Способ получения азотной кислоты повышенной концентрации
370!7!
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Ссветсних
Социалистинесних
Республин
Зависимое от авт. свидетельства №
М. Кл. С 01b 21/40
Заявлено 2З.XI.1970 (¹ 1494544/23-26) с присоединением заявки ¹ 1494546/23-26
Приоритет
Опубликовано 15ЛI.1973. Бюллетень ¹ 11
Дата опубликования описания 27.IV.1973
Комитет по делам изобретений и отнрытий при Совете Министров
СССР
УДК 661.56 (088.8) б ° -. .,> т,-А. В. Баранов, A. И. Нестеренко, Н. М. Вдовин, В. Л. Погребная, В. А. Ларин, В. И. Иванов, П, И. Безъязычный, А. П. Усов и Ф. Г. Солоненко
Авторы изобретения
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ
IIOBblmEHHOA КОНЦЕНТРАЦИИ
Известен способ получения азотной кислоты концентрацией 65 — 70% из нитродных газов, полученных окислением аммиачно-воздушной смеси, доокпслением их до степени окисления
95 — 99 t»t абсорбции.
Однако для проведения этого способа необходимо устанавливать большие реакционные объемы абсорбции, что приводит к повышению себестоимости кислоты.
С целью интенсификации процесса предложен способ получения 75 — 80% азотной кислоты, заключающийся в том, что нитрозные газы с температурой 170 — 180 С окисляют азотной кислотой с одновременной конденсацией реакционной воды и повышением начального содержания окислов азота на входе в абсорбционную часть колонны, снижают степень кислот абсорбции до 80 — 85%, хвостовые газы с содержанием 2 — 3% окислов азота поглощают кислой суспензией пятиокиси ванадия, и выделенную двуокись азота используют для закрепления продукционной азотной кислоты.
На фиг, 1 изображена технологическая схема для осуществления предложенного способа.
Нитрозные газы после теплообменных котлов при температуре 170 С поступают в окислитель-конденсатор 1, где происходит конденсация реакционной воды п окисление окиси азота кислородом, содержащимся в нптрозных газах, п конденсатом азотной кислотой, образовавшимся в окпслптеле-конденсаторе
2, концентрацией 60 — 65%. Затем нптрозпые
5 газы с температурой 30 С поступают в турбокомпрессор 8, где сжимаются до рабочего давления (3,5 — 4 ат). Конденсат пз аппарата
1 с содержанием 3 — 5% НКО, поступает на орошение абсорбционной колонны 4.
10 Сжатые нптрозные газы проходят окислитель 5, подогреватель хвостовых газов б п поступают в окислитель-конденсатор 2, где образуется конденсат с содержанием 65 — 60%
HNO>, который используется в аппарате 1.
15 Нитрозные газы в аппарате 2 окпсляются практически полностью п поступают в абсорбционную колонну 4. Концентрация нптрозных газов после аппарата 1 увеличится до 13—
15%, а степень окисления достигает 80 — 90%
20 (протпв 20 — 30%, получаемых известным способом), что значительно улучшает условия работы турбокомпрессора п повышает к.п.д. компрессора. В аппарате перерабатываются окислы азота нитрозных газов в азотную кпс25 лоту и образуется 60 — 65% -ная HNO„-, которая самотеком поступает в продукционную колонку 7, где она закрепляется до 80%.
В абсорбцпонной колонне 4 перерабатывается 85% всех окислов азота, а остаточные
30 газы поступают в промывную колонну 8, где
370171 окислы азота поглощаются растворами метаванадиевой кислоты, а выхлопные газы с содержанием 0,01 — 0,05/p окислов азота выбрасываются в атмосферу.
Отработанные растворы из аппарата 8 поступают в регенератор 9, предварительно нагреваясь в теплообменнике 10.
Регенерацию отработанного раствора осуществляют под давлением 3,5 — 4 ат.
В регенераторе 9 выделяется практически
100 /о-ная двуокись азота, которая поступает в продукционную колонну 7 и поглощается с образованием HI>>O> необходимой концентрации.
Остаточные нитрозные газы после продукционной колонки 7 поступают в абсорбцпонную колонну 4. В продукционной колонне 7 образуется 80 — 75 /о-ная азотная кислота, которая после отбелки охлаждается и направляется на склад.
На фиг. 2 приведена технологическая схема получения азотной кислоты.
Нитрозные газы с температурой 180 — 200 С поступают в окислительно-восстановительную башню 11, которая орошается 60О/О-ной азотной кислотой башни 12 и затем направляется на орошение башни 18. Температура в окислительно-восстановительной башне регулируется плотностью орошения и температурой кислоты, поступающей на орошение. В зависимости от температурного режима, времени контакта газа с жидкостью и концентрации кислоты, поступающей на орошение, устанавливается степень окисления окиси азота нптрозных газов и обогащения их окислами азота. При определенных условиях можно получить степень окисления 92 — 95 /о, и концентрацию окислов азота в нитрозных газах увеличить с 11 /о до 20 — 30 /о. Температура по высоте башни 11 регулируется зонным охла>кдением жидкости и водяными холодиль««ками.
Окислптельно-,восстановительный цикл связывает башню 11, башни 12 и 18 абсорбционного цикла.
Из башни 11 нитрозные газы поступают в башню 14 и проходят башни 15, 12, 1б, 18, в которых окислы азота перерабатываются с образованием азотной кислоты. Кислота аосороционного цикла с концентрацией 65 — 60"-/, поступает в продукционную башню 17. Противоток газа и жидкости, а также высокая r(QH5 центрация окислов азота и практически полная степень их окисления обеспечивают образование 60 — 65 /о-ной азотной кислоты.
Остаточные нитрозные газы с содержанием
2 — Зо/о окислов азота поступали в башню 18
10 цикла промывки, где окислы азота поглощаются кислым раствором Ч О . Отработанные растворы после подогрева в теплообменнике
19 до 90 — 100 С поступают в генератор 20, в котором нитрат ванадия разлагается с обра15 зованием двуокиси азота и пятиокиси ванадия по реакции:
2V (МОз) з+ Н О = VgOg+ 2НХО + 4ХО .
Раствор после регенерации направляется на
20 орошение башни 18, а образовавшаяся 100%ная двуокись азота после охлаждения в газовом холодильнике 21 направляется в башню
17, а остаточные газы отсасываются вентилятором 22 и направляются в башню 14.
25 В продукционной башне 17 образуется 65—
70О/О-ная азотная кислота, которую после отбелки направляют на склад.
30 Предмет изобретения
Способ получения азотной кислоты повышенной концентрации из нитрозных газов, контактного окисления аммиачно-воздушной
35 смеси, окислением их, абсорбцией под атмосферным или повышенным давлением, от,гича>ои>ийся тем, что, с целью интенсификации процесса, окисление нитрозных газов осуществляют азотной кислотой при температуре
40 170 †1 С с одновременной конденсацией реакционной воды и повышением начального содержания окислов азота на входе в абсорбционную часть колонны, снижают степень кислой абсорбции до 80 — 85 /о, хвостовые газы с
45 содержанием 2 — 3 /о окислов азота поглощают кислой суспензией пятиокиси ванадия, и выделенную двуокись азота используют для закрепления продукционной азотной кислоты.