Способ окисления аммиака

 

Изобретение относится к производству азотной кислоты и позволяет увеличить степень окисления аммиака до оксида азота II. Способ окисления аммиака осуществляют путем смешения аммиака с воздухом и контактирования полученной аммиачно-воздушной смеси на двухслойном катализаторе. При этом после первого слоя катализатора в аммиачно-воздушную смесь подают дополнительный воздух до достижения соотношения кислород воздуха: аммиак 0,022 0,66. 5 табл.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к производству азотной кислоты. Цель изобретения увеличение степени окисления аммиака до оксида азота II. П р и м е р. Способ окисления аммиака осуществляли на контактном аппарате высотой 300 мм и диаметром 25 мм под атмосферным давлением, используя аммиачно-воздушную смесь (АВС) промышленного агрегата. Катализатор, состоящий из трех платиновых сеток, был разделен на два слоя по ходу аммиачно-воздушной смеси (первый слой одна сетка, второй слой 2 сетки). На сетки подают 5 л/мин АВС, которая содержит 10,1% аммиака. Во время проведения процесса изменяли температуру и соотношение катализатора в первом и втором слое. Начальная температура на сетке составляла 600^оС. В табл.1 приведены данные роста степени конверсии в зависимости от подачи добавочного воздуха. Как видно из данных табл.1, степень конверсии увеличивается на 2,5% Данные об изменении степени конверсии в зависимости от количества катализатора в I и II ступенях при постоянной температуре под сетками 60^оС, концентрации NH₃ в АВС 10,66% и расходе АВС-5 л/мин приведены в табл.2. Как видно из данных табл.2, эффект увеличения конверсии происходит при любых количественных соотношениях катализатора в первом и втором слоях. Однако наиболее сильно он проявляется при разделении количества катализатора между первым и вторым слоями в соотношении 1:2 при трех сетках или когда в первый слой ставят как минимуму 1 сетку. В табл.3 приведены данные, характеризующие влияние количества добавочного воздуха на процент конверсии аммиака при сохранении постоянной температуры под катализаторными сетками. Постоянная температура поддерживалась за счет повышения температуры АВС. Изменение конверсии аммиака от количества добавочного воздуха при постоянной температуре 600^оС под сетками, в АВС-10,66% и расходе АВС=5 л/мин. Из данных табл.3 видно, что, с увеличением количества добавочного воздуха до 0,7-1,0 л/мин конверсия растет, а при дальнейшем увеличении рост конверсии остается практически постоянным. Оптимальное количество добавочного воздуха составляет 0,15-1,5 л/мин, что обеспечивает соотношение воздуха и аммиака 0,022-0,66. При подаче добавочного воздуха в количестве, обеспечивающем соотношение О₂/NH₃ менее 0,022, рост конверсии незначителен, а подача воздуха, при которой соотношение О₂/NH₃ более 0,66, нецелесообразна из экономических соображений, так как в промышленных агрегатах это приводит к непроизводительному расходу воздуха и его нерациональной переработке. В табл. 4 и 5 показано влияние места ввода добавочного воздуха, а именно между слоями катализатора в исходную аммиачно-воздушную смесь на увеличение степени окисления аммиака до оксида азота II. Данные опытов подтверждают, что изменение соотношения О₂:NH₃ в области, в которой работают промышленные агрегаты, незначительно меняет степень конверсии и поэтому ввод добавочного воздуха в АВС катализатором малоэффективен. Данные таблиц показывают, что место ввода добавочного воздуха существенно влияет на результат. Из данных таблиц видно, что повышение степени конверсии при подаче воздуха между слоями достигается при более низкой температуре под сетками, что положительно сказывается на работе технологического оборудования и позволяет уменьшить потери платинового катализатора.

Формула изобретения

СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА путем смешения аммиака с воздухом и контактирования полученной аммиачно-воздушной смеси на двухслойном катализаторе, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени окисления аммиака до оксида азота II, после первого слоя катализатора в аммиачно-воздушную смесь подают дополнительный воздух до достижения соотношения кислород воздуха аммиак 0,022 0,66.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2