PL51798B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano; 30.IX.1966 51798 KI. 12 i, 21/40 MKP COIKj ih\uo UKD 661.56:661.98.074. .512 + 661.565 B_LBj_L£^-^ ^^HEKtó Wspóltwórcy wynalazku: Witold Janiczek, Eugeniusz. Blasiak i\; r ^snloivego! nlaseiciel patentu: Instytut Nawozów Sztucznych, Tarnów (Polska) Sposób wytwarzania stezonego kwasu azotowego Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia kwasu azotowego o stezeniu ponad 70°/o przez selektywne oddestylowanie tlenku azotu z miesza¬ niny dwutlenku azotu i wody pod cisnieniem. z zastosowaniem wody jak czynnika chlodzacego do deflegmacji wyzszych tlenków azotu z odpe¬ dzonych gazów.Znany jest sposób wytwarzania kwasu azotowe¬ go o stezeniu przekraczajacym stezenie azeotropo- we wynoszace 68°/o i dochodzacym do ponad 90°/o na drodze selektywnego oddestylowania tlenków azotu z mieszanin cieklych tlenków azotu i wody.Znany jest równiez sposób polaczenia tego pro¬ cesu z ponownym utlenieniem odpedzonego tlenku azotu do dwutlenku azotu za pomoca rozcienczo¬ nego kwasu azotowego, o stezeniu ponizej 68°/o. w wyzszej temperaturze, przez zawrócenie powstale¬ go dwutlenku azotu do procesu pierwszego i przez zamkniecie w ten sposób obu procesów w jedna calosc sprowadzajaca sie do przeróbki kwasu azo¬ towego o stezeniu znacznie nizszym od azeotropo- wego na kwas o stezeniu znacznie wyzszym od azeotropowego- Znany jest takze sposób wlaczenia do tego procesu dalszego zageszczenia otrzymane¬ go kwasu do dowolnie wysokiego stezenia, nawet przekraczajacego 99°/o.W znanych rozwiazaniach aparaturowych prze¬ widywano prowadzenie procesu selektywnego od¬ destylowania tlenku azotu z mieszanin cieklych tlenków azotu i wody w kolumnie z nasadzona 10 15 26 chlodnica zwrotna — deflegmatorem, której zada¬ niem bylo wykropienie dwutlenku azotu z wydzie¬ lajacej sie gazowej mieszaniny N02 + NO i zawró¬ cenie wykrppUn do procesu destylacji. Z uwagi na niska temperature rosy dwutlenku azotu wynosza¬ ca 22° praz ppzadany wysoki stopien jego wykrop- lenia — przewidywano w dotychczas znanych spo¬ sobach — defJegmacje dwutlenku azotu w niskich temperaturach na poziomie okolo —10°C, co wy¬ magalo korzystania ze specjalnych urzadzen chlod¬ niczych.Sposób wedlug wynalazku pozwala na zastoso¬ wanie zwyklego chlodzenia wodnego do deflegma¬ cji — NO* z odpedzonych tlenków pod warunkiem prowadzenia tego procesu pod cisnieniem, co na zasadzie powszechnie znanej zaleznosci temperatu¬ ry rogy o pomocy zwyklej wody chlodzacej takiego stopnia wykroplenia NOz —N204 jaki jest wlasciwy dla procesu prowadzonego pod zwyklym cisnieniem, lecz przy zastosowaniu jako srodka chlodzacego solanki o temperaturze —10°C. Sposób wedlug wy^ nalazku daje oszczednosc zuzycia energii na wy^ twarzanie zimna i likwiduje naklady inwestycyjne na instalacje chlodnicza, co decyduje, ze nowe roz-T wiazanie jest znacznie bardziej ekonomiczne w jednostkach duzyeh, mimo dodatkowego zuzyciu energii mechanicznej lub cieplnej na sprezanie tlenków azotu.Cisnienie pod jakim prowadzi sie proces deslyr 51 79851798 lacji powinno byc dostosowane do temperatury wo¬ dy chlodzacej. Jezeli temperatura wody chlodzacej wynosi 25°, mozna prowadzic proces pod cisnie¬ niem 3—5 atmosfer.W okresach zimowych, lub tez przy stosowaniu do chlodzenia zimnych wód glebinowych, cisnie¬ nie to moze byc odpowiednio mniejsze na przyklad 1,5—3 atn- Prowadzenie procesu destylacji pod cisnieniem mozna zrealizowac stosujac odpowied¬ nia sprezarke podajaca gazowe tlenki pod wlasci¬ wym cisnieniem do kolumny destylacyjnej. W przypadku gdy tlenki azotu zasilajace kolumne destylacyjna skladaja sie prawie wylacznie z N02 — N204 i nie zawieraja wzglednie zawieraja male ilosci NO mozna zastosowac postepowanie kombinowane dajace powazne oszczednosci energii sprezania.Postepowanie to polega na tym, ze dwutlenek azotu poddaje sie wstepnemu sprezeniu do cisnie¬ nia wystarczajacego do jego calkowitego wykrop¬ lenia przy pomocy zwyklej wody chlodzacej to zna¬ czy do cisnienia okolo 2 atmosfer, przy którym temperatura wykroplenia wynosi okolo 37°C. a na¬ stepnie — po wykropleniu — kondensat wtlacza sie pod cisnieniem 3—5 atmosfer do odparowalni- ka, w którym ciekly N204 odparowuje ponownie i jako gaz o tym samym cisnieniu wprowadzany jest do kolumny destylacyjnej. Pompa do cieklego N204 moze byc zastapiona przez hydrostatyczne cisnienie slupa cieklych tlenków pod warunkiem umieszczenia wykraplacza tlenków na odpowied¬ niej wysokosci nad odparowalnikiem przy czym 7 m róznicy wysokosci daje 1 atmosfere nadwyzki cisnienia- Sprezanie wstepne moze byc zupelnie wyeliminowane w przypadku dysponowania woda chlodzaca o temperaturze wyraznie nizszej od punktu rosy dwutlenku azotu pod zwyklym cisnie¬ niem (wynoszacego 22°C) np. 15°C.Zastapienie sprezania dwutlenku azotii do pel¬ nego cisnienia panujacego w kolumnie destylacyj¬ nej przez jedna z powyzszych kombinacji wykrap- lania i ponownego odparowania pod cisnieniem jest ekonomicznie uzasadnione w przypadku dys¬ ponowania duzymi ilosciami odpadkowej pary grzejnej.Ponizsze przyklady przedstawiaja dwa z wielu mozliwych sposobów zastosowania wynalazku w instalacjach do przeróbki kwasu azotowego roz¬ cienczonego na kwas wysoko stezony metoda se¬ lektywnego odpedzania tlenku azotu z mieszanin tlenków azotu i wody. Odpowiadajace tym przy¬ kladom schematy przedstawione sa na fig. fig. 1 i 2.Przyklad I. Kolumna 1 pracujaca pod cis¬ nieniem 3 do 5 atmosfer, w której zachodzi proces odpedzania NO z mieszaniny cieklych tlenków azotu i wody jest zasilana dolem sprezonymi do tego cisnienia gazowymi tlenkami azotu, pocho-" dzacymi z odgazowania gotowego stezonego kwa¬ su azotowego. Szczyt kolumny 1 zraszany jest slabym kwasem azotowym jaki powstaje z przemy¬ cia gazu odlotowego woda w pluczce 2, nieco ni¬ zej wprowadza sie ciekla mieszanine N204 i N203 jaka wykrapla sie z gazu odlotowego w deflegma- torze 3 zasilanym zwykla woda chlodzaca. Gaz 10 20 25 30 35 40 45 50 60 65 opuszczajacy pluczke wodna 2 sklada sie prawie wylacznie z tlenku azotu. Rozpreza on sie w za¬ worze 5, z cisnienia 3—5 atmosfer do cisnienia zwyklego i odprowadzony zostaje do dolnej czesci kolumny utleniajacej 6. Odciek z kolumny 1 stanowi 80—90°/o kwas azotowy zawierajacy roz¬ puszczalne tlenki azotu. Po przejsciu przez zawór redukcyjny 4 wchodzi on takze do kolumny utle¬ niajacej 6.Kolumna utleniajaca 6 wyposazona jest w dol¬ nej czesci w grzejnice parowa dostarczajaca ciepla do endotermicznej reakcji utleniania tlenku azotu kwasem azotowym. Wypelnienie kolumny podzie¬ lone jest na 3 czesci. Dolna czesc znajdujaca sie bezposrednio nad wlotem tlenku azotu zraszana jest rozcienczonym np. 50°/o kwasem azotowym sprowadzanym z zewnatrz, który utleniajac NO do N02 rozciencza sie i jako slaby odciek odpro¬ wadzany zostaje z dna kolumny jako produkt uboczny. Srodkowa czesc wypelnienia zraszana jest odciekiem z kolumny 1. Tutaj czesc tego odcieku ulega przy pomocy goracych gazów oddestylowa¬ niu w postaci wysoko stezonych par HN03, druga czesc ulega rozcienczeniu i bierze udzial w utle¬ nianiu reszty NO do NOz. Czesc oparów ulega de- flegmacji w chlodnicy 7 utrzymywanej w tempe¬ raturze 40—70°C i zostaje zawrócona do kolumny 6 jako zroszenie górnej czesci wypelnienia. Gazy przechodzace przez chlodnice 7 skladaja sie pra¬ wie wylacznie z dwutlenku azotu i pary kwasu azotowego.Wiekszosc par kwasu azotowego wraz z mala czescia dwutlenku azotu ulega wykropleniu w kondensatorze wodnym 10. Wykropliny te sply¬ waja do kolumny bielacej 8, gdzie odpedzony zo¬ staje rozpuszczony w nich N02. Po schlodzeniu do normalnej temperatury w chlodnicy wodnej 9, wykropliny te w postaci okolo 99 procentowego kwasu azotowego, stanowia produkt koncowy.Dwutlenek azotu wraz z reszta niewykroplonych par kwasu azotowego pobierany jest z chlodnicy 10 przez sprezarke 11, która spreza go do cisnie¬ nia 3—5 atmosfer i podaje do dolnej czesci ko¬ lumny 1, czym caly cykl zostaje zamkniety.Przyklad II. Caly uklad wedlug schematu na fig. 2 jest w zasadzie identyczny jak w przykla¬ dzie I, z tym, ze zamiast sprezarki pracuje tutaj uklad zlozony z chlodnicy — wykraplacza 11 pompy 12 i odparowacza 13. Chlodnica 11 za¬ silana jest woda chlodzaca o temperaturze 15°C, co wystarcza do calkowitego wykroplenia dwutlen¬ ku azotu, który w postaci cieklej pobiera pompa 12, i wtlacza pod cisnieniem 3—5 atmosfer do od¬ parowacza 13, gdzie tlenki azotu ulegaja ponow¬ nemu odparowaniu i pod tym samym cisnieniem wprowadzone zostaja do kolumny 1. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania stezonego kwasu azotowe¬ go, o stezeniu przekraczajacym 70°/o na drodze se¬ lektywnego odpedzenia tlenku azotu z mieszanin cieklych tlenków azotu i wody wzglednie wodnych51798 roztworów kwasu azotowego z zastosowaniem de- flegmacji dwutlenku azotu z wydzielajacych sie gazów przez ich ochlodzenie znamienny tym, ze proces prowadzi sie pod cisnieniem wyzszym od atmosferycznego, w granicach 1,5 — 5 atmosfer 6 cisnienia calkowitego, dobranym tak, by w tempe¬ raturze srodka chlodzacego zastosowanego do de- flegmacji, wieksza czesc dwutlenku azotu zawar¬ tego w odpedzonych gazach — ulegla wykrople- niu. FigiKI. 12 i, 21/40 51798 MKP C 01 b Fig

2. Bltk 1309/66 r. 270 egz. A4 PL