Способ получения азотной кислоты

Способ получения азотной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (II)649650

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.05.68 (21) 1240883, 23-26 (51) i(. 1(л. -

С 018 21 38 с присоединением заявки М

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень M 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 661.556.2 (до8 8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

С. Н. Сороко, В. А. Веденин, И. H. Червенко, H. А. Симулин, В. В. Харламов, А. М. Алексеев, Н. И. Беляев, М. А. Миниович, В. И. Трошин, М. И. Гуськова, А. А. Солоха и А. М. Пикман (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ 1(ИСЛОТЫ

Изобретение относится к производству азотной кислоты из аммиака под тремя ступенями давлений.

Известны способы получения азотной кислоты путем окисления аммиака, охлаждения нитроз Ill# газов, расширения пх с превращением тепловой энергии в мс: апическую, сжатия и абсорбции воздуха и нитрозных газов с последующей ре«упсрацией их энергии в газовых гурбинах.

Известные способы включают в себя следующие стадии: смешение аммиака со сжатым воздухом, каталитическое окисление аммиака, смешение полученных нитрозных газов с дополнительным воздухом, расширение нитрозных газов в турбинс, охлаждение нитрозных газов и последующее их сжатие, абсорбция окислов азота водой с образованием азотной кислоты, рекуперация энергии сжатых хвостовых газов.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что, с целью увеличения стспени превращсния тепловой энергии в механическую, повышения степени абсорбции окислов азота, снижения содер>канпя «ислорода в вых loIIIII lx газах, горячие lill Iрозные газы перед расширением смешивают с циркулирующими шпрозпымп I ;II;Iìï.

Циркулирующие нитрозныс газы предварительно подогревают до 500 †6 С.

Горячие нитрозные газы после расширения направляют для подогрева циркулирующих и хвостовых газов.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Сжатый до 4 — 10 ати воздух смешивают с аммиаком, окисляют последний до окиси азота, смешивают образовавшиеся нитрозные газы с цир«улирующимп горячими питрозными газами. Смесь нитрозных газов расширяется в турбине низ«ого давления до 2 — 4 атп, тепло нитрозных газов утилизируется в рскуператорс и подогрсвателс хвостовых газов. Далсе производят охлаждение и промывку газов от аммонийных солей в тарельчатом . олодильнике, сжатие смеси нитрозных газов до

4 — 10 ати, возврат циркулирующих газов в рекуператор, дожатие основных нитрозных газов до 10 — 30 ати и выше, абсорбцию окислов азота водой и расширение хвостовы; газов в турбиие высокого давления.

25 Способ поясняется чертежом.

Воздух, пройдя очистку от мсханичес«их примесей, засасывают «омпрсссором 1, сжимают до 5,2 атп и направляют по трубопроводу а сначала на (Ixëà>ê:Iëøñ «он649650

50 дд

05 тактного аппарата 2, а затем в смеситель

3. В последний одновременно с воздухом подают и газообразный аммиак, где они образуют смесь, содержащую 9,5 — 11% аммиака. Полученная аммиачно-воздушная смесь поступает в контактный аппарат, где в присутствии платиноидного катализатора при давлении 5 ати и температуре 880

900 С аммиак окисляется с образованием окиси азота и воды. В образовавшиеся нитрозные газы по трубопроводу б подают циркулирующие нитрозные газы, предварительно подогретые до 540 †5 С, в результате чего температура нитрозных газов понижается с 900 до 700 — 800 С. Далее смесь нитрозных газов под давлением

5 — -5,1 ати поступает в газовую турбину 1 низко î давления, где происходит расширение газа до 2 — 2,5 ати и превращснпс значительной части тепла в механическую энергию, за счет чего температура газа снижается до 600 — 620 С.

Нитрозные газы по выходе из турбины 4 делятся на два потока. Один из них направляют в рекуператор 5, где за счет тепла нитрозных газов происходит подогрев циркулирующих газов до 540 — 580 С, а другой — в подогреватель хвостовых газов, где нитрозные газы охлаждаются до

200 С, а хвостовые газы нагреваются до

540 — 580 С.

