PL66127B1 - - Google Patents

Description

Zwiekszenie stosunku 02 : NH3 powyzej 1,35 zwieksza wydajnosc reakcji glównej ale wplyw 20 ten jest nieznaczny. Z drugiej strony nieprzereago- wany nadmiarowy tlen, reaguje podczas wykrapla- nia pary wodnej, z powstalym tlenkiem azotu wed¬ lug reakcji: (4) 4 NO + 3 02 + 2 H20 - 4 HN03 w wyniku czego powstaje rozcienczony malowar- tosciowy kwas azotowy, przez co uzysk pozadanego tlenku azotu zmniejsza sie.W tabeli I zestawiono wyniki wplywu stosunku 02 : NH3 na wydajnosc poszczególnych reakcji oraz na uzysk tlenku azotu.Tabela I Stosunek 02: NH3 1 1,370 1,350 1,310 1,280 Wydajnosc reakcji % (1) 2 95,0 94,0 81,0 68,0 (2) 3 1,0 10 1,5 2,0 (3) 4 4,0 5,0 17,5 30,0 Uzysk NO w stosunku do wprowa¬ dzonego NH3 po uwzgled¬ nieniu rea¬ kcji (4)2 5 77,5 78,0 62,0 44,9 Inny znany sposób polega na tym, ze utlenianie amoniaku tlenem w mieszaninie z para wodna prowadzi sie w sposób tradycyjny przy uzyciu op- 6612766127 tymalnego stosunku 02: NH3 wynoszacym okolo 1,35, a nastepnie do goracych gazów poreakcyjnych dozuje sie w odpowiedniej ilosci gazowy wodór i tak powstala mieszanine wprowadza sie na selek¬ tywny katalizator na którym zachodzi reakcja (5) Oz + 2 H2 - 2 H20 Usuniety w ten sposób nieprzereagowany tlen nie reaguje juz z powstalym tlenkiem azotu podczas wykraplania pary wodnej przez co sumaryczny uzysk tlenku azotu w stosunku do wprowadzonego amoniaku zwieksza sie. Wada tej metody jest skomplikowanie procesu przez koniecznosc uzycia wodoru oraz przez prowadzenie reakcji w dwu reaktorach katalitycznych. Wad tych nie posiada sposób wedlug wynalazku.Polega on na katalitycznym utlenianiu amonia¬ ku tlenem w mieszaninie z para wodna, przy czym w mieszaninie tej stosunek 02: NH3 jest obnizony i wynosi okolo 1,270—1,300. Utlenianie amoniaku prowadzi sie na katalizatorze dwustopniowym.Pierwszym stopniem sa siatki platynowe lub pla- tynowo-rodowe, a drugim warstwa katalizatora tlenkowego w postaci pastylek, o skladzie 88—90% Fe203, 8,5—10% Cv2Os, 1,2—2% grafitu, aktywowa¬ nym tlenkami Na, K, Ca, Mg, Al, Cu, V, Mo, W, Zn, Sn, Ag, Co, Ni, Th, Ce, La, Pb, Mn.Temperatura reakcji wynosi okolo 800—850°C.Okazalo sie przy tym w sposób nieoczekiwany, ze pomimo obnizenia stosunku 02: NH3 wydajnosc reakcji glównej (1) jest bardzo wysoka i wynosi okolo 94—97%.Mieszanina reakcyjna przeplywa z góry na dól, kontaktujac sie najpierw z warstwa siatek platy¬ nowych w ilosci 2—3 sztuk, a nastepnie z warstwa katalizatora tlenkowego w wysokosci 50—500 mm, która jest zabudowana w reaktorze bezposrednio pod siatkami platynowymi. Katalizator tlenkowy stosuje sie w postaci pastylek o zróznicowanym ksztalcie i wielkosci, ulozonych w warstwie o wy¬ sokosci 50—500 mm.Przez zastosowanie nizszego stosunku 02: NH3, w gazach poreakcyjnych znajduje sie mniejsza ilosc nieprzereagowanego tlenu, