Спосіб одержання азотної кислоти

1 Спосіб одержання азотної кислоти каталітичним окисненням аміаку з утворенням нітрозного газу, його окисненням та наступною абсорбцією оксидів азоту в циркуляційному контурі, який відрізняється тим, що зменшення КІЛЬКОСТІ інертних компонентів в системі окиснення аміаку проводять 95-99%-ним киснем, процес кислотоутворення проводять в дві стадії на 70-80% в зрошувальному холод ильнику-конденсаторі, решта - в хемосорбері 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що співвідношення кисню до аміаку дорівнює 8-10 1 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що КІЛЬКІСТЬ продувальних газів складає 8-10% об Запропонований винахід відноситься до способу одержання 50 - 70%-ноі азотної кислоти з нітрозних газів ВІДОМІ способи одержання азотної кислоти окисненням аміаку киснем повітря мають три основні стадії каталітичне окиснення аміаку до оксиду азоту, окиснення його в диоксид та тетроксид і розчинення їх у воді або в азотній кислоті низької концентрації [1] Недоліком відомих способів є підвищені витрати енергії внаслідок того, що по системі проходить до 70% азоту, який не бере участі в жодній стадії одержання азотної кислоти Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб одержання азотної кислоти з використанням мому способі одержання азотної кислоти окисненням аміаку повітрям, збагаченим киснем, з наступним окисненням утвореного нітрозного газу та абсорбцією оксидів азоту передбачені наступні ВІДМІНИ окиснення проводять 95 - 99%-ним киснем з наступним направленням непоглиненого кисню, що міститься в продувочних газах, до інших технологічних процесів, процес кислотоутворення проводять на 70 - 80% в зрошувальному холодильнику-конденсаторі, решта нітрозного газу поглинається в санітарному абсорбері При цьому відношення кисню до аміаку в реакторі окиснення аміаку дорівнює 8 - 10 1 та КІЛЬКІСТЬ продувочних газів складає 8 -10% об кисню в КІЛЬКОСТІ ЗО - 50% об з розбавленням амі ачно-кисневої суміші рециркулюючими відпрацьованими газами після водної абсорбції оксидів азоту [2] В порівнянні з описаними вище способами вказаний спосіб дозволяє зменшити КІЛЬКІСТЬ азоту в системі, збільшити ступінь перебігу реакції окиснення NO до NO2 та ступінь абсорбції оксидів азоту та ВІДПОВІДНО зменшити питомі витрати аміаку на тонну азотної кислоти Недоліками цього способу є підвищені витрати енергії внаслідок циркуляції в системі до 50% азоту, значна КІЛЬКІСТЬ ПИТОМИХ ВИКИДІВ В атмосферу 1200M3/THNO3 Метою даного винаходу є зниження енерговитрат шляхом зменшення КІЛЬКОСТІ азоту в рециклі Поставлена мета досягається тим, що у відо Принципова відміна запропонованого способу одержання азотної кислоти полягає в тому, що застосування чистого кисню забезпечує одержання високої окисненості нітрозного газу, а сполучення цієї окисненості та розділення процесу кислотоутворення на дві стадії у зрошувальному холодильнику-конденсаторі та санітарному абсорбері привело до неочікуваного результату - дозволило максимально приглушити реакцію розкиснення азотної кислоти в процесі и утворення, збільшити концентрацію продукційної кислоти до 60 - 63%, значно зменшити об'єми реакційних апаратів і енерговитрати На фігурі представлена принципова схема здійснення запропонованого способу одержання азотної кислоти Технологія цього способу полягає в наступному Нітрозний газ, одержаний каталіти (О о ю 52064 ється до вибільної колони (7) Нітрозні гази з вмісчним окисненням аміаку чистим киснем у реакторі том оксидів азоту 2000м /год та температурою (1) під тиском, проходить котел-утилізатор, де 50°С надходять до санітарного абсорбера (6), куди охолоджується до температури 100 - 110°С, та 3 подається 3600м /год води Кислота в КІЛЬКОСТІ надходить у зрошувальний холодильник5т/год направляється до вибільної колони, після конденсатор (5), де на 70 - 80% утворюється 60 чого з концентрацією 60 - 63% подається на склад 63%-на азотна кислота, що надходить до вибільготової продукції Залишковий газ у КІЛЬКОСТІ ної колони (7) Нітрозний газ, що не прореагував, 3 3 424000м /год з вмістом О2 - 41800м /год, NO X подається до хемосорбера (6), де поглинається до 3 3 3 2м /год, НгО - 400м /год, N2 - 200м /год проходить концентрації 50 - бОррт, а кисень, що не прореа3 віддувку в КІЛЬКОСТІ 6000м /год та повертається до гував, та частина інертів підігріваються в холодиреактора окиснення аміаку (1) Перед компресольниках (5) та (4) Попередньо після абсорбера ром (10) до рециркуляційного газу подають видаляють інертні гази в КІЛЬКОСТІ 8 - 10% об Піді3 18000м /год свіжого кисню гріті гази, що не прореагували, при необхідності проходять реактор селективної очистки (8) від заРезультати експериментальної перевірки залишків оксидів азоту та надходять до газової турпропонованого способу одержання азотної кислобіни (9), після чого змішуються з киснем у змішути наведені в таблиці вачі (3), стискаються в компресорі (10) та Як видно з наведених даних, підвищення стунадходять до реактора окиснення аміаку (1) Азопеня окисненості нітрозного газу та розділення тна кислота з абсорбера (6) також надходить до процесу кислотоутворення на дві стадії у зрошувибільної колони (7) та на склад готової продукції вальному холодильнику-конденсаторі та санітарному абсорбері дозволило одержати кислоту конСпосіб було випробувано в лабораторних центрації 60 - 63%, зменшити вміст NOx у умовах вихлопних газах до санітарних норм, що дорівнюАміак в КІЛЬКОСТІ 6000м3/год при температурі ють 0,005 - 0,006% об , та зменшити КІЛЬКІСТЬ ВИ100°С під тиском 0,7МПа змішували з киснем в ХЛОПНИХ газів в 4 - 5 рази При цьому зменшуються КІЛЬКОСТІ 54000м3/год при температурі 296°С та об'єми апаратів і енерговитрати направляли до реактора каталітичного окиснення аміаку (1) Нітрозні гази в КІЛЬКОСТІ 61500М 3 /ГОД З Продувочні гази, що містять 95% кисню та 5% температурою 180°С надходять до холодильника азоту, направляються на виробництво ацетилену, (4), де охолоджуються до температури 110°С та пдроксиламінсульфату Все це привело до ствонадходять до зрошувального холодильникарення нової безвідходної технології азотної кислоконденсатора (5) куди подається близько ти з одержанням продукту високої якості 1800м3/год води Кислота в КІЛЬКОСТІ 10Т/ГОД подаТаблиця Результати досліджень запропонованого способу Технологічні параметри Вміст КИСНЮ В аміачно-кисневій суміші, % об Окисненість нітрозного газу в зрошувальному холодильнику-конденсаторі, % об Окисненість нітрозного газу в хемосорбері, % об КІЛЬКІСТЬ КИСЛОТИ, ЩО одержують в зрошувальному холодильнику-конденсаторі, т/год КІЛЬКІСТЬ КИСЛОТИ, ЩО одержують в хемосорбері, т/год Концентрація азотної кислоти продукційної, % КІЛЬКІСТЬ продувочних газів, м^/год Питомий вихід газів, м^л" Вміст NOX ПІСЛЯ абсорберу, % об пор № досліду 2 3 88 88 4 88 5 88 80 98 98 98 98 84 98 98 98 98 10,5 12 8 13 15 56 ** 1200 0,12 4,5 63 6000 400 0,006 3 63 4800 320 0,005 8 63 6200 410 0,006 2 63 5000 330 0,005 1* 18,8 *1 - прототип **КІЛЬКІСТЬ вихлопних газів - 42500м3/год Література 1 Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности / под ред В М Олевского — М Химия, 1985 —510 с 2 Ферд МЛ Некоторые технические и эконо мические аспекты повышения экологической чистоты производства неконцентрированной азотной кислоты за счет применения кислорода // Хим пром —1991 — № 1 0 — с 17-24 (Прототип) 52064 Аміак Вода Вода Шлюзний газ і г ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 У кислота