УСТАНОВКА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 1997 года по МПК C01B21/44 B01D3/00 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству концентрирования и регенерации азотной кислоты.

Известна установка концентрирования азотной кислоты включающая ректификационную и отбелочную колонны. К последней снизу присоединена приемная камера, а сверху конденсатор-холодильник паров азотной кислоты, состоящий из нескольких охлаждающих модулей. Таким образом, приемная камера, отбелочная колонна и конденсатор-холодильник паров азотной кислоты образуют один компактный аппарат вместо нескольких отделочных аппаратов аналогичного назначения. Приемная камера соединена трубопроводом с холодильником концентрированной азотной кислоты.

В установке-прототипе полностью решена проблема качественно отбелки (отдувки) оксидов азота из азотной кислоты, существенно сокращена протяжность соединительных трубопроводов.

Однако необходимость транспортирования по трубопроводам из отбельной колонны в холодильник горячей (85 90^oC) высокоагрессивной азотной кислоты делает установку недостаточно надежной. Кроме того, холодильник концентрированной азотной кислоты конструктивно сложен и громоздок.

Целью изобретения является повышение надежности установки, увеличение ее производительности за счет сокращения простоев, связанных с технологическим обслуживанием и ремонтом установки.

Поставленная цель достигается тем, что в указанный установке, включающей ректификационную колонну и последовательно расположенных снизу вверх, образуя вертикальную колонну, приемную камеру, отбелочную колонну и конденсатор-холодильник паров азотной кислоты выполненный из отдельных модулей, при этом приемная камера соединена с ректификационной колонкой и холодильником концентрированной азотной кислоты, и конденсатор-холодильник с газодувкой нитрозных газов, холодильник концентрированной азотной кислоты выполнен в виде отдельного модуля, пристыкованного к низу камеры, и снабжен отводным трубопроводом с гидрозатвором в виде обратной петли, расположенной на высоте максимального уровня жидкости в холодильнике.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки. Ректификационная колонна 1 соединена трубопроводом 2 с приемной камерой 3 отбелочной колонны. 4. Над приемной камерой располагается отбелочная часть колонны, представляющая собой обечайку, заполненную кольцами Рашига для эффективного проведения процесса отдувки оксидов азота. Узел отбелки своей нижней частью присоединен к приемной камере 3, а верхней к конденсатору паров азотной кислоты 5. Конденсатор паров азотной кислоты выполнен из отдельных охлаждающих модулей 6.

К приемной камере 3 присоединен холодильник 7 продукционной азотной кислоты, по конструкции аналогичный модулю конденсатора. Холодильник 7 снабжен отводным трубопроводом 8, являющимся одновременно гидрозатвором, обратная петля 9 которого расположена на высоте максимального уровня жидкости в холодильнике 7.

Нитрозные газы, пары воды, воздух по трубопроводу 10 отсасываются газодувкой 11 и подаются в абсорбционную башню (на фиг. не показана) для дальнейшей обработки.

Работа установки осуществляется следующим образом. В среднюю часть ректификационной колонны 1 подают 45 50%-ный водный раствор азотной кислоты или ее смеси с серной кислотой, а на расположенную выше средней части колонны тарелку 90 92%-ную серную кислоту.

Концентрирование азотной кислоты с образованием ее паров ведут с помощью острого водяного пара, вводимого в нижнюю часть ректификационной колонны 1. Образующиеся в результате ректификации пары азотной кислоты, инертные газы, водяные пары по трубопроводу 2 подаются в приемную камеру 3.

Отсюда они поступают в отбелочную (отдувочную) часть колонны 4 и далее в конденсатор 5, пары азотной кислоты, соприкасаясь с холодными стенками охлаждающих элементов, модулей 6, конденсируются и под действием сил тяжести жидкая азотная кислота стекает по насадке (кольца Рашига) отбелочной колонны вниз. Здесь в отбелочной колонне протекает интенсивный процесс отдувки оксидов азота, растворенных в концентрированной азотной кислоте, отделение инертного газа, водяных паров. Кроме того понижается температура смеси паров, поступающих из ректификационной колонны 1. Собственно процесс отдувки начинается уже в приемной камере 3, где паровая смесь контактирует со стекающей из верхней зоны отбелочной колонны азотной кислотой. Стекающая азотная кислота имеет достаточно высокую температуру за счет контакта с паровой смесью в приемной камере и зоне отбелки. Охлаждение азотной кислоты производится в холодильнике 7. Для повышения эффективности охлаждения в холодильнике 7 поддерживается постоянный уровень жидкости и осуществляется ее равномерный отвод. С этой целью холодильник снабжен отводным трубопроводом 8 выполненным в виде гидрозатвора, обратная петля 9 которого расположена на высоте максимального уровня жидкости в холодильнике 7.

Охлаждающая вода подается в трубки холодильника и конденсатора по трубопроводу 12.

Инертные газы, пары воды, нитрозные газы из конденсатора 4 холодильника 5 по трубопроводу 10 отсасываются газодувкой 11, поддерживая постоянное задание давления в конденсаторе.

Исключение из технологической схемы трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры для транспортирования горячей высокоагрессивной азотной кислоты из приемной камеры в холодильник позволяет существенно повысить надежность установки концентрирования, уменьшить на 15 20% ее простои, связанные с технологическим обслуживанием и ремонтом, и на этой основе увеличить на 12 15% производительность технологического комплекса.

Предложенная установка обладает компактностью и занимает минимальную производственную площадь. Непосредственное соединение нескольких аппаратов и их унификация (конденсатор-холодильник паров азотной кислоты и холодильник концентрированной азотной кислоты выполнены из унифицированных модулей) позволили стоимость установки, снизить загазованность помещений.

Использование: в химической промышленности, а именно в производстве концентрирования и регенерации азотной кислоты. Установка состоит из ректификационной колонны и ряда последовательно расположенных аппаратов, объединенных в одну вертикальную колонну: приемной камеры, отбелочной колонны и конденсатора-холодильника паров азотной кислоты. Приемная камера соединена с ректификационной колонной и холодильником концентрированной азотной кислоты, а конденсатор-холодильник с газодувкой нитрозных газов. Холодильник концентрированной азотной кислоты выполнен в виде отдельного модуля, пристыкованного к низу приемной камеры и снабжен отводным трубопроводом с гидрозатвором в виде обратной петли, расположенной на высоте максимального уровня жидкости в холодильнике. Предложенная установка компакта, занимает минимальную производительную площадь, загазованность помещения сведена к минимуму. 1 ил.

Установка концентрирования азотной кислоты, включающая ректификационную колонну и последовательно расположенные снизу вверх, образующие вертикальную колонну, приемную камеру, отбелочную колонну и конденсатор-холодильник паров азотной кислоты, выполненный из отдельных модулей, при этом приемная камера соединена с ректификационной колонкой и холодильником концентрированной азотной кислоты, а конденсатор-холодильник с газодувкой нитрозных газов, отличающаяся тем, что холодильник концентрированной азотной кислоты выполнен в виде отдельного модуля, пристыкованного к низу приемной камеры, и снабжен отводным трубопроводом с гидрозатвором в виде обратной петли, расположенной на высоте максимального уровня жидкости в холодильнике.