Спосіб отримання монооксиду азоту

Спосіб отримання монооксиду азоту, що включає підігрівання повітряно-аміачної суміші і її подальше контактування з каталізатором в реакторі шляхом пропускання через каталізатор, який відрізняється тим, що перед пропусканням пото ку повітряно-аміачної суміші через каталізатор його закручують навкруги осі подавання цього потоку, при цьому витримують співвідношення Винахід належить до способів отримання монооксиду азоту, який використовується при виробництві азотної кислоти Відомий спосіб отримання монооксиду азоту при виробництві азотної кислоти, який містить в собі нагрівання каталізаторного блоку "мультиніт", складеного з багатошарових плетених каталізаторних дротяних сіток, підігрівання аміаку і спалювання його шляхом пропускання через нагрітий каталізаторний блок [1] Недоліком цього способу є низький вихід монооксиду азоту Відомий також спосіб отримання монооксиду азоту, який містить в собі підігрівання повітряноаміачної суміші та її подальше контактування з каталізатором в реакторі, при цьому підігрівання повітряно-аміачної суміші здійснюють безпосередньо в реакторі у полі, яке створюється струмами Фуко, до 700-750°С [2] Недоліком відомого способу є низький вихід монооксиду азоту і мала тривалість технологічного циклу В основу способу отримання монооксиду азоту поставлена задача шляхом закручування повітряно-аміачної суміші, що подається, забезпечити підвищення виходу монооксиду азоту і збільшити тривалість технологічного циклу без заміни каталізаторного блоку Поставлена задача досягається тим, що у способі отримання монооксиду азоту, який містить в собі підігрівання повітряно-аміачної суміші і її подальше контактування з каталізатором у реакторі шляхом пропускання через каталізатор, новим є те, що перед пропусканням потоку повітряноаміачної суміші через каталізатор його закручують навкруги осі подавання цього потоку, при цьому витримується співвідношення со2г2 = 0.2-1.0. д е і CO- кутова частота обертання газового потоку, с , г - радіус обертання газового потоку, м, а = arctg — Ч кут атаки, градус, Vx, Vy - швидкість газового потоку перпендикулярно і впродовж 2.2 ш t Vy(1-tg2a) його осі ВІДПОВІДНО, м/с = 0,2-1,0, де ш - кутова частота обертання газового потоку, с 1 , г - радіус обертання газового потоку, м, v x a = a r c t g — -кутатаки, градус, Vy Vx, V y - швидкість газового потоку перпендикулярно і впродовж його осі, ВІДПОВІДНО, м/с Суть способу, що пропонується, полягає у слідуючому Для установок високого тиску характерні високі тиски (7-12бар) і швидкості подачі газу (3-8м/с) Внаслідок високих швидкостей подавання газу основна зона реакції переміщується до середини (О о ю 44506 катагпзаторного блоку При існуючому способі 2 2 ш г подавання газу прямоточним методом для досяг< 0,2 При значеннях нення необхідної тривалості технологічного циклу Vy(1-tg 2 a) використовувалась велика КІЛЬКІСТЬ каталітичних платиноро дієвих сіток , а процес окислення відбу2 2 ш г вався нерівномірно по об'єму каталізаторного блоку Це призводило до низького виходу монооксиду азоту вихід монооксиду азоту істотно зменшується, що У способі, що пропонується, перед пропусканможна пояснити слідуючими міркуваннями ням потоку повітряно-аміачної суміші через каталі2 2 затор його закручують навкруги ВІСІ подавання ш г цього потоку Закручування повітряно-аміачної < 0,2 переСПІВВІДНОШеННІ 9 9 суміші здійснюють за допомогою форсунки спеціаVy(1-tg z a) льної конструкції Закручений газовий потік, проважає газовий потік, що рухається поступально, ходячи через каталізаторний блок, забезпечує внаслідок чого не встигає повністю відбутися реавирівнювання температури по об'єму каталізатора кція окислення аміаку і повніше проходження реакції окислення аміаку атмосферним киснем 2 2 ш г При цьому за рахунок рівномірного розподілу При співвідношенні 2 ІСТОТНО V (1-tg 2 a) газу по об'єму каталізаторного блоку зменшується термічний розпад монооксиду азоту збільшується обертання газового потоку і ВІДПОВІДНО час його проходження через каталізатор що призводить до підвищення виходу N0 у заВнаслідок цього збільшується термічний розгальній реакції пад монооксиду азоту Окрім того, рівномірний розподіл газу по 2NO -н. N2 + О2 об'єму каталізаторного блоку дозволяє збільшити що призводить до зменшення виходу NO тривалість циклу без заміни каталізаторного блоПриклад На установці високого тиску (Юбар) ку при температурі каталізаторного блоку "мультиніт" Істотне значення для підвищення виходу мо900-920°С пропускали через каталізатор поперенооксиду азоту має співвідношення потужності дньо закручену повітряно-аміачну суміш Середній газового потоку, що обертається, до потужності вихід монооксиду азоту становив 94,7%, а тривагазового потоку, що рухається поступально лість технологічного циклу- 137 днів Потужність газового потоку, що рухається поДля порівняння проводили процес окислення ступально, визначається формулою аміаку на такій же установці у спосіб-прототип Середній вихід монооксиду азоту становив 91,3%, dm W x y =0,5 rL V y ( 1 - t g a) (1) а тривалість технологічного циклу- 118 днів у y dt В таблиці наведено дані по виходу монооксиду азоту при різних технологічних параметрах процеdm L - масова витрата газу-енергоносія су dt Таблиця v x а = arctg — - кут атаки, vy Vx, Vy - швидкості газового потоку перпендикулярно і впродовж його ВІСІ ВІДПОВІДНО Обертання газового потоку навкруги його ВІСІ призводить до додаткової потужності потоку dm r•г 2 2 W = 0,5 — ш г dt де г - радіус обертання потоку Можна записати співвідношення 22 Wr шг 2 VyVtg ^ Середній вихід N0,% 0,1 91,3 2 0,2 92,0 0,6 94,7 4 (3) 1 3 (2) W. Vy(1-tg 2 a) ху Експериментально встановлено, що найвищий вихід монооксиду азоту досягається при 2 2 ш г = 0,2-1,0 2 Vy(1-tg a) № п/п 22 ш г 1,0 92,2 5 6 (прототип) 1,2 91,4 91,3 Таким чином спосіб, що пропонується, дозволяє істотно (на 0,7-3,4%) підвищити вихід монооксиду азоту і тривалість технологічного циклу (на 19 днів) ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1 ДростЭ, Дюблер Ч MULTINIT®, новая каталитическая сетка В Nitrogen, - 1997, - 225, с 41 5 44506 46 2 Авторське свідоцтво СРСР №16981887 МКИ СО1В21/26, 1989р ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90