Способ производства азотной кислоты

Способ производства азотной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

Класс 12i, 26

М 55902

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро последующей регистпраиии изобрепгений Госплана при СНК СССР

Л. 8. Сараджев.

Способ производства азотной кислоты.

Заявлено 22 марта 1938 года в НКХП за ¹ 15491.

Опубликовано 31 октября 1939 года.

Изобретение касается способа производства азотной кислоты путем окисления аммиака под давлением с последующим охлаждением и абсорбцией яитрозных газов и расширением хвостовых газов в турбодетандере с утилизацией работы расширения и создавае- мого при этом холода для регулирования процесса абсорбции окислов азота.

Автором настоящего изобретения предлагается процесс охлаждения, окисления и абсорбции нитрозных газов вести под давлением выше 200 ;. атм. с одновременным охлаждением абсорбционной колонны расширенными в турбодетандере холодными хвосто-, выми газами.

На прилагаемом чертеже изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый 1 способ.

Воздух, пройдя матерчатый фильтр 1,, очищается от механических примесей, затем пройдя скруббер 2, очищается от, химических примесей и поступает в, турбокомпрессор, где сжимается (пройдя систему междуступенчатых холодильников a, b и т. д.) в пределах, допускаемых современными турбокомпрессорами. После турбокомпрессора воздух дожимается до давления, соответствующего давлению системы в поршневом компрессоре 4, соответственно пройдя систему междуступенчатых холодильников. Пройдя ресивер 5 и еще один воздушный фильтр 6, очищающий его от механических примесей, образующихся при работе турбокомпрессора и порпгневого компрессора, воздух попадает в подогреватель 18, где, подогревшись до определенной расчетной температуры нитрозными газами (или паром), попадает в смеситель 8.

Аммиак из хранилища 9 поступает в аммиачный компрессор 10, нагнетается до давления, превышающего давление системы на 3 —:5 атм. (в зависимости от сопротивления системы), взвешивается в весовых танках ll, испаряется в испарителе 12 паром среднего давления (или воздухом из соответствующей ступени компрессоров) и затем, пройдя аммиачный фильтр 18, поступает в смеситель 8. Если цех азотной кислоты строится близ цеха синтеза аммиака, так что имеется возможность транспортировать аммиак под высоким давлением из аммиачных сепараторов или хранилищ, тогда необходимость в компрессоре 10 отпадает.

Нитрозные газы, получающиеся в конвертере 14 в результате контактирования аммиака с кислородом воздуха, имея высокий тепловой потенциал (порядка 900 ), проходят последовательно: а) первичный перегреватель водяного пара высокого давления 15, где, отдавая тепло и охлаждаясь до определенной температуры, образуют водяной пар давления до 220 †2 атм; б) вторичный перегреватель водяного пара высокого давления 1б, где, охлаждаясь до определенной (расчетной) температуры, перегревают пар, идущий от форшальттурбины 80; в) перегреватель водяного пара среднего давления 17, где, охлаждаясь, образуют пар с параметрами, находящимися в зависимости от давления системы, а следовательно, от температуры начала окисления окиси азота в двуокись, и от точки росы водяных паров, находящихся в нитрозных газах; г) воздушный подогреватель 18, где, охлаждаясь, подогревают воздух; д) подогреватель воды (он же холодильник-конденсатор 19), где, охлаждаясь до определенной температуры, превышающей температуру воды на несколько градусов, нагревают воду, поступающую из водяного насоса 28; е) подогреватель кислоты 20, идущей из абсорбционной колонны 21 с температурой порядка †5 †: 15 ; ж) абсорбционную колонну 21 ситчатую или тарельчатую с внутренним гл боким охлаждением каждой тарелки ступает в водяной насос 28 и, пройдя несколько ступеней, с давлением, соответствующим давлению получаемого пара среднего давления, поступает в подогреватель воды 19 и, подогреваясь

: до температуры 180 †: 200, выходит из него. По выходе вода разделяется ,,на две части: первая часть идет

,в перегреватель пара среднего давления 17, откуда пар соответствующих параметров частью идет в турбину, 29, откуда, совершив работу, поступает

, в конденсатор 81 и частью — в испари тель аммиака 12, где подогревает, ис1 !. паряет и перегревает до определенной расчетной температуры аммиак, сам же, конденсируясь в воду, стекает в

У до температуры — 5 —:15 . 1) хвостовыми газами, идущими из расчетной ступени давления турбодетандера 28 с температурой порядка — 100 — -140 или же 2) испаряющимся аммиаком из обыкновенной аммиачной холодильной машины, сконденсированным этими хвостовыми газами; з) турбодетандер 22 со ступенями давления и премежуточным перегревом (в зависимости от давления системы), где, расширяясь, отдают работу и выходят с низкой температурой порядка †100 †: 150 и давлением, в зависимости от ступени, из которой они отбираются; и) змеевики внутреннего глубокого охлаждения абсорбционной колонны

28 или конденсатор аммиака, где подогреваются до температуры + 20 —:30, к) ступени турбодетандера, если да, вление системы позволит производить, промежуточный перегрев и ступенчатое, расширение в 24, 25 и т. д., в зависимости от давления системы и рационального теплового распределения компрессорно-турбодетандерного узла; л) систему междуступенчатых холодильников-перегревателей турбо- и поршневого компрессоров; м) выходят в атмосферу или в слу, чае высокой температуры перегрева в последнем холодильнике-подогревателе могут быть использованы для подогрева аммиака или его перегрева, если это допускает давление системы.

Азотная кислота 60 — б5 /о-й концентрации, выйдя из колонны с температу, рой — 5 —:15=, нагревается до нормальной ! температуры + 15 или в соответствен; но подобранных из расчета змееви; ках внутреннего охлаждения колонны или же подогревателе кислоты 20, охлаждая нитрозные газы, идущие в аб-! сорбционную колонну 21. В подогре, вателе кислоты 20, пройдя спиральные трубы, кислота вытекает вместе с обра, зовавшейся в холодильнике-конденса., торе 19 кислотой и, смешиваясь, сте кает или прямо в сборник 27 или же, ! если давление системы велико, через кислотную (водяную) турбину 2б, от, дав работу, в сборник 27.

Водяной пар получается в прямоточ ных котлах следующим образом. Вода с давлением порядка 1,5 †: 2,0 атм. посоответствующую ступень водяного на-,денсатор 81, тем самым замыкая свой соса 28, замыкая таким образом цикл. цикл.

Если количество пара, идущего в ам- Предлагаемый способ дает возможмиачный испаритель, велико, то можно ность наиболее полной рекуперации этот пар пустить в инжектор 82, заса- l энергии. сывая тем самым воду, сконденсирован- ную в конденсаторе 81.

Предмет изобретения.

Вторая часть подогретой до 180=- Способ производства азотной кисла200 воды идет обратно в насос 28, ты окислением аммиака под давлением где, пройдя остальные его ступени, вы-; с последующимиохлаждениемиабсорбходит с температурой 180 —:200 и да- цией нитрозных газов и расширением влением 225 —:227 атм., затем проходит, хвостовых газов в турбодетандере с критические пучки и перегревательную, утилизацией работы расширения и сочасть прямоточного котла 15 (или пер- здаваемого при этом холода для регувичный перегреватель пара высокого лирования процессов абсорбции окисдавления), поступает в форшальттур- лов азота, отличающийся тем, что пробину 80, где отдает работу, понижая, цесс охлаждения, окисления и абсорбдавление и температуру. С этими пара- . ции нитрозных газов ведут под давлеметрами пар поступает во воричный пе- вием выше 200 атм. с одновременным регреватель водяного пара высокого, охлаждением абсорбционной колонны давления 16, откуда, отдав работу в, расширенными в турбодетандере хохлавной турбине 88, поступает в кон- лодными хвостовыми газами.

Б автооскоиу свидетельству Л. 3. Сараджева, М 55002

30 5У д(! !

1 !! !!!!!

Тнп. «Печатный Двор», зак. К 2/24.— 53;,,! !

1),

Lj jg (!