Способ получения азотной кислоты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сециалистическнх(22) Заявлено 08.08. 74 (21) 2052774/23-26 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 01 В 21/40 Гоеударстаенный комитет СССР по ямам изобретений н открытийОпубликовано 230881. Бюллетень ЙЯ 31 Дата опубликования описания 23. 08. 81(72) Авторы изобретения Кукс, В.И. Конвисар, А.ф. Бабйков",Атрощенко, Т.И. Печенко и А,В. Шапка1 В.П,В.И. Харьковский ордена Ленина политехиическийинститут им, В.И. Ленина(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к техникеполучения азотной кислоты, применя"емой в различных отраслях промыш.ленности, и в частности для получения удобрений (аюеачной селитры,сложиих удобрений и других).Известен способ получения азотнойкислоты путем окисления аммиака приатмосферном давлении на катализаторе, охлаждения и проьжвки полученныхнитроэных газов кислотой, их сжатияв турбокомпрессоре и последующейадсорбции, состоящий в том, что втурбокомпрессор вводят воду или кислоту для отмывки от аммонийных солей 1 1,Однако этот способ характеризуется недостаточной эффективностью отьывки и снижением качества нитроэногогаза.20Наиболее близким к описываемомуизобретению по технической сущностии достигаемому результату являетсяспособ получения азотной кислоты, основанный на каталитическом окисленииаммиака под атмосферным давлениеми абсорбции образовавшихся окисловазота под давлением 3,5 атм, в котором аммиак и воздух смешиваютв объемном соотношении 1:10, обра- З 0 зовавшуюся аммиачно-воздушную смесь(АВС) подогревают до 100 оС и подают в контактный аппарат. В контактном аппарате на платиноидном катализаторе при 820 ОС происходит окисление аьещака в окись азота. Образовавшиеся нитрозные газы направляют в котел - утилизатор, где температура газов снижается до 170 С и образуется перегретый водяной пар Дальнейшее охлаждение нитрозных газов до 110 Со осуществляют в подогревателе АВС, после которого нитрознье газы подают в газовый холодильник"промыватель. В холодильнике-промывателе тарельчатого тупа происходит конденсация реакционной воды из горячих нитрозных газов, образование 20-30-ной кислоты и отмывка.нитрозных газов этой кислотой от аммонийных солей. После холодильника-промывателя нитрозные газы сжимают турбокомпрессором до давления 3,5-4 атм, окисляют в окислителе, охлаждают в подогревателе хвостовых газов и подают в абсорбционную колонну в ее нижнюю часть, орошаемую водой.20-30-ную кислоту из холодильника-промывателя подают в абсорбнионную колонну на тарелку с такой же концентрацией кис 856975лоты. Выхлопной газ после абсорбционной колонны и подогревателя хвостовых газов, направляется в рекуперационную турбину и далее в атмосферу.Продукционную кислоту концентрацией до 50 после отбелки подают на склад 2.Недостатком известного способа получения азотной кислоты является низкая степень окисленности окислов азота перед абсорбцией, что не позволяет получать продукционную кислоту, концентрацией выше 50 ННОЕ,Недостатком известного способаявляется также низкая отмывка нптрозных газов от аммонийных солей в 15холодильнике-промывателе, Содержаниеаммонийных солей в нитрозных газахпосле отмывки 300-320 мг/м . Этоприводит к отложению солей в турбокомпрессоре и снижению его проиэво- щдительности через 6 месяцев работына 15.Цель изобретения - повышениеконцентрации продукционной кислотыи очистка нитрозных газов от аммонийных солей;Поставленная цель достигаетсяописываемым способом получения азотной кислоты путем окисления аммиакапод атмосферным давлением на платинондном катализаторе, охлажденияи промывки продукционной кислотойполученных нитрозных газов, их компрессии и последующую абсорбциЮ,в котором перед промывкой нитрозного газа продукционной кислотой про- З 5водят промывку газа разбавленнойкислотой и нитроэные газы послекомпрессии разделяют на два потокав отношении 1:1 - 3, один иэ которыхнаправляют на абсорбцию, другой по Оток вначале доокисляют, а затем направляют на абсорбцию, Промывку нитрозных газов на первой ступени осуществляют 20-30-ной азотной кислотой, а на второй ступени - 55-65 ной продукционной кислотой, взятойв количестве 0,08-0,12 мна 1000 мнитрозного газа,По сравнению с одноступенчатойотмывкой нитрозных газов от аммонийных солей 20-30-ной кислотой, какэто имеет место в известном способепри двухступенчатой отмывке, вследствие применения более концентрированной азотной кислоты, эффективностьочистки нитрозного газа значительно 55возрастает: содержание аммонийныхсолей в нитроэном газе после промывателя снижается с 320 мг/м 9 до 96100 мг /мэ при отсутствии накопления солей в турбокомпрессоре, Отсутствие оседания аммонийных солей втурбокомпрессоре связано с уменьшением содержания их в нитрозных газахи значительным увеличением содержания паров азотной кислоты в газе. Отмывка нитрозных газов от аммонийных солей в две ступени позволяет расходовать небольшое количество продукционной кислоты, так как реакционная вода из нитрозных газов конденсируется на первой ступени отмывки с образованием 20-30-ной азотной кислоты.Кроме того, при обработке нитрозных газов на второй ступени 55- 65-ной кислотой, вследствие низкого парциального давления паров воды над ней, происходит осушка нитрозных газов. Сухие нитрозные газы окисляют и охлаждают перед абсорбцией без снижения содержания в них окислов азота, что обеспечивает условия получения кислоты более высокой концентрации.Разделение нитрозных газов на два потока после сжатия, окисления и охлаждения приводит к снижению их линейной скорости в нижней части абсорбционной колонны,а также тарельчатом орошаемом и охлаждаемом доокислителе и увеличению времени пребывания газов. Это приводит к боЛее глубокому окислению окислов азота и в соответствии с термодинамикой процесса обеспечивает условия получения 55-65-ной продукционной азотной кислоты. Для поддержания уровня жидкости на охлаждаемых тарелках доокислителя в верхнюю часть его подается продукционная кислота в количестве 0,02-0,04 м на 1000 м нитроэных гаэ 3зов.В нижней части абсорбционной колонны параллельно с взаимодействием окислов .азота и азотной кислоты происходит гомогенное окисление окиси азота и дальнейшее увеличение степени окисленности окислов азота. Нитрозные газы после доокислителя направляют в абсорбционную колонну под тарелку с соответствующей степенью окисленности окислов азота в газе. Таким образом, более глубокое окисление окислов азота перед абсорбцией обеспечивает условия получения азотной кислоты повышенной концентрации (55-65 НМО).На чертеже представлено устройство, иллюстрирующее предложенный способ.Способ осуществляют следующим образом.Аммиачно-воздушную смесь подогревают в подогревателе 1 и подают в контактный аппарат 2. В контактном аппарате на платиноидном катализаторе при 820 С аммиак окисляют кислородом воздуха до окиси азота. Образовавшиеся нитрозные газы охлаждаются последовательно в котле-утилизаторе 3 и подогревателе аммиачно-воздушной смеси до 100-130 С и направляют в тарельчатый газовый холодильник-промыватель 4. Здесь856975 бЪ ницбсллу 20 ИИПИ Заказ 7118/29 тираж 505 Подписное Патент", г или ал П происходит дальнейшее охлаждение газа и конденсация реакционной воды с образованием 20-30-ной азотной кислоты. В этом же аппарате осуществляют отмывку нитрозных газов от аммонийных.солей, причем отмывку производят в две ступени: в начале циркулирующей 20-30-ной азотной кислотой, а затем частью продукционной 55-65-ной азотной кислотой, расходуемой в количестве 0 08-0 12 м О на 1000 мЭ газа. Разбавленную 20- 30-ную азотную кислоту из холодиль. ника-промывателя подают в абсорбционную колонну 5, на тарелку с такой же концеНтрацией кислоты, а нитроэные газы сжимают турбокомпрессором 15 6, окисляют в окислителе 7, охлаждают в подогревателе хвостовых газов 8 и разделяют на два потока в соотношении 1:1-3, один из которых направляют в абсорбционную колонну, а дру гой поток - в доокислитель 9, В доокислителе в присутствии продукционной кислоты, подаваемой в количестве 0,02-0,04 мЭна 1000 м газа,нитЭрозные газы дополнительно охлаждают и окисляют, и далее направляют в абеорбционную колонну под тарелку с соответствующей степенью окисленности окислов азота. В абсорбционной колонне окислы азота из. нитрозных газов поглощают водой с образованием 55-65-ной продукционной азотной кислоты. Продукционную кислоту из абсорбционной колонны подают на отбелку и далее на склад, а выхлоп-. ные газы подогревают в подогревателе хвостовых газов, осуществляют санитарную очистку от остатков окислов азота и после рекуперационной турбйны выбрасывают в атмосферу. Формула изобретения 1. Способ получения азотной кислоты путем окисления аммиака податмосферным давлением на платиноидном катализаторе, охлаждения и промывки продукционной кислотой полученных нитрозных газов, их компрессии и последующей абсорбции, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения концентрации продукционнойкислоты и .очистки .нитрозных газов отаммонийных солей, перед промывкойнитроэного газа продукционной кислотой проводят промывку газа разбавленной кислотой и нитрозные газы послекомпрессии разделяют ча два потока всоотношении 1:1-3, один из которыхнаправляют на абсорбцию, другой потоквначале доокисляют, а затем направляют на абсорбцию.,2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, промывку нитрозных газов на первой ступени осуществляют 20-30-ной азотной кислотой, а на второй ступени - 55-65 ной продукционной кислотой, взятойз Эв количестве 0,08-0,12 м на 100 мнитрозного газа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Способ производства азотнойкислоты фирюзы Стамикарбон. "Йго 9 еп". 1963,К 21, с. 35-39.2. Лвторское свидетельство СССРК 140048, кл, С 01 В 21/40, 1966