Способ получения азотной кислоты

Союз СоветскихСоциалистических Республик .(51) Л. Кл.-С 01 В 21/40 Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 661.566,6(088.8) по делам изобретений и открытий Р 9-Соколов.".,"ой,А АИ. Лым(71) Заявител СОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЬ(54) Изо азотно возду нием. азотнои кисловоздушной смеетение относится к способу получения кислоты путем окисления аммиачноой смеси на катализаторе под давлеИзвестны 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 аппарат, 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 11.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/м - 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 12,Известен способ полученияты путем окисления аммиачноси под давлением на платиноидном катализаторе, окисления и охлаждения полученных окислов азота, абсорбции полученного нитрозного газа в абсорбционной колонне, состоя щий в том, что аммиак в технологическийпроцесс вводят перед контактным аппаратом и смешивают с воздухом, сжатым в многоступенчатом компрессоре под давлением 8 - 10 ата. Принятая в известном способе получения азотной кислоты очистка воздуха перед смешиванием с аммиаком на тканевых и керамических фильтрах не позволяет иметь конверсию аммиака выше 92 - 93% 3.Повысить степень конверсии аммиака мож 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 0 конверсии аммиака по предлагаемому способуна смешение с воздухом под давлением 1 - 5 кг/см- перед промежуточным охлаждением водой подают 0,1 - 10% газообразного аммиака от общего количества, полученную смесь 5 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 40 45 50 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 в 1 С, после чего воздух подают в барботажный холодильник 4, где его охлаждают и очищают. Поток аммиака в количестве 0,1 - 10/о 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 14,2 мг/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 смеси- тель 7, куда вводят остальной аммиак по линии 8 из установки испарения аммиака 9,5 10 15 20 25 30 35 4которая 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%, а степень очистки от каталитических ядов сернистого газа и сероводорода составляет 95/о.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 о/о 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 - 1 Оо/о 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.526593 Николаев и В,До корректоры одп испо ппографпя, пр. Сапунова, 2 Составитель Г. Леонтьедактор Т. Никольская Техред М. Семенов аз 2126/4 Изд. Же 1679 Тираж Цг 1 ИИПИ Государственного комитета Совета по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб.