Способ концентрирования азотной кислоты

 

, 1 !о„ .и"»

0 ИЙ .Р8 Я 36396

ltd., О

АВТОРСКОЕ СВНДсТЕЛЬСТВЗ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа концентрирования азотной кислоты.

К автсрскому свидетельству А. В. Тихонова, заявленному

11 октября 1932 года (спр. о перв. № 116958).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 мая 1934 года.

{39) Предлагаемый способ имеет целью получение концентрированной азотной кислоты посредством многоступенчатой дестилляции в присутсвии серной кис- лоты, ввод и вывод которой производится в нескольких пунктах колонны (по числу производимых дестилляций).

Слабая гзэтная кислота, представляюшая нормальный продукт абсорбции нитрозных газов, имеет ограниченное применение; к тому же ее транспортировка не рентабельна. Поэтому, получение в азотной промышленности концентрированной азотной кислоты, необходимой для многих современных производств, принимает все большие размеры. На черезвычайную важность этого вопроса указывает то обстоятельство, что в последнее время появилось множество- патентов на способы получения концентрированной азотной кислоты. Единственным наиболее распространенным методом до сих пор является способ . концентрирования слабой азотной кислотой путем дестилляции в присутствии серной кислоты, как водоотнимающего средства.

Из числа патентов на способы получения концентрированной азотной кислоты, появившихся в последние годы, до сих пор ни один не может конкурировать с вышеуказанным методом, несмотря на его недостатки, главный из которых заключается в том, что для концентрирования слабой HN0 приходится применять большие количества серной кислоты в виде купоросного масла, а отходящую из концентрационных установок слабую серную кислоту концентрировать на специальных установках, что является черезвыча" íî дорогой побочной операцие .

Новый способ состоит в том, что при концентрировании азотной кислоты посредством многоступенчатой дестилляции вводят отдельными порциями сер. ную кислоту на нескольких ступенях дестилляции, причем указанные количества (порции) серной кислоты отводят с тех же ступеней, куда они были введены, без смешивания с порциями, вводимыми на предыдущие и последующие ступени. Таким образом, смешивание серной и азотной кислот и дестилляция этой смеси производится в несколько приемов. Благодаря этому удается концентрировать азотную кислоту, применяя небольшие количества серной кислоты, и, что особенно важно, для концентрирования можно употреблять не только купоросное масло, но и слабую серную кислоту, например, гловерную и даже камерную. Отходящая после процесса серная кислота менее концентрирована, чем при существующем способе;:.

Теория предлагаемого процесса вытекает из свойств смесей серной и азотной кислот.

Теоретический расчет концентрации азотной кислоты можно произвести, пользуясь кривыми на приводимой ниже диаграмме.

Пример 1. Расчет концентрирования по существующему способу (в один прием).

Для смеси (см. таблицу), являющейся современной за водской смесью, количсство HNO в парах над кипящей смесью составляет 96% (см. диаграмму}.

Количество же расходуемой серной кислоты совпадает с получающимся на практике и составляет 4,5 части на

1 часть НИОц.

Пример 2. Концентрирование по предлагаемому методу с начальными кислотами такого же состава в два приема.

Первичная смесь содержит 1 часть слабой HNO, и 1,8 части купоросного масла (см. таблицу — смесь ll). Данная смесь выделяет при дестилляции 87%ную азотную кислоты (см. диаграмму).

Выделяющаяся 87%-ная азотная кислота смешивается со второй порцией купоросного масла в отношении 0,5.

Полученная смесь, вторичная, выделяет при дестилляции 98%-ную азотную кислоту. Общее количество затраченного купоросного масла составляет 1,29 на единицу слабой азотной кислоты, т. е. в 2 раза менее, чем при существующем способе (ср. смеси 1 и il), При дестилляции этой же смеси (11) в один прием получается только 93%

HN0.„.

Необходимо указать, что при увеличении количества дестилляций количество потребной серной кислоты еще более снижается.

При концентрации отработанной слабой серной кислоты, применяемой для дестилляции смеси 11, тепла расходуется ча 13 tо менее, чем от смеси 1, вследтвие того, что на дегидратацию более слабой серной кислоты тепла требуется с меньше при одинаковом количестве испаряемой воды.

Расход пара на дестилляцию тоже снижается вследствие уменьшения количества серной кислоты, а, следовательно, и уменьшения необходимого для ее испарения тепла.

