Способ получения азотной кислоты Советский патент 1981 года по МПК C01B21/40 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

- . . - 1 . Изобретение относится к технике получения азотной кислоты, применяемой в различных отраслях npONft uленности, ив частности для получения удобрений (аммиачной селитры, сложных удобрений и других). . Известен способ получения азотно кислоты путем окисления аммиака при атмоСферном давлении на катализаторе, охлаждения и промывки полученны иитрозных газов кислотой, их сжатия в турбокомпрессоре и последующей адсорбции, состоящий в том, что в турбокомпрессор вводят воду или ки лоту для отмывки от аммонийных солей fl. Однако этот способ характеризует ся недостаточной эффективностью откивки и снижением качества нитрозно Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения азотной кислоты, о нованный на каталитическом окислени аммиака под атмосферным давлением и абсорбции образовавшихся окислов азота под давлением 3,5 атм, В котором аммиак и воздух смешивают в объемном соотношении 1:10, образовавшуюся аммиачно-воздушную смесь (ABC) подогревают до и подают в контактный аппарат, в контактном аппарате на платиноидном катализаторе цри происходит окисление а| миака в окись азота. Образовавшиеся нитрозные газы направляют в котел утилизатор, где температура газов снижается до 17QC и образуется перегретый водяной пар. Дальнейшее охлаждение нитрозных газов до НО С осудествляют в подогревателе ЛВС, после которого нитрознь-з газы подают в газовый холодильник-промыватель. В холодильнике-проьялвателе 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 подгиот в абсорбционную колонну на тарелку с такой же концентрацией кислоты.Выхлопной газ после абсорбционной колонны и подогревателя хвостовы газов, направляется в рекуперационкую 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% HNO-j.

Недостатком известного способа является также низкая отмывка нит- . розных газов от аммонийных солей в холодильнике-промывателе. Содержание аммонийных солей в нитрозных газах после отмывки 300-320 мг/м . Это приводит к отложению солей в турбокомпрессоре и снижению его производительности через 6 месяцев работы на 15%.

Цель изобретения - повышение концентрации продукционной кислоты и очистка нитрозных газов от аммонийных солей.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения азотной кислоты путем окисления аммиака под атмосферным давлением на платиноидном катализаторе, охлаждения и промывки продукционной кислотой полученных нитрозных газов, их компрессии и последующую абсорбцию, в котором перед прокывкой нитрозного газа продукционной кислотой проводят промывку газа разбавленной кислотой и нитрозные газы после компрессии разделяют на два потока в отношении 1:1 - 3, один из крторы направляют на абсорбцию, другой поток вначале доокисляют, а затем направляют на абсорбцию. Промывку нитрозных газов на первой ступени осуществляют 20-30%-ной азотной кислотой, а на второй ступени - 5.5-65%ной продукционной кислотой, взятой в количестве 0,08-0,12 м на 1000 м нитрозного газа.

По сравнению с одноступенчатой отмывкой нитрозных газов от аммонийных солей 20-30%-ной кислотой, как это имеет место в известном способе при двухступенчатой отмывке,вследствие применения более концентрированной азотной кислоты, эффективнос очистки нитрозного газа значительно возрастает: содержание аммонийных солей в нитрозном газе после промывтеля снижается с 320 мг/м до 96100 при отсутствии накопления солей в турбокомпрессоре. Отсутствие оседания аммонийных солей в турбокомпрессоре связано с уменьшением содержания их в нитрозных газа и значительным увеличением содержания паров азотной кислоты в газе.

Отливка 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 5565%-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 азта, 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 доркислителе и увеличению времени пребывания газов. Это приводит к более глубокому окислению окислов азота ив 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 1000 м нитрозных газов.

В нижней части абсорбционной колонны параллельно с взаимодействием окислов азота и азотной кислоты происходит гомогенное окисление окиси азота и дальнейшее увеличение степен 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 (5.5-65% HNO) .

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 820с аммиак окисляют кислородом воздуха до окиси азота. Образовавшиеся нитрозные газы охлаждаются последовательно в котле-утилизаторе 3 и подогревателе аммиачно-воздушной смеси до 100-1ЗО С и направляют в тарельчатый газовый холодильник-промыватель 4. Здесь