Способ пуска установки для получения серной кислоты нитрозным методом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к основной химической промышленности и может быть использовано при пуске установок для получения серной кислоты нитрозным способом , а также для получения нитрозилсерной кислоты. Целью изобретения является соИзобретение относится к производству серной кислоты и может быть использовано на предприятиях химической промышленности . Целью изобретения является сокращение продолжительности стадии наработки нитрозы и снижение выбросов вредных веществ с отходящими газами в пусковой период . Способ осуществляется следующим образом . крашение продолжительности стадии наработки нитрозы и снижение выбросов вредных веществ с отходящими газами в пусковой период. Способ заключается в наработке нитрозы непосредственно на вводимом в эксплуатацию объекте с помощью смесей серной и азотной кислот и диоксида серы газовой фазы при автономном орошении всех аппаратов сернокислотной системы . При осуществлении способа аппараты денитрационной зоны орошают смесью, содержащей 50-60 мае. %: H2S04 и 5-20 мае % HN03, а последнюю башню продукционной зоны смесью, содержащей не более 50 мае % HaSO-q при минимальном содержании азотной кислоты, определяемом по формуле Снмоз 25,5-0,5 Сн2 SO4 где Сныоз и С Н2 SO4 содержания азотной и серной кислот соответственно. Образующиеся газы состава, близкого к эквимолярному, поглощаются концентрированными растворами серной кислоты в перерабатывающей и в абсорбционных башнях (Л С После завершения подготовки оборудования , проверки качества орошения всех башен крепкой серной кислотой и отработки пзредачи жидких фаз из цикла одного аппарата в цикл другого аппараты переводят на автономное орошение. Последнюю башню продукционной зоны в этот период орошают автономно водой, вводимой в циркуляционный сборник и выводимой из цикла орошения через запорную арматуру по байпасной линии в канализацию или систему водоочистки. После этого в цикл аппаратов о о о ю о о

СОЮЗ COBETCKi

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Sl)5 С 01 B 17/82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21),4725816/26 (22) 09.06.89 (46) 23.12.91. Бюл. М 47 (71) Воскресенский филиал Научно-исследовательского института по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я.В.Самойлова

Научно-производственного объединения

"Минудобрения" (72) М.В,Лобова, В,С.Епифанов, Ю.M,Соловьев, Б.M.Ñåâåðèí и В,Т,Дзуцев (53) 661.253.7 (088.8) (56) Бенковский С.В„Райнов К.K и СмысловН,И. Производство серной кислоты башенным способом, M.— Л „Госхимиздат, 1940, с.

146 — 149. (54) СПОСОБ ПУСКА УСТАНОВКИ ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ НИТРОЗНЫМ МЕТОДОМ (57) Изобретение относится к основной химической промышленности и может быть использовано при пуске установок для получения серной кислоты нитрозным способом, а также для получения нитрозилсерной кислоты. Целью изобретения является соИзобретение относится к производству серной кислоты и может быть использовано на предприятиях химической промышленности, Целью изобретения является сокращение продолжительности стадии наработки нитрозы и снижение выбросов вредных веществ с отходящими газами в пусковой период.

Способ осуществляется следующим образом.

„„5U„„ 1699900 А1 кращение продолжительности стадии наработки нитрозы и снижение выбросов вредных веществ с отходящими газами в пусковой период. Способ заключается в наработке нитрозы непосредственно на вводимом в эксплуатацию объекте с помощью смесей серной и азотной кислот и диоксида серы газовой фазы при автономном орошении всех аппаратов сернокислотной системы. При осуществлении способа аппараты денитрационной зоны орошают смесью, содержащей 50-60 мас,,ь; Н2$04и 5 — 20 мас.7;

НКОз, а последнюю башню продукционной зоны смесью, содержащей не более 50 мас.7 Н2$04 при минимальном содержании азотной кислоты, определяемом по формуле Сниоз = 25,5 — 0,5 Снг so4,где Снноз и " н2 so4 — содержания азотной и серной кислот соответственно. Образующиеся газы состава, близкого к эквимолярному, rl0rnoщаются концентрированными растворами серной кислоты в перерабатывающей и в абсорбционных башнях, После завершения подготовки оборудования, проверки качества орошения всех баш н крепкой серной кислотой и отработки передачи жидких фаз из цикла одного аппарата в цикл другого аппараты переводят на автономное орошение. Последнюю башню продукционной зоны в этот период орошают автономно водой, вводимой в циркуляционный сборник и выводимой из цикла орошения через запорную арматуру по байпасной линии в канализацию или систему водоочистки. После этого в цикл аппаратов денитрационной эоны начина от вводить необходммое количество азотной кислоты или меланжа. После окончания дозирования азотной кислоты начинаю, если требуется для достижения, заданной концентрации, постепенное дозирование воды. При доэировании реаген-;ов ка:лролируют температуру жидких фаз, После достижения необходимого состава кислотных смесей В аппаратах денитрационной эоны ! (50-60 мас, А НгЯО4 и 5-20 мас.7 Н11Оз. остальное вода) продолжают рециркулировать жиДкие фазы в кажДОй башне.

Одновременно при рециркуляции минимального количества Воды В последней башне продукционной зоны начинают вво . Дить В цикл этой башни необходимое количество азотной кислоты или меланжа, а затем концентрированнОй с8рной кислоTbl, такж8 контролируя темпаоатуру жидкой

Фазы. Можно ограничиться ВВодом минимального количества серной кислоты или же совсем не вгодить ее, т,е. приготовить любой первоначальный состав смеси, в которой микимально необходимое содержание азотной кислоты определяют по формуле

C навоз = 255 — 05 С нг so4, гдеОняози C нг so4 — содержания зот «й и серной кислот соответственно, причем .. 0 =-Снгяо4 <50.

Рециркуляцию жь!дкой Фазы продол) <ают.

ПО завершении приготовления смесей серной и азотнОй кислОт начичают подачу Б

, систему ЯОг-содержащего газа в количестве, до 50% or номинальной газовой на-рузки.

Одновременно контролируют состав и температуру смесей серной и азотной кис лот по аппаратам, а также прирост Hi iTpoзности в перерабатываюьцей бзшне и аппаратах абсорбционной зоны, Также;:<Онтролиругот концентрацию диоксида серы на

Вход8 в систему и состав газа по ле хаждого аппарата продукциокнои зоны и HB выходе из системы.

После завершения разложения Основной массы азотной кислоты в аппаратах денитрацион ной 30ны и ДОстижения необходимой нитрозности в перерабатывающей башне и первом абсорбере систему пеоеводят на рабочую схему кислотооборота. Не прекращая ввода азотчои кислоты в последнюю башню продукционной зоны, в нее ВВОдят воду и ВыВОдят слабые раствОры серной кислоты, содержащие азотну о кислоту, в башни продукционной зоны, При этом постепенно доводят газовую нагрузку до номинальной величины. a

1Q

30 л

Пример 1. Н продукционный сборник башни-денитратора вводят 38 т купоросного масла (94%-ной НгБО4), переводят денитратор на автономное орошение и пос епенно вводят 21,7 т 47%-ной НАВОЗ.

Получают 63,3 т смеси серной и азотной

КИСЛОТ СЛедуЮщЕГО СОСТаВа, МаС,,4: HZSG4

56,4; Н КОЗ 16,1; остальное вода.

В циркуляционный сборник башни-концентратора вводят 37,5 т 94 j-Hoé HzSG4, осуществляют автономное орошение и вводят 20,5 T 47%-ной HNGa, после чего дополнительно вводят 2,5 т воды. Получают 60,5 т смеси кислот состава, мас.%: HzSG4 58,3;

НАВОЗ 15,9; остальное вода.

В циркуляционном сборнике последней башни гродукционной зоны доводят количество воды до 27,3 т и ссуществляют автономное Орошение аппарата, после чего постепенно вводят в циркуляционный сборник 16,3 т 47%-ной НКОз, а затем 16,2 т

94;4-ной HzS04. Получают 59,8 т смеси серной и азотной кислот состава, мас,% . НгЗО4

25,4: НАВОЗ 12,8; остальное вода.

В циакуляциокных сборниках перерабатывающеи и трех абсорбционных башен

Доводят количество 94%-ной HzSG4 соответстван lo po 228 и 1 14 -г и ocóU!ec-.влл От автономное орошение этих башен.

