азотной кислоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистическнх. Реснубвнк

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 08.08.74 (21) 2052774/23-2б (5 )М КЛ с присоединением заявим Но (23) Приоритет

С 01 В 21/40

Гоеударстаенный комитет

СССР по ямам изобретений.н открытий

Опубликовано 230881. Бюллетень ЙЯ 31

Дата опубликования описания 23. 08. 81 (53) УДК бб.074. 3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Кукс, В.И. Конвисар, А.Ф. Бабйков, Атрощенко, Т.И. Печенко и A.Â. Шапка

1

I ! () В.П.

В.И.

Харьковский ордена Ленина политехиический институт им. В.И. Ленина ( (71).Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к технике получения азотной кислоты, применяемой в различных отраслях промыш.ленности, и в частности для получения удобрений (аьачиачной селитры, сложиЫх удобрений и других).

Известен способ получения азотной кислоты путем окисления аммиака при атмосферном давлении на катализаторе, охлаждения и ромтвки полученных нитроэных газов кислотой, их сжатия в турбокомпрессоре и последующей адсорбции, состоящий в том, что в турбокомпрессор вводят воду или кислоту для отмывки от аммонийных солей (1 1.

Однако этот способ характеризуется недостаточной эффективностью отьывки и снижением качества нитроэного газа.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения азотной кислоты, основанный на каталитическом окислении аммиака под атмосферным давлением и абсорбции образовавшихся окислов азота под давлением 3,5 атм, в котором аммиак и воздух смешивают в объемном соотношении 1:10, обра- З0 зовавшуюся аммиачно-воздушную смесь (АВС) подогревают до 100 С и подают в контактный аппарат. В контактном аппарате на платиноидном катализаторе при 820ОС происходит окисление аьвниака в окись азота. Образовавшиеся ннтрозные газы направляют в котел— утилизатор, где температура газов снижается до 170 С и образуется перегретый водяной пар.. Дальнейшее охлаждение нитрозных газов до 110 С о осуществляют в подогревателе АВС, после которого нитрознь.е газы подают в газовый холодильник-промыватель.

В холодильнике-промывателе тарельчатого тупа происходит конденсация реакционной воды из горячих нитрозных газов, образование "-0-30%-ной кислоты и отмывка.нитрозных газов этой кислотой от аммонийных солей.

После холодильника-промывателя нитрозные газы сжимают турбокомпрессором до давления 3,5-4 атм, окисляют в окислителе, охлаждают в подогревателе хвостовых газов и подают в абсорбционную колонну в ее нижнюю часть, орошаемую водой.20-30%-ную кислоту из холодильника-промывателя подают в абсорбционную колонну на тарелку с такой же концентрацией кис856975 лоты. Выхлопной газ после абсорбционной колонны и подогревателя хвостовых газов, направляется в рекуперационную турбину и далее в атмосферу.

Продукционную кислоту концентрацией до 50% после отбелки подают на склад (2).

Недостатком известного способа получения азотной кислоты является низкая степень окисленности окислов азота перед абсорбцией, что не позволяет получать продукционную кислоту, концентрацией выше 50% HNO>.

Недостатком известного способа является также низкая отмывка нптрозных газов от аммонийных солей в 15 холодильнике-промывателе. Содержание аммонийных солей в нитрозных газах после отмывки 300-320 мг/м . Это приводит к отложению солей в турбокомпрессоре и снижению его проиэво- щ дительности через 6 месяцев работы на 15t.

Цель изобретения — повышение концентрации продукционной кислоты и очистка нитрозных газов от аммонийных солей;

Поставленная цель достигается описываемым способом получения азот. ной кислоты путем окисления аммиака под атмосферным давлением на платинондном катализаторе, охлаждения и промывки продукционной кислотой полученных нитрозных газов, их компрессии и последующую абсорбцию, в котором перед промывкой нитроэного газа продукционной кислотой проводят промывку газа разбавленной кислотой и нитроэные газы после компрессии разделяют на два потока в отношении 1:1 — 3, один иэ которых направляют на абсорбцию, другой по- ф) ток вначале доокисляют, а затем направляют на абсорбцию, Промывку нитрозных газов на первой ступени осуществляют 20-ЗОВ-ной азотной кислотой, а на второй ступени — 55-65%ной продукционной кислотой, взятой в количестве 0,08-0,12 м на 1000 м нитрозного газа.

По сравнению с одноступенчатой отмывкой нитрозных газов от аммонийных солей 20-30%-ной кислотой, как зто имеет место в известном способе при двухступенчатой отмывке, вследствие применения более концентрированной азотной кислоты, эффективность очистки нитрозного газа значительно 55 возрастает: содержание аммонийных солей в нитроэном газе после промывателя снижается с 320 мг/м9 до 96100 мг /м при отсутствии накопления солей в турбокомпрессоре. Отсутствие оседания аммонийных солей в турбокомпрессоре связано с уменьшением содержания их в нитрозных газах и значительным увеличением содержания паров азотной кислоты в газе.

Отмывка нитрозных газов от аммонийных солей в две ступени позволяет расходовать небольшое количество продукционной кислоты, так как реакционная вода из нитрозных газов конденсируется на первой ступени отмывки с образованием 20-ЗОВ-ной азотной кислоты.

Кроме того, при обработке нитрозных газов на второй ступени 5565%-ной кислотой, вследствие низкого парциального давления паров воды над ней, происходит осушка нитрозных газов. Сухие нитрозные газы окисляют и охлаждают перед абсорбцией без снижения содержания в них окислов азота, что обеспечивает условия получения кислоты более высокой концентрации.

Разделение нитрозных газов на два потока после сжатия, окисления и охлаждения приводит к снижению их линейной скорости в нижней части абсорбционной колонны,а также тарельчатом орошаемом и охлаждаемом доокислителе и увеличению времени пребывания газов. Это приводит к более глубокому окислению окислов азота и в соответствии с термодинамикой процесса обеспечивает условия получения

55-65%-ной продукционной азотной кислоты. Для поддержания уровня жидкости на охлаждаемых тарелках доокислителя в верхнюю часть его подается продукционная кислота в количестве

0,02-0,04 м на 1000 м нитроэных газ 3 зов.

В нижней части абсорбционной колонны параллельно с взаимодействием окислов .азота и азотной кислоты происходит гомогенное окисление окиси азота и дальнейшее увеличение степени окисленности окислов азота. Нитрозные газы после доокислителя направляют в абсорбционную колонну под тарелку с соответствующей степенью окисленности окислов азота в газе.

Таким образом, более глубокое окисление окислов азота перед абсорбцией обеспечивает условия получения азотной кислоты повышенной концентрации (55-65% HNО-»).

На чертеже представлено устройство, иллюстрирующее предложенный способ.

Способ осуществляют следующим образом.

Аммиачно-воздушную смесь подогревают в подогревателе 1 и подают в контактный аппарат 2. В контактном апПарате на платиноидном катализаторе при 820 С аммиак окисляют кислородом воздуха до окиси азота. Образовавшиеся нитрозные газы охлаждаются последовательно в котле-утилизаторе 3 и подогревателе аммиачно-воздушной смеси до 100-130 С и направляют в тарельчатый газовый холодильник-промыватель 4. Здесь

856975

Формула изобретения б /НН0 бсллу

20- 30 /, ffN0>

ВНИИПИ Заказ 7118/29 тираж 505 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 происходит дальнейшее охлаждение газа и конденсация реакционной воды с образованием 20-30%-ной азотной кислоты. В этом же аппарате осуществляют отмывку нитрозных газов от аммонийных.солей, причем отмывку производят в две ступени: в начале циркулирующей 20-30%-ной азотной кислотой; а затем частью продукционной 55-65%-ной азотной кислотой, расходуемой в количестве 0,08-0,12 м на 1000 м газа. Разбавленную 2030%-ную азотную кислоту из холодиль. ника-промывателя подают в абсорбционную колонну 5, на тарелку с такой же концеНтрацией кислоты, а нитроэные газы сжимают турбокомпрессором 35

6, окисляют в окислителе 7, охлаждают . в подогревателе хвостовых газов 8 и разделяют на два потока в соотношении 1:1-3, один из которых направляют в абсорбционную колонну, а дру- Щ гой поток — в доокислитель 9, В доокислителе в присутствии продукционной кислоты, подаваемой в количестве 0,02-0,04 мЭна 1000 м газа,нитЭ розные газы дополнительно охлаждают и окисляют, и далее направляют в абеорбционную колонну под тарелку с соответствующей степенью окисленности окислов азота. В абсорбционной колонне окислы азота из. нитрозных газов поглощают водой с образованием 55-65%-ной продукционной азотной кислоты. Продукционную кислоту из абсорбционной колонны подают на отбелку и далее на склад, а выхлоп-. ные газы подогревают в подогревателе хвостовых газов, осуществляют санитарную очистку от остатков окислов (азота и после рекуперационной турбйны вь.брасывают в атмосферу.

1. Способ получения азотной кислоты путем окисления аммиака под атмосферным давлением на платиноидном катализаторе, охлаждения и промывки продукционной кислотой полученных нитрозных газов, их компрессии и последующей абсорбции, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения концентрации продукционной кислоты и .очистки .нитрозных газов от аммонийных солей, перед промывкой нитроэного газа продукционной кислотой проводят промывку газа разбавленной кислотой и нитрозные газы после компрессии разделяют ча два потока в соотношении 1:1-3, один из которых направляют на абсорбцию, другой поток вначале доокисляют, а затем направляют на абсорбцию..

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, промывку нитрозных газов на первой ступени осуществляют 20-30%-ной азотной кислотой, а на второй ступени — 55-65%ной продукционной кислотой, взятой з Э в количестве 0,08-0,12 м на 100 м нитрозного газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Способ производства азотной кислоты фирюзы Стамикарбон. "Nitrogenn. 1963,К 21, с. 35-39.

2. Лвторское свидетельство СССР

К 140048, кл. С 01 В 21/40, 1966 (прототип).