Способ получения азотной кислоты

 

(() 526593

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик . (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.01.73 (21) 1871117/26 (51) М. Кл. -С 01В 21/40 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень _#_ 32

Дата опубликования описания 29,09.76 (53) УДК 661.566.6 (088.8),--":Т„-, -, Л. И. Черномордик, М. И. Темкин, И. В. Петр йод-СФколов;-=..

В. М. Олевский, Л. О. Апельбаум, Р. В. ГерасимовА А Хоменко,,.

Ф. С. Шуб, А. П, Штых, А. Il. Тараненко, H. И. Лым

В. М. Гурьев, В. П. Бабанов, Л. А. Малышев, П. И. Басманов, С. И. Попов и А. А. Ревин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕН ИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к способу получения азотной кислоты путем окисления аммиачновоздушной смеси на катализаторе под давлением.

Известны способы получения азотной кислоты путем каталитического окисления аммиака на катализаторе: как платиноидном, так и на окисном. Сжатый воздух смешивают с необходимым количеством аммиака (порядка

10 об. % ) и направляют в контактный àïïàрат. Однако применяемые катализаторы для окисления аммиака чувствительны к действию определенных как органических, так и неорганических соединений, содержащихся в воздухе, например сернистый газ, сероводород, ацетилен, фосфористый водород (1).

Установлено, что при концентрации сернистых соединений в исходной аммиачно-воздушной смеси, равной 0,1 мг/м, степень превращения аммиака в окись азота падает на 3—

5%, а при содержании сернистых соединений

1 мг/мз — на 9 — 11%.

В известных способах воздух до смешения с аммиаком подвергают очистке в тканевых фильтрах типа шинельного сукна и промывают водой. После этого воздух сжимают в компрессоре и направляют в технологический процесс (2).

Известен способ получения азотной кислоты путем окисления аммиачно-воздушной смеси под давлением на платиноидном катализаторе, окисления и охлаждения полученных окислов азота, абсорбции полученного нитрозного газа в абсорбционной колонне, состоя5 щий в том, что аммиак в технологический процесс вводят перед контактным аппаратом и смешивают с воздухом, сжатым в многоступенчатом компрессоре под давлением 8—

10 ата. Принятая в известном способе полу10 чения азотной кислоты очистка воздуха перед смешиванием с аммиаком на тканевых н керамических фильтрах не позволяет иметь конверсию аммиака выше 92 — 93% (3).

Повысить степень конверсии аммиака мож15 но только с помощью очистки воздуха от катализаторных ядов, которые присутствуют в виде аэрозолей.

С целью снижения содержания каталитических ядов в воздухе и повышения степени

20 конверсии аммиака по предлагаемому способу на смешение с воздухом под давлением 1—

5 кг/см - перед промежуточным охлаждением водой подают 0,1 — 10% газообразного аммиака от общего количества, полученную смесь

25 охлаждают до температуры 20 — 60 С, сжимают до давления 7 — 25 кг/см-, смешивают с остальным количеством аммиака и направляют на окисление.

Для потока аммиака, под давлением 1

30 5 кг/см вводимого, например, между ступе526593

55 нями воздушного компрессора в аппарат прямого контакта воздуха с водой можно использовать аммиак, испаренный за счет его расширения после непрерывной продувки установки испарения аммиака. Аммиак, растворенный в воде, при взаимодействии с воздухом взаимодействует с сернистыми соединениями и связывает их в безвредные соединения. Для повышения эффективности очистки воздуха от сероводорода в воду добавляют измельченный активированный уголь, который в присутствии аммиака действует каталитически и окисляет сероводород кислородом воздуха, и (или) соединения цинка, которые связывают сероводород химически. Избыток нерастворившегося аммиака вместе с воздухом поступает на вторую ступень компрессора и затем в смеситель воздуха с аммиаком, который установлен перед контактным аппаратом.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом, где показан один из возможных вариантов его осуществления на основе промышленной установки, работающей под давлением

7,3 ата.

Воздух, необходимый для технологического процесса, подают по трубопроводу 1, затем его фильтруют в фильтре 2 и подают на первую ступень воздушного компрессора 3, в котором его сжимают до давления 3 — 3,5 ата.

В результате сжатия воздух нагревается до температуры 170 — 180 С, после чего воздух подают в барботажный холодильник 4, где

его охлаждают и очищают. Поток аммиака в количестве 0,1 — 10 /ю от общего количества под давлением 5 кг/см подают в процессе на любой из участков до барботажного холодильника непосредственно в воздух или воду.

На тарелках барботажного холодильника 4 за счет непосредственного контакта между газовым потоком и водой температуру воздуха снижают до температуры 30 — 35 С. Здесь же проводят процесс очистки воздуха от сернистых соединений и от механических примесей.

Для условий, например, Череповецкого азотно-тукового завода содержание каталитических ядов в воздухе колеблется в пределах: содержание сернистого газа от 0,10 до 14,2мг/м, содержание сероводорода от 0,07 до 0,4 мг/м .

После барботажного холодильника содержание примесей снижается на 85 — 95 по сравнению с контрольным агрегатом производства азотной кислоты, где используется обычная очистка. Очищенный в фильтре 5 воздух направляют на вторую ступень воздушного компрессора 6, где снижают до давления

7,3 кг/см . Сжатый воздух подают в смеситель 7, куда вводят остальной аммиак по линии 8 из установки испарения аммиака 9, 5

4 которая снабжена расширителем 10 и хранилищем кубового остатка 11. Полученную аммиачно-воздушную смесь подают в контактный аппарат 12 окисления аммиака.

Из контактного аппарата 12 нитрозные газы направляют в утилизационное устройство

13, где используют тепло химических реакций.

Затем нитрозные газы направляют в холодильник 14, где их охлаждают до температуры 30 — 50 С и подают в низ абсорбционной колонны 15. Выхлопные газы из абсорбционной колонны направляют на каталитическую очистку в установку 16, где окислы азота восстанавливают до элементарного азота. Горячие выхлопные газы, пройдя рекуперационную турбину 17 и установку рекуперации тепла 18, выбрасывают в атмосферу.

В результате испытаний установлено, что степень конверсии аммиака повышается на

1,5 — 2 /ю, а степень очистки от каталитических ядов сернистого газа и сероводорода составляет 95ю/ю.

Испытание предлагаемого способа с применением неплатинового катализатора типа окись-закись кобальта проводят под атмосферным давлением в барботажном холодильнике, куда подают 900 м /час воздуха и воду для контакта с воздухом. Для придания воде, которая находится в барботажном воздухоохладителе, щелочной реакции, в нее добавляют 30 мг аммиака на 1 м воздуха. В этот поглотительный раствор добавляют активированный уголь, который увеличивает эффективность очистки. Температура суспензии составляет 30 — 40 С. После очистки воздух смешивают с аммиаком 100 м /час и направляют на катализатор. Степень конверсии составляет

96 — 97 ю/ю

Формула изобретения

Способ получения азотной кислоты путем очистки воздуха от механических примесей, сжатия его в многоступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением водой, смешения газообразного аммиака с воздухом, окисления полученной смеси на катализаторе, абсорбции полученных окислов азота водой, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания каталитических ядов в воздухе и повышения степени конверсии аммиака, на смешение с воздухом под давлением 1

5 кг/см перед промежуточным охлаждением водой подают 1 — 10ю/ю газообразного аммиака от общего количества, полученную смесь охлаждают до температуры 20 — 60 С, сжимают до давления 7 — 25 кг/см, смешивают с остальным количеством аммиака и направляют на окисление.

52G593

Составитель Г. Леонтьева

Техред М. Семенов

Корректоры: А. Николаева и В. Дод

Редактор T. Никольская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2126/4 Изд. № 1679 Тираж 630 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., и. 4/5