Способ получения концентрированныхокислов азота

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оо 831724 4 рО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 61) Дополнительное к авт. сви.08.76 (2 391165/23-26 с присоединением заявки М 1/20 дарствеииый ком СССР делам изобрете и открытийет Приоритет Опубликов Дата опубл ано 2 3.0 5.8 1. Б икования описа летень Мо(088, 8),ия 23.05.81 к А.Мякина 2) Авторы изобретен Я,Терещенко, В.П.Пан дена легк енингр текст ного Знамени-ьщ ти им.С.М.Киров ский ьной рудового К промышлен 71) Заявитель т(54) С ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ОКИСЛО АЗОТА ится к раэработодства концентзота, используе- ких окислов ии азотной кисИзобретение относке технологии произврированных окислов амых при получении жидазота или в технологлоты.Известно применение органического сорбента - трибутилфосфата (ТВФ) для поглощения окислов азота из хвостовых газов с последующей регенерацией трибутилфосфата продувкой газообразным аммиаком с получением кристаллической селитры 1).Органический сорбент используют для очистки газов от окислов азота, 15 например, в производстве азотной кислоты.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению являет ся способ получения концентрированных окислов азота, состоящий в том, что из нитрозных газов конверсии аммиака удаляют .избыток реакционной воды, окись азота окисляют до двуокиси азота сначала кислородом, затем 97-9 ЬЪ-ной азотной кислотой,Окис,ленвые газы поглощают 80-98-ной азотной кислотой при -10 С. Полученный нитроолеум подвергают разгонке с 30 использованием вакуума или повышеннбй температуры с получением концентрированных окислов азота под давлением до 1 атм, содержащих пары азотной кислоты, которые затем конденсируютпри -10 С 2 .Недостатками известного способа являются сложность технологической схемы из-за большого числа операций по подготовке нитрозного газа к поглощению и необходимость полного окисления окиси азота до двуокиси, большое содержание в продукционных жидких окислах азота азотной кислоты, а также низкое парциальное давление получаемых окислов азота, что затрудняет их дальнейшую переработку.Цель изобретения - получение,концентрированных окислов азота ". парциальным давлением 1,1-3,0 атм и упрощение способа.Поставленная цель достигается тем, что в способе получения концент" рированных окислов азота иэ читрозного газа путем поглощения их жидким сорбентом с последующим их выделением в качестве жидкого сорбента испольэубутилфосфат, а выделение осу"ют обработкой полученного.а окислов азота в трибузилфос"фате 40-55 -ной азотной кислотой при 50-90 С и соотношении раствор окислов азота: азотная кислота 1-4:1.При использовании обычного нитрозного газа впроцессах аэотнокислого производства под давлением 1-7,3 атм парциальное давление в подобных газах составляет 0,1-0,46 атм. В предлагаемом способе при обработке жидкого раствора окислов азота в ТБФ получают концентрированные окислы азота с парциальным давлением 1,1-3 атм. Воэможность получения указанных параметров получаемого газа обусловлена значительным высаливающим действием азотной кислоты вследствие связывания в комплексы с азотной кислотой и разрывом связей между окислами азота и ТБФ, Это действие еще более усиливается при использовании горячих растворов азотной кислоты, так как повышение температуры также способствует десорбции окислов азота из жидкой фазы,Выбор весового соотношения 1-4:1 основан на экспериментальных результатах, свидетельствующих о том, что процесс выделения концентрированных окислов азота протекает наиболее интенсивно и полно именно при предлагаемых соотношениях азотной кислоты и раствора окислов азота в трибутилфосфате. Меньшее количество подаваемой кислотыприводит к снижению скорости выделения окислов азота в газовую фазу, а при больших количествах ННО 1 уменьшается количество выделяемых окислов азота в газовую фазу из-за частичного протекания процесса кислотообразования.Применение 40-55-ной кислоты обусловлено тем, что кислота такой концентрации оказывает наибольшее высаливающее действие, приводящее к увеличению равновесного парциального давления окислов азота и что азотная кислота с такой концентрацией эффективно взаимодействует с окислами азота при повышенной температуре.Технологическая схема получения концентрированных окислов состоит в следующем. Нитроэный газ проходит холодиль.