Способ переработки оксидов азота в неконцентрированную азотную кислоту Советский патент 1991 года по МПК C01B21/40 

Ё

Изобретение относится к способам получения азотной кислоты 50 - 70%-ной концентрации и может найти применение в химической промышленности. Способ включает абсорбцию оксидов азота поглотителем, содержащим азотную кислоту и предварительно обработанным магнитным полем напряженностью 1500 - 2500 Э, в котором одновременно с магнитной обработкой осуществляют аэрирование поглотителя воздухом или газовой смесью, содержащей 90 - 99% кислорода, в течение 20 - 40 мин при удельном расходе воздуха или газовой смеси 0,2 - 2,0 м³ на 1 м³ поглотителя в час. Способ позволяет повысить степень переработки оксидов азота в азотную кислоту. 3 табл.

Изобретение относится к способам получения азотной кислоты 50-70%-ной концентрации и может найти применение в химической и азотной промышленности.

Целью изобретения является повышение степени переработки.

Сущность изобретения заключается в следующем. Нитрозные газы выходят из котла-утилизатора и поступают в окислитель, в котором происходит окисление оксида азота II вчетырехокись. Далее нитрозные газы поступают в подогреватели воздуха и хвостовых газов, а затем направляют для охлаждения в скоростные холодильники, в которых происходит, конденсация водяных паров, окисление NO и N02«за счет чего образовывается слабая азотная кислота. Из холодильника смесь нитрозных газов и азотной кислоты направляют в сепаратор, где происходит отделение 42-47%-ной кислоты. Образовавшаяся азотная кислота поступает в абсорбционную колонну на тарелку с соответствующей концентрацией кислоты, а нитрозные газы подаются в нижнюю часть абсорбционной колонны. На верхнюю тарелку подается аэрированная газовой смесью в магнитном поле поглотительная жидкость, содержащая азотную кислоту. Насыщение поглотителя кислородом происходит в аэраторах. Поглотитель постоянно циркулирует в замкнутом цикле аэратор - магнитный аппарат. Напряженность магнитного поля создается постоянными ферри- то-бариевыми пластинами. Насыщение поглотителя кислородом в процессе омагничи- вания ведут в течение 20-40 мин при напряженности магнитного поля 1500-2500 Э. После абсорбционной колонны нитрозные газы поступают на каталитическое уничтожение. Продукционная азотная кислота

О

о

00

ю

Ч)

средней концентрации отбеливается для удаления не вступивших в реакцию оксидов азота и поступает на склад готовой продукции.

Пример. Для проведения исследования по абсорбции оксидов азота под давлением используют установку, состоящую из абсорбционной колонны,напорной емкости для поглотителя (кислого конденсата), смесителя для приготовления нитрозного газа и ротаметра для измерения расхода нитрозного газа.

Требуемый состав нитрозного газа достигается путем пропускания азота из баллона через испаритель, заполненный жидкими оксидами азота, в котором поддерживается необходимая температура и давление. Нитрозный газ из испарителя направляется в смеситель. Необходимая окислен ность оксидов азота достигается за счет ввода в смеситель чистого N0 из баллона. Газовая смесь в смесителе (емкостью 150 л, под давлением 6,0 МПа) перемешивается в течение 2 ч, после чего нитрозный газ отбирают на анализ.

Затем проанализированный нитрозный газ поступает в абсорбционную колонну. Поглотитель, содержащий азотную кислоту с необходимой концентрацией, заливают в напорную емкость и с помощью давления, создаваемого азотом из баллона, подают в абсорбционную колонну. Необходимый расход поглотителя поддерживают подающим вентилем и контролируют по объему. Расход нитрозного газа фиксируют по показаниям предварительно отградуированного ротаметра.

Предварительное аэрирование омагни- ченного поглотителя проводят следующим образом. Поглотитель, содержащий азотную кислоту, омагничивают в магнитных аппаратах. Напряженность магнитного поля создают постоянным феррито-бариевыми пластинами (Н - 1750 Э). После магнитных аппаратов поглотитель поступает в аэратор, где он аэрируется воздухом или газовой смесью, содержащей 90-99% кислорода, при удельном расходе газа 0,2-2,0 м на 1 м жидкости в 1 ч. Насыщенный кислородом поглотитель снова возвращается для омаг- ничивания в магнитные аппараты. Аэрированию при одновременной магнитной обработке поглотитель подвергается в течение 20-40 мин. Предварительно насыщенный кислородом поглотитель подают на верхнюю тарелку абсорбционной колонны. После абсорбционной колонны нитрозные газы выбрасывают в атмосферу или на каталитическое уничтожение. Продукционную азотную кислоту средней концентрации выводят из нижней части колонны. Абсорбцию нитрозных газов проводят при следующих параметрах: расход газа на колонну, при линейной скорости 0,25 м/с, 129 л/мин.,

температура абсорбции 20°С, давление 0,35 МПа, расход смеси поглотителя 110- 120 мл/мин.

Абсорбционная колонна имеет одну ситчатую тарелку диаметром 56 мм, диаметр

0 отверстий на тарелке 2 мм, ее свободное сечение 3,5%. Высота перелива 70 мм.

Полученные результаты, проведенные аналогичным образом, сведены в табл. 1, Из результатов, полученный на стендо5 вой установке, видно, что предварительное аэрирование поглотителя при одновременном омагничивании позволяет значительно увеличить степень поглощения и переработки нитрозного газа. Увеличение степени по0 глощения на одной тарелке при омагничивании 10,4%, а при одновременном аэрировании и омагничивании - на 18,75%, т.е. почти вдвое, а степень переработки увеличивается на 11,6 и 21,72% соот5 ветственно.

Приведенные в табл. 1 концентрации нитрозного газа и азотной кислоты характерны для верхней части абсорбционной колонны. Поскольку магнитные свойства

0 поглотителя сохраняются около 24 ч, а количество кислорода, растворенного в поглотителе не уменьшается (табл. 2) в течение 1 ч, что достаточно для прохождения поглотителем абсорбционной колонны по всем тарел5 кам сверху вниз, проводят эксперименты на крепкой кислоте, которые приведены в табл. 3.

В таблице 2 представлены данные по изменению концентрации кислорода в кис0 лом конденсате.

Из табл. 2 видно, что наиболее оптимальный вариант аэрирования при удельном расходе 0,2-2,0 м3 на 1 м3 жидкости при Н-1500-2500 Э.

5 Приведенные в табл. 3 концентрации нитрозного газа и азотной кислоты соответствуют нижней части абсорбционной колонны. Эксперименты на концентрированных газах приведены при тех же условиях, что и

0 для слабого нитрозного газа.

Полученные результаты свидетельствуют, что при омагничивании и аэрировании концентрированной кислоты степень поглощения и переработки также значительно

5 увеличивается. Увеличение степени поглощения за счет только омэгничивания 3,5%, а при одновременном аэрировании 6,7%.

Степень переработки увеличивается на 12,0 и на 22,5% соответственно, что примерно соответствует степеням переработки для

слабого нитрозного газа. Приведенные данные указывают на влияние омагничивания и аэрирования поглотителя именно на переработку оксидов азота в кислоту, которые для концентрированной кислоты даже чуть выше, тогда как увеличение степени поглощения для нее значительно ниже, чем для 1%-нойНМОз.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа концентрация продукционной кислоты увеличивается, а содержание оксидов азота в выхлопных газах уменьшается на 50-70% по сравнению с известной технологией.

КислыЛ конденсат, содерваций 12 НПО.

Примечание. - концентрация исходною питроапого глзя; - концентрация интроэного

иэ колонны.

Кнслый конденсат - содержащий 1 7, HNO,

Формула изобретения Способ переработки оксидов азота в неконцентрированную азотную кислоту, вклю- чающий их абсорбцию поглотителем,

содержащим азотную кислоту, предварительно обработанным магнитным полем напряженностью 1500-2500 Э, отличающий с я тем, что, с целью повышения степени переработки, одновременно с магнитной обработкой осуществляют аэрирование поглотителя воздухом или газовой смесью, содержащей 90-99% кислорода, в течение 20-40 мин при удельном расходе

воздуха или газовой смеси 0,2-2,0 м3 на 1 м3 поглотителя в час.

Т а а л я ц а I

0,39

33,1

30,8

18,9

газа нл лыхвде

.Т А Д- ДЛ- jJ Л Л32,0

5,16

0,20

Т в л я ц 3