После завершения приготовления кисло- в систему подают 10 тыс. м /ч (иэмеренз ного при нормальных условиях1 Обжигового газа от печей сжигания колчедана, содержащего 1 1 об.% диоксида серы (примерно 24, Огг номинальной газовой нагрузки), Газовый поток на вход в денитратор и концентратор делят на две равные части. На вход в перерабатываюшуго башню и далее поступает объединенный газовый поток. Газ через установку прогуска от B течение 8 ч.

ПО истечении этого времени в циркуля- ционка, сборнике денитратора наработано

64,4 т .,",6 уо-ной сеОНОЙ кислОты, Остаточное copeoх<акие HNO; — 0,1 мас"

Па истечении 4 ч в циркуляционный

c6îðíèê последней башни продукционной зоны постепенно вводят дсполнителько 6,5 т 47%-кой à "îòíîé кислоты. ПО истечении 8 ч в сборнике этой башни cодержится 68,6 т кислотной cìec!4 состава, мас,%: HzSG4

35,0; НКОЗ 7,5.

В сборнике перерабатывающей башни за 8 ч образуется 238,4 т нитрозы, содержащ и 4.4 мас.% NzOa или 7,2 мас, % в перес;ете на Н1чОз. 8 сборнике первого абс p6epa образуется 118- нитрозы, содерше «3 д мас о оОз или 5 7 мас о, в расчете на НАВОЗ, B сборнике Второго абсорбара образуется 114,4 т нитрозы, со1699900

10

" . 5

55 держащей 0,35 мас.% йгОз или 0,6 мас,g в пересчете на НИОз. Содержание йгОз в кислоте третьего, абсорбера не превышает 0,1 мас.%;

Всего эа пусковой период через установку пропускают g0 тыс, м 11%-ного диокз сида серы. Состав газа на входе в перерабатывающую башню (средние значения), об. $: ЯОг 2,5; йОх 8,5. Состав газа на входе в первый абсорбер средние значения),фс . %: ЯОг 0,05; NOх 3,6.

Всего эа пусковой период из установки выходит около 71 тыс. мз газа, содержащего до 0,05 об.% ЯОг и от 0 65 до 0,17 об.% ИО».. что соответствует потеоям НМОз с отходящими газами ОкОЯО 5,2 кг/т моногидрата

Нг ЯО4.

Использование в денитраторе и концентраторе пусковых кислотных смесей с содержанием серной кислоты менее 50 мас.% нецелесообразно ввиду резкого снижения корроэионной устойчивости металлических материалов, используемых в кислотных циклах этих башен, TBK Koppo314онные испьггания показали, что в смесях, содержащих 5 — 20 мас.% НИОз и 45 — 46 мас.% НгЯО4 нри 30 — 40 С скорость коррозии углеродистой стали превышает 10 мм/г, а при содержании cåpíîé кислоты на уровне 50 — 60 мас.% с:х рость коррозии находится e:-;ðåäåëà„ 0,28-0,65 мм/г, Повышение содержания серной кислоты более 60 мас,% нецелесообразно ввиду снижения ско:. . ".ти взаимодействия диоксида серы с азотной кислотой, что приводит к значительному повышению концентрации диоксида серы в выходящем газе и снижению в 2 0 — 2",5 раза концентрации образующихся оксидов азота.

Уменьшение начального содержания азотной кислоты в смесях, предназначенных для орошения денитратора и концентратора, ниже 5 мас.% нецелесообразно как с точки зрения коррозионной устойчиво ти сталей вследствие образования недостаточно прочных пассивных пленок, так и с точки зрения снижения скорости взаимодействия диоксида серы с азотной кислотой. Последнее обусловливает уменьшение степени окисления диоксида серы и значительное снижение концентрации образующихся оксидов азота.

Повышение содержания азотной кисло1 ты более 20 мас,% нецелесообразно, т.к. эффективность взаимодействия между азотной кислотой и диоксидом серы в этом случае также ухудшается.

Если смесь, поступающая на орошение последней башни продукционной зоны, содержит более 50 мас.% НгЯО4, полное окисление диоксида серы невозможно.

Содержание азотной кислоты в этой смеси ниже определяемого по формуле

С навоз =25,5 — 0,5 с нг зо4 нецелесообРазно, т.к, недостаток окислителя может привести к появлению проскока диоксида серы через систему.

Содержание азотной кислоты больше

Определяемого по указанной формуле нецеГесообразно. т.к. уже не влияет на полноту окисления диокси.,а серы.

Пример 2. В продукционном сборнике башни-денитратора готовят 0 т пусковой смеси состава, мвс.%: НИОз 5,0; HzSO4 60,0

Для приготовления смеси используют 5,8 т

60%-ной азотной кислоты., 44,9 т 93,5%-ной серной кислоты и 19,2 т воды.

Одновременно в циркуляционном сбоонике башни-концентратора готовят 60 т смеси, содержащей, мас.%: НМОз 20; H SO4

50, используя 20 т 60%-ной азотной кислоты, 32,1 т 93,5%-ной серной кислоты и 7,9 т воды, В циокуляционном сборнике последней башни гродукционной зоны готовят 45 т

25,5-ной азотной кислоты, смешивая 19,1 т

60%-ной азотной кислоты и 40,9 т воды. = циркуляционные сборники перерабатывающей башни и абсорберов вводят соответственно 200 т и по 120 т 93.5%-ной серной кислоты, После этого через устансвку в течение 9 ч пропускают газ, содержащий 10% ЯОг.

Расход газа на денитратор — 3,5 тыс, м /ч, на концентратор — 6,5 тыс, и /ч, з

Все операции осуществляют аналогично примеру 1.

Не прекращая подачи диоксида серы, в сборник денитратооа через 4 w дополнительно вводят 3,7т 60%-",îé азотной кислоты.

По истечении 9 ч в сборнике денитратора наработано 71,8 т 76,5%-ной серной кислоты со следами оксидов азота (0,02 мас.% в пересчете на НИОз), В циркуляционном сборнике концентратора — 63,2 т 76,7%-ной серной кислоты с обшим ",îäåðæàíèåì

НЙОз около 0,2 мас.%, В циркуляционном сборнике последней башни продукционной зоны при этом находится 47,3 т кислотной смеси, содержащей 18,6 мас.% Нг$04 и 12,3 мас.% НМОз. В перерабатывающей башне образуется 207,2 т нитрозы, содержащей 3,5 мас.% МгОз. В сборнике первого абсорбера образуется 124,4 т нитрозы (3,7 мас,% МгОз), второго o"ácoðáåpà — 120,5 т малонитроэной серной кислоты. (0,4 мас.% КгОз). Всего за пусковой период из установки выходит око1699900

Формула изобретения

Способ пуска установки для получения серной кислоты нитрозным методом, включающий наработку нитроэы взаимодействием $0г-содержащего газа со смесью серной и азотной кислот в аппаратах денитрационной и продукционной зон и последующую абсорбцию выделившихся в укаэанных зонах оксидов азота серной кислотой при авСоставитель С.Якунин

Редактор M,Êóçíåöoâà Техред М.Моргентал Корректор M.Шароши

Заказ 4436 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 ло 82 тыс, мр газа, содержащего в среднем

Ь

0.06об. $ йОхи 0,01 об. р ЯОг.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет сократить время вывода системы на рабочий режим с 4,5 сут (108 ч) до 9 ч, т.е. в 12 раз, и уменьшить потери вредных веществ в атмосферу с отходящими газами, диоксида серы — в среднем в 26 раз, а оксидов азота — в среднем в

5 раз. тономном орошении каждого аппарата, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения продолжительности стадии наработки нитрозы и снижения выбросов вредных

5 веществ с отходящими газами в пусковой период, орошение аппаратов денитрациснной зоны ведут смесью, содержащей 50-60 мас. HzS04 и 5-20 мас, $ НКОз остальное — вода, а для орошения последней башни

10 продукционной зоны используют смесь, в которой содержание серной кислоты составляет не более 50 мас.$, а минимальное содержание азотной кислоты определяют по формуле

15 С юз = 25,5-0,5 С нг sp4 где С нмоз — содержание азотной кислоты, мас. „

С нг яо4 — содержание серной кислоты, 20 %