ник-конденсатор, где выделяются пары воды, и поступает в низ абсорбера, орошаемого трибутилфосфатом. Раствор соединений азота в трибутилфосфате направляют в реактор-отстойник, куда подают или кислый конденсат из холодильника-конденсатора, предварительно подогретый до 50-90 С,или 40-55-ную кислоту. В реакторе получают концентрированные окислы азота, выходящие из. реактора под давлением до 3 атм. Снизу реактора выходит водный раствор азотной кислоты, а из зоны отстоя органического слоя - раствор азотной кйслоты в трибутил ИООН 220 3402,0 100В холодильнике-конденсаторе происходит выделение кислого конденсатав количестве 16,91 т в виде 53-нойазотной кислоты. К нитрозному гаэудобавляют 428 кг-моль воздуха дляобеспечения оптимального содержания02 В,выхлопных газах. Состав газана входе в абсорбционную колонну:кг-моль об,МО 25,6 0,86И 02 169,8 5,6902 91,5 3,07ы 2686,5 90,088,9 0,30 35 2982,3 100На орошение колонны подают 19,2 траствора Н 20 и ННОЕ в трибутилфосфате с концентрацией 1 воды и 3,97 40 азотной кислоты.Из колонны после абсорбции уходитраствор, содержащий:кг1393ИОд 7108 р 7НаО 3 400Н 20 102,3ТБФ18247,0 27251,0 100Состав газа на выходе иэ колонны:кг-моль общ.ИО 0,31 0,01ИО 2 79,0 2,85И, 2686,5 96, 82 55 НО 879 0,322774,6 100К органической фазе добавляют конденсат, предварительно нагретый до90 С. Из реактора получают 56-ную азотную кислоту в виде водного раствора и 29-ный раствор азотной кислоты в 65 трибутилфосфате, содержащий 3,2 Н 20. фосфате, который поступает в противоточный реэкстрактор, где происходит регенерация трибутилфосфата с образованием водной фазы, присоединяемой к основному потоку азотной кислоты. Регенерированный трибутилфосфат осушают в реакторе, охлаждают до 0-30 С и подают на орошение абсорбера.Поглощение окислов азота проводятпод давлением 7,3 атм, температуре 10 ОС, Производительность установки по соединениям азота в пересчете на моногидрат азотной кислоты 21,2 т/ч,Состав газа, уходящего и кон тактного аппарата:15кг-моль337,6193,2522,02348,226912 Водная фаза составляет 14100 кг в виде 56-ной азотной кислоты. В газовую фазу выделяется: кг об.1443 52,7 1391 : 33,2 218 13,2 51БОИО 2НАВОЗ 3103 100Газ выделяется с давлением 2 атм. Органическая фаза промывается водой в шестиступенчатом противоточном экстракторе с получением 20,22 кг/т раствора азотной кислоты в трибутилфосфате, содержащего 763 кг азотной кислоты и 1210 кг воды и 12,56 т 56-ной азотной кислоты. Для промывки подается 5,87 т воды. Всего выделяется .26,66 т 56-ной азотной кислоты,Органическая фаза из реэкстракто 5 ра нагревается в испарителе до 90120 фС для удаления паров воды, откуда 19,2 т раствора подается на орошение колонны, а 1,02 т водных паровудаляется иэ процесса.Для увеличения выхода концентрированных окислов азота на выделение1окислов азота подается не весь конден.сат,а только его половина или третьячасть,т.е. соотношение по весу раство 15ра окислов азота в трибутилфосфате иконденсата изменяется от 1:1 до 4:1,Для окончательной отдувки жидкостиот окислов используют добавочный воздух, а полученный газ направляют вабсорбционную колонну.Другие примеры осуществления способа получения концентрированныхокислов азота приведены в таблицеэкспериментальных данных.,о о о с с и м п Л 3 О 3 Л с О О 3 Л3 и3 1 1 1 1 ч о з со о ю сч сол м с с с с ь О 1 СЧ СЛ 3 3 33 1 Мл сч 1 3 1 1 3 Л л 3сО О СЧ л сч сч с 1 2 1 Н П 3 1 о 1 ц ц ц Х 3 б х Е- т - .т --11 1 1 1 -Л 3 3 3 3 СЧ Л 3 л С 3 1 п 3 п 1 и аа Э ЕЗО ЕД Но 111о о о ю о о о ю о о 3 Ч СЧ СЧ СЧ СЛ ЦЪ 1 Г- ЛЛ 1 Хн хХ п 3 ЭппЕ Х Х 3",3 се Цх ысццО 3 бКяп 3м ахР 3 аО 1 О Ч 3 3 3 СЧ Г 4с с с с с с Г Г- Л Л О О О О й От ОЪ О 3 ф 3 3 П 33 3 Ф С 1 1 -.31 1 11п 3 О1 Н счоех1 ЕР 31 Х п 3 Э 3 Р1 Х Х3 бДЦЦ1 ИОЕЦа 3",ап 3ецей1 ЦХйОХ 3 бо ф 3 Л с О 1 М л счЭ 3 Пне цЗпСц 3 бОе Ееа хЕ п 3ихЧ О с с О м сч831724 10 1 О Формула изобретения Составитель Р.Герасимов Редактор Н.Егорова Техред Н. Граб Корректор С.ШекмарЗаказ 3139/25 Тираж 505 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Предлагаемый способ создает возможность получения концентрированных окислов азота, выделяющихся под повышенным давлением, которые можно использовать для производства жидких окислов азота или для повышения концентрации продукционной азотной кислоты. При этом сокращаются объекты абсорбционного оборудования, упрощается технология получения продукции и снижается расход дефицитного и дорогого холода,Способ получения концентрированных 5 окислов азота иэ нитроэных газов путем поглощения их жидким сорбентом с пооледующим выделением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения концентрированных окислов азота с парциальным давлением 1,1- 3,0 атм и упрощения способа, в качестве жидкого сорбента используют трибутилфосфат,а выделение осуществляют обработкой полученного раствора окислов азота в трибутилфосфате 40 о 55-ной азотной кислотой при 50-90 С и соотношении раствор окислов азота: азотная кислота 1-4:1. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 197512, кл, С 01 В 21/40,опублик.03,06.67.2. Авторское свидетельство СССРР 105415, кл. С 01 В 21/20,опублик.27.11,42 (прототип),