Способ получения азотной кислоты

О П И С А Н И Е 01)649650ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень Ме 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 153) УДК 661.556.2(088 8) по делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ 1(ИСЛОТЫ Изобретение относится к производству азотной кислоты из аммиака под тремя ступенями давлений.Известны способы получения азотной кислоты путем окисления аммиака, охлаждения нитрозных газов, расширения пх с превращением тепловой энергии в механическую, сжатия и абсорбции воздуха и нитрозных газов с последующей реупсрацией их энергии в газовых гурбинах.Известные способы включают в себя следующие стадии: смешение аммиака со сжатым воздухом, каталитическое окисление аммиака, смешение полученных нитрозных газов с дополнительным воздухом, расширение нитрозных газов в турбинс, охлаждение нитрозных газов и последующее их сжатие, абсорбция окислов азота водой с образованием азотной кислоты, рекуперация энергии сжатых хвостовых газов.Предлагаемый способ отличается от известного тем, что, с целью увеличения стспени превращсния тепловой энергии в механическую, повышения степени абсорбции окислов азота, снижения содержания ислорода в выхлопных газах, горячие нпгрозные газы перед расширением смешивают с циркулирующими нитрозпымп гадами. Циркулирующие нитрозныс газы предварительно подогревают до 500 в 6 С.Горячие нитрозные газы после расширения направляют для подогрева циркулиру 5 ющих и хвостовых газов,Предлагаемый способ заключается в следующем.Сжатый до 4 - 10 ати воздух смешиваютс аммиаком, окисляют последний до окиси10 азота, смешивают образовавшиеся нитрозные газы с цирулирующимп горячимипитрозными газами. Смесь нитрозных газов расширяется в турбине низкого давления до 2 - 4 атп, тепло нитрозных газов15 утилизируется в рскуператорс и подогрсвателс хвостовых газов. Далсе производят охлаждение и промывку газов от аммонийных солей в тарельчатом холодильнике, сжатие смеси нитрозных газов до20 4 - 10 ати, возврат циркулирующих газов врекуператор, дожатие основных нитрозныхгазов до 10 - 30 ати и выше, абсорбциюокислов азота водой и расширение хвостовых газов в турбиие высокого давления.25 Способ поясняется чертежом.Воздух, пройдя очистку от мсханичесихпримесей, засасывают омпрсссором 1,сжимают до 5,2 атп и направляют по трубопроводу ц снацала на охлаждение он 64965050 дд 00 05 тактного аппарата 2, а затем в смеситель 3. В последний одновременно с воздухом подают и газообразный аммиак, где они образуют смесь, содержащую 9,5 - 11 ОО аммиака. Полученная аммиачно-воздушная смесь поступает в контактный аппарат, где в присутствии платиноидного катализатора при давлении 5 ати и температуре 880 900 С аммиак окисляется с образованием окиси азота и воды. В образовавшиеся нитрозные газы по трубопроводу б подают циркулирующие нитрозные газы, предварительно подогретые до 540 в 5 С, в результате чего температура нитрозных газов понижается с 900 до 700 - 800 С. Далее смесь нитрозных газов под давлением 5 - -5,1 ати поступает в газовую турбину 1 низкоо давления, где происходит расширение газа до 2 - 2,5 ати и превращение значительной части тепла в механическую энергию, за счет чего температура газа снижается до 600 - 620 С,Нитрозные газы по выходе из турбины 4 делятся на два потока. Один из них направляют в рекуператор 5, где за счет тепла нитрозных газов происходит подогрев циркулирующих газов до 540 - 580 С, а другой - в подогреватель хвостовых газов, где нитрозные газы охлаждаются до 200 С, а хвостовые газы нагреваются до 540 - 580 С.Оба потока нитрозных газов по выходе из рекуператора 5 и подогревателя 6 объединяются в один поток. 11 оследний поступает в холодильник-промыватель 7, представляющий аппарат с ситчатыми тарелками, на которых расположены охлаждающие змеевики, В холодильнике-промывателе происходит охлаждение нитрозных газов до 40"С, конденсация реакционной воды, образование азотной кислоты и промывка нитрозных газов от аммонийных солей, образовавшихся при проскока.х аммиака через катализаторные сетки. Охлажденные и осушенные нитрозные газы поступают в двухступенчатый нитрозный компрессор 8. В первой ступени этого компрессора газы сжимают до 5 - 5,2 ати. По выходе из первой ступени компрессора нитрозные газы снова делят на два потока: один из них направляют на циркуляцию через рекуператор 5, а второй после охлаждения) - во вторую ступень компрессора, где его дожимают до 15 - 20 ати и с этим давлением подают в холодильник- конденсатор 9 для охлаждениядо 40 - 45 С. При этом одноврсменно с охлаждением газа происходит конденсация остатков паров воды и образование азотной кислоты,Охлажденные нитрозные газы по выходе из холодильника-конденсатора 9 вмссте с образовавшеися азотной кислотой поступают в нижнюю часть абсорбциопной колонны 10 с ситчатыми тарелками. 11 а верх 5 10 15 20 95 30 35 40 45 колонны подают конденсат водяного пара, который, взаимодействуя с окислами азота, образует на выходе из колонны азотную кислоту с концентрацией 60 - 70%.В колонну 10 на соответствующую та. рслку подают насосом 11 кислый конденсат, образовавшийся в холодильнике-про. мьвателс 7. Выходягцис нз аосорбционной колонны хволовыс газы с температурой 2530 С поступают в подогреватель 6, в котором за счет тепла нитрозных газов их подогревают до 540 - 580 С, после чего подают в газовую турбину 12 высокого давления, где расширяются до атмосферного давления.Полученная 60 - 70%-ная азотная кислота пз колонны 10 поступает в продувочную колонну 13, где сжатым воздухом под давлсписм 2- 2,5 ати происходит отдувка окислов азота, растворснных в кислоте. Отбеленная кислота из колонны 13 выдается в склад, а отдувочные газы поступают в холодильник-промыв атель,Добавочный воздух, необходимый для процесса абсорбции окислов азота, отбирают по трубопроводу в и смешивают с циркулирующими нитрозными газами перед поступлением их в рекуператор, где воздух вместе с нитрозными газами нагревают до 540 - 580 С и подают в турбину 4, Таким образом осуществляется рекуперация энергии, затраченной на сжатие дополнительного воздуха.Хвостовые газы, предварительно подогретые в подогревателе 6 до 540 в 5 С, смешивают с водородсодержащим газом. Образовавшаяся смесь поступает в реактор 14, в котором на катализаторе происходит восстановление окислов азота до элементарного азота и повышение температуры хвостовых газов до 720 - 760 С. Очищенные хвостовые газы с указанной температурой поступают в турбину 12 высокого давления, где расширяются до атмосферного давления. Фор мула из о бр етени я 1. Способ получения азотной кислоты путем окисления аммиака, охлаждения нитрозпых газов, расширения их с превращением тепловой энергии в механическую, сжатия и абсорбции нитрозных газов водой с последующей рекуперацией энергии хвостовых газов, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени превращения тепловой энергии в механическую и возможности регулирования содержания кислорода в хвостовых газах, горячие нитрозные газы перед расширением смешивают с цирюлирующими нитрозными газами.2. Способ ло и. 1, отличающийся гем, что цирку.щрующие нитрозные газы прдварптельно подогревают до 500 в 6 С,649650 Составител нтье рректоры: Л. Котовн Т, Добровольска Техред Н. Строганова д кто ес аз 77 т НПОИад,207 Тираж 590 ударствснного комитета СССР по делам иаобре 115035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д 4снос н открытии графин, нр. Гапсноаа оЭ, Си особ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что горячие нитрозные газы после расширения направляют частично для по. догрева циркулирующих газов, а частич.но - для подогрева хвостовых газов,