Оба потока нитрозных газов по выходе из рекуператора 5 и подогревателя 6 объединяются в один поток. 11оследний поступает в холодильник- промыватель 7, представляющий аппарат с ситчатыми тарс.iками, на которых расположены охлаждающие змеевики. В холодильнике-промывателе происходит охлаждение нитрозных газов до 40"С, конденсация реакционной воды, образование азотной кислоты и промывка нитрозных газов от аммонийных солей, образовавшихся при проскоках аммиака через катализаторные сетки. Охлажденные и осушенные нитрозные газы поступают в двухступенчатый нитрозный компрессор 8. В первой ступени этого компрессора газы сжимают до 5 — 5,2 ати. Ilo выходе из первой ступени компрессора нитрозные газы снова делят на два потока: один из них направляют на циркуляцию через рекуператор 5, а второй (после охлаждения) — во вторую ступень компрессора, где его дожимают до 15 — 20 ати и с этим давлением подают в холодильникконденсатор 9 для охлаждения до 40 — 45 C.

При этом одноврсменно с охлаждением газа происходит конденсация остатков наро воды и образование азотной кислоты.

Охлажденные нитрозные газы по выходе из холодильника-конденсатора 9 вмсстс с образовавшеися азотной кислотой пост)пают в нижнюю часть абсорбциопной колонны 10 с ситчатыми тарелками 11а верх

15 о

45 колонны подают конденсат водяного пара, который, взаимодействуя с окислами азота, образует на выходе из колонны азотную кислоту с концентрацией 60 — 70%.

В колонну 10 на соответствующую тарелку подают насосом 11 кислый конденсат, образовавшийся в холодильнике-npo>11>InaTn с 7. Быходягцпс нз аосорбционной колонны хвостовые газы с температурой

25--30 C поступают в подогреватель 6, в котором за счет тепла нитрозных газов их подогревают до 540 — 580 С, после чего подают в газовую турбину 12 высокого давления, где расширяются до атмосферного давления.

Полученная 60 — 70%-ная азотная кислотa пз колонны 10 поступает в продувочную колонну 13, где сжатым воздухом под давлсписм 2--2,5 ати происходит отдувка окислов азота, растворснных в кислоте. Отбеленная кислота из колонны 13 выдается в склад, а отдувочные газы поступают в холодильник-промыватель.

Добавочный воздух, необходимый для процесса абсорбции окислов азота, отбирают по трубопроводу в и смешивают с циркулирующими нитрозными газами перед поступлением их в рекуператор, где воздух вместе с нитрозными газами нагревают до 540 — 580 С и подают в турбину 4.

Таким образом осуществляется рекуперация энергии, затраченной на сжатие дополнительного воздуха.

Хвостовые газы, предварительно подогретые в подогревателе 6 до 540 †5 С, смешивают с водородсодержащим газом.

Образовавшаяся смесь поступает в реактор

14, в котором на катализаторе происходит восстановление окислов азота до элементарного азота и повышение температуры хвостовых газов до 720 — 760=С. Очищенные хвостовые газы с указанной температурой поступают в турбину 12 высокого давления, где расширяются до атмосферного давления.

Формула изобретения

1. Способ получения азотной кислоты путем окисления аммиака, охлаждения нитрозпых газов, расширения их с превращением тепловой энергии в механическую, сжатия и абсорбции нитрозных газов водой с последующей рекуперацией энергии хвостовых газов, о тл и ч а ющийся тем, что, с целью увеличения степени превращения тепловой энергии в механическую и возможности регулирования содержания кислорода в хвостовых газах, горячие нитрозные газы перед расширением смешивают с цирк пирующими нитрозными газами.

2. Способ ло и. 1, отличающийся гем, пТо цирку.щрующие нитрозные газы пр«, варптсльно подогревают до 500 — 600 С, 649650

Составитель Г, Леонтьева

Редактор Е. Месропова

Техред Н. Строганова

Корректоры: Л. Котова н Т, Добровольская

Заказ 77(7 Изд, № 207 Тираж 590 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, нр. Снпснопа, 2

2. Способ по пп. 1 и 2, отличающийс я тем, что горячие нитрозные газы после расширения направляют частично для поI

7

1 (1 догрева циркулирующих газов, а частично —,>.тя подогрева хвостовых газов,