Автоклав для производства азотной кислоты

Автоклав для производства азотной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. АВТОКЛАВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ, содержащий цилиндрический корпус с расположенньш внутри его первым защитным стаканом , соединенные с ним крьшку с защитным диском и второй защитный стакан с установленной в нем направляиицей царгой, выполненной из отдельных установленных друг на друге и соединенных цилиндров, с закрепленными в ней ситчатыми тарелками и переливными устройствами, трубки подвода смеси и кислорода и отвода продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока его службы и производительности за счет обеспечения возможности повышения температуры реакции выше температуры коррозионной устойчивости материала автоклава, он снабжен соединенным с пространством между крышкой и защитным диском конденсатором и днищем, закрепленным на нижнем торце направляющей царги, верхний торец которой установлен на расстоянии от второго защитного стакана, а нижний конец трубки отвода продукта размещен между вторьм защитнь1М стаканом и днищем направляю щей царги и соединен с полостью последней. 2.Автоклав по п.1, о т л и чающийся тем, что каждая ситчатая тарелка снабжена по периферии (Л отбортовкой, размещенной между двумя соседними цилиндрами, а переливные устройства выполнены в виде соединенных с тарелками сквозных центральной и периферийных трубок с окнами , при этом окна размещены на уровне тарелок в центральной и периферийных трубках в чередующемся 00 по высоте порядке. 3.Автоклав по п.1, о т л и чающийся тем, что нижний конец трубки подвода смеси расположен ниже верхнего цилиндра направляющей царги, а нижний торец трубки отвода продукта снабжен регулятором сечения его отверстия.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3554159/23-26 (22) 11.02.83 (46) 23.04.84. Бюл. Ф 15 (72) Л.В.Сараджеч, Ю.А.Драгункин, С.В.Емелин, С.Д.Монаков, К.В.Михайлов, В.А.Новиков, Г.П.Соболев и Ю.В.Шальнов (53) 66.023 (088.8) (56) 1. Атрощенко В.И. и Каргин С.И.

Технология азотной кислоты. М.,, !979, с. 330.

2. Авторское свидетельство СССР

У 137890, кл. В 01 J 3/04,,1960. (54)(57) 1. АВТОКЛАВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ, содержащий цилиндрический корпус с расположенным внутри его первым защитным стаканом, соединенные с ним крышку с за» щитным диском и второй защитный стакан с установленной в нем направляющей царгой, выполненной из отдельных установленных друг на друге и соединенных цилиндров, с закрепленными в ней ситчатыми тарелками и переливными устройствами, трубки подвода смеси и кислорода и отвода продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока его службы и производительности за счет обеспечения воэможности повышения температуры реакции выше темпе„„SU„„1087170 А

3 11 В 01 J 3/04 В 01 J 19/00 ратуры коррозионной устойчивости материала автоклава, он снабжен соединенным с пространством между крышкой и защитным диском конденсатором и днищем, закрепленным на нижнем торце направляющей царги, верхний торец которой установлен на расстоянии от второго защитного стакана, а нижний конец трубки отвода продукта размещен между вторым защитным стаканом и днищем направляющей царги и соединен с полостью последней.

2. Автоклав по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что каждая ситчатая тарелка снабжена по периферии отбортовкой, размещенной между двумя соседними цилиндрами, а переливные устройства выполнены в виде со- единенных с тарелками сквозных центральной и периферийных трубок с окнами, при этом окна размещены на уровне тарелок в центральной и периферийных трубках в чередующемся по высоте порядке.

3. Автоклав по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что нижний конец трубки подвода смеси расположен ниже верхнего цилиндра направляющей царги, а нижний торец трубки отвода продукта снабжен регулятором сечения его отверстия °

1 1087

Изобретение относится к химической аппаратуре и может быть применено в производстве азотной кислоты прямым синтезом.

Известен автоклав для получения

5 азотной кислоты прямым синтезом, содержащий корпус с защитным и реакционным стаканами, в последнем иэ которых размещены сетчатые тарелки, скрепленные штангами, трубки для подачи кислорода и сырой смеси и отвода продукта, расположенные внутри чехольных труб 5 17.

Недостатком данного автоклава является низкая производительность и надежность его работы..

Наиболее близким к изобретению по конструкции и достигаемому эффекту является автоклав непрерывного действия для производства азотной кислоты, выполненный в виде цилиндрического корпуса с защитным стаканом, к .крышке которого прикреплены вместе со вторым защитным стаканом на направляющей царге тарелки с переливными трубками, трубки для подачи в автоклав сырой смеси и кислорода снизу, и отвода снизу продукционной кислоты, проходящие через направляющие трубки 1 2 1, Недостатком известного автоклава

30 является невозможность повышения температуры реакции выше температуры коррозионной устойчивости среды (70-80 С), необходимость вести процесс при избытке окислов азота 7880Х, недостаточный срок службы автоклава — менее 9 мес.

Целью изобретения является увеличение срока службы автоклава и его производительности за счет обеспече- 40 ния возможности повышения температуры реакции выше температуры коррозионной устойчивости материала автоклава.

Поставленная цель достигается тем, что автоклав для производства азотной кислоты, содержащий цилиндрический корпус с расположенным внутри его первым защитным стаканом, соединенные с ним крышку с защитным дис- 50 ком и второй защитный стакан с установленной в нем направляющей царгой, выполненной из отдельных установленных друг на друга и соединенных цилиндров, с закрепленными в ней сит- 55 чатыми тарелками и переливными устройствами, трубки подвода смеси и кислорода и отвода продукта, снабжен

170 2 соединенным с пространствам между крышкой и защитным диском конденсатором и днищем, закрепленным на ниж,нем торце направляющей царги, верхний торец которой установлен на расстоянии от второго защитного стакана, а нижний конец трубки отвода продукта размещен между вторым защитным.стаканом и днищем направляющей царги и соединен с полостью последней.

Кроме того, каждая ситчатая тарелка снабжена по периферии атбортовкой, размещенной между двумя соседними цилиндрами, а переливные устройства выполнены в ниде саединенньм с тарелками сквозных центральной и периферийных трубок с окнами, при этом окна размещены на уровне тарелок в центральной и периферийных трубках в чередующемся по высоте порядке.

Причем нижний конец трубки подвода смеси расположен ниже верхнего цилиндра направляющей царги, а нижний торец трубки отводов продукта снабжен регулятором сечения его отверстия.

Термоиэоляция второго защитного стакана слоем корразианнастойкого с низкой теплопроводностью материала направляющей царги, например палитетрафторэтилена, и слоем поступаюшей в зазор между ними с верхней тарелки крепкой азотной кислоты в смеси с окислами азота, охлаждаемой возвращаемым в автоклав через перфорированный защитный диск крышки конденсатам, позволяет повысить температуру реакции азотной кислоты до 90-160 С и увеличивать срок о службы, повысив этим самым производительность автоклава.

На чертеже изображен предлагаемый автоклав.

Автоклав выполнен в виде цилиндрического корпуса 1 с вставленными в него алюминиевым первым 2 защитным и вторым 3 защитным стаканами, отбартовка последнего зажата между фланцами корпуса 1 и крышкой 4 автоклава, к внутренней поверхности которой прикреплен с зазором защитный перфорированный диск 5, а в наружной — обратный холодильник— конденсатор 6.

Внутри защитного стакана 3 с кольцевым зазором 7 свободно установлена направляющая царга с днищем

8, составленная из отдельных ци1087170 линдров 9 и ситчатых тарелок 10 с (кольцевыми пазами 11. Цилиндры направляющеи царги и тарелки стянуты в жесткую конструкцию центральной

12 и периферийными 13 переливными трубами с боковыми продольными отверстиями 14, разделенными внутренними поперечными и перегородками 15 на уровне ситчатьм тарелок через одну. Через тарелки автоклава про- 10 пущены: трубка 16 для подачи кислорода, трубка 17 для отвода продукта с отверстиями 18 над днищем 8 и регулируемым по сечению отверстиями

19 под ним, предназначенным для под. соса кислоты кольцевого зазора 7, трубка 20 для подачи в автоклав смеси, выведенная под верхнюю тарелку.

Для перелива избытка жидкости в 20 приемный резервуар служат переливные патрубки 21, проходящие через крышку

4 и защитный перфорированный диск 5.

Автоклав работает следующим образом. 25

По трубке 20 в автоклав подается под верхнюю тарелку смесь, а по труб ке 16 непрерывно нагнетается кислород или воздух. Из автоклава выводятся продукционная кислота через З0 отверстия 18 трубки 17 и продувочные газы с парами, последние концентриру ются, охлаждаются в обратном холодильнике-конденсаторе 6 и через перфорацию защитного диска 5 крышки 4 стекают в автоклав, понижая при этом температуру смеси крепкой азотной кислоты и окислов азота над первой тарелкой, часть смеси перетекает в кольцевой зазор 7 между вторым защитным кожухом и направляющей царгой. Во избежание расслабления концентрированной азотной кислоты смесь непрерывно подсасывается из зазора

7 с заданной скоростью через регули- 45 руемое отверстие 19 в трубку 17.

В зазоре между алюминиевым первым защитным стаканом 2 и вторым защитным стаканом 3 циркулирует, в случае

;необходимости, конденсат водяного 50 пара под давлением, уравновешивающим давление внутри автоклава.

Процесс прямого синтеза осуществляется путем взаимодействия окислов о азота, воды и кислорода при 90-160 С и избытке циркулирующих окислов азота 42-0,5%, P 50-100 атм, В процессе автоклавирования осуществляется движение царги через продольные отверстия 14 по полым центральной

12 и периферийным 13 трубкам от центра к периферии или от периферии к центру и вверх или наличии под тарелками газовых подушек.

Предлагаемый автоклав по сравнению с известным позволяет проводить реакцию автоклавирования азотной кислоты при 90-160 С, превышающей о уровень коррозионной устойчивости алюминия 70-80 С за счет его термоо изоляции слоем проточной смеси креп кой азотной кислоты и окислов азота и материалом царги, например политетрафторэтиленом, увеличить срок непрерывной работы автоклава до

5 лет по сравнению с 9 мес ., увеличить годовую производительность на 10% снизить себестоимость готового продукта.

За базовый объект принят известный автоклав для непрерывного производства крепкой азотной кислоты прямым синтезом на химическом комбинате в г. Пстеритц (ГДР), имеющий лучшие технико-зкономические показ.-: тели работы.

По сравнению с базовым предлагаемый автоклав имеет следующие преимущества: годовая производительность увеличивается на 10%; за счет снижения энерго-материальных затрат, эксплуатационньм расходов (увеличение срока службы с

9 мес. до 5 лет), разовых капиталовложений себестоимость продукции снижается на 7,2%; повышение температуры автоклавирования дает возможность заменить кислород на воздух или на воздух, обогащенный кислородом; уменьшение коррозии материала снижает количество регламентированных примесей в готовом продукте, что позволяет выпускать азотную кислоту только высшего сорта и в перспективе особой чистоты; производительность труда возрастает на 13,5%.

10871 70

ВНИИПИ Заказ 2526/4 Тираж 533 Подписное

° Ю

Филмад ППП "йачевч", г. Уигород,ул.Проектнаа, 4