Пример 3. Расчет концентрирова. ния азотной кислоты такого же г остава что и в предыдущих расчетах, с помощью гловерной 78%-ной кислоты в два приема.

Первичная смесь (смесь lilj, составленная из 1 части слабой НМО, и 1 части гловерной кислоты, дает при дестилляци и 83 !О-н ую HN d,. Вторичная смесь (смесь Ш), полученная смешением паров

83",о-ной HNO с другой порцией гловерной кислоты, выделяет при кипении

98 /О-ную азотную кислоту.

Общее количество затраченной гловерной кислоты составляет 1,6 части на 1 часть слабой азотной кислоты (ср. смеси 1 и ill).

Интересно отметить, что при дестилляции смеси 111 в один прием получается только 73%-ная HN03.

Таким образом, даже при концентрировании гловерной кислотой предлагаемый способ концентрирования позволяет снизить расход серной кислоты.

Отходящая после концентрирования слабая серная кислота в этом случае может концентрироваться не только на специальных усгановках (при этом тепла будет расходоваться на 30 Уо меньше, чем расходуется сейчас), но и в башнях сернокислотных установок, вследствие чего может совершенно отпасть побочная дорогая операция концентрирования отработанной серной кислоты.

Следовательно, данный способ концентрирования азотной кислоты позволяет совершенно освободиться ог специальных концентрационных установок для серной кислоты путем комбинирования работы сернокислотных башен и концентрационной колонны там, где это возможно.

Слабая серная кислота будет подаваться на башни для укрепления и вновь возвращаться в колонну в виде гловерной кислоты.

Применение предлагаемого принципа позволяет даже с помощью камерной кислсггы получить 9бо/о-ную азотную кислоту (см. таблицу — смесь IV). При этом серной кислоты (считая на моногидрат) расходуется столько же, сколько расходуется при концентрации в один прием с помощью купоросного масла.

Полученная экономия в топливе при концентрировании слабой серной кислоты до первоначальной концентрации в 6 6 достигает 28глт, вгл дствие того, что при равном количес-.в испаряемой воды из состава серной кислоты на дегидратацию более слабой кислоты тепла затрачивается меньше. ф Концецтра-, ция исх >n-

Состав смеси кислот в %%

Отношение исходных кислот

НРО4

HNO, Концентрация отходящей Нз604 в О/9% ных кислот в /

:ф

О

Я

Ю ч

Нф04

НЮ, Н11О, на804

НСО

20

76,0

67

4,50

2,.55

87

28,5

12,3

46,5

31,0

68,4

730,.

1,0

0,.5

1,80

0,55

129

2,20 результат

26,0 39

19,5 39

57,0

67,0

83

1,56

0.94

Конечный р зультат

1,6

2,50

1V 2

67

67

50 17

65 33

80 40

39 44

34 34 .

26 34

2,68

1,00

0,83

59,4

57,0

5Г,О

Конечный результат

4,50

3,4 ной кислоты отводят с тех же ступеней, на которые они введены, без смешивания с порцияж, вводимыми на предыдущие и последующие ступени.

2, При осуществлении сг особа, означенного в и. 1, применяют серную кислоту более слабой концентрации, чем купоросное масло, например, гловерную или камерную.

1. Способ концентрирования азотной кислоты путем многоступенчатой дестилляции в присутствии серной кислоты с подводом последней отдельными порциями на нескольких ступенях, отличаю. щийся тем, что указанные порции сер50 15

50 j 25

87 38

Конечный ц 1 78 50 1 25,0

2 78 83 1 41,5

Предмет изобретения.

Отношение исходных кислот (100%-ных)

1 13 О4

HNOs

HN0.„ в парах при кипении смеси в %%

СВ11ДЕтЕЛЬСтаУ A. »;. ХИХСНСВа At 36396

Пюцинтнсе солеояяние НИ0 S

/7яРяк лРН (Очке ки"7еиис Ряэлн юыл смесейяьо1нои и. сгнои кислоты ee

a М

УР

1 f ч Я

? ъ Ъ с Я о о р

Я р сц в сф У Ф д ю

IР ЫЗЮ 40 Я Ы 7о 80

Ото Я3 (жтв. н Hzzt>) йасин рт И. Я. Гр авов

Редактор Ю. Л. Вакрамеев

Таit. „!1р акоаи1 аф". Тамбоаскза, 12. ак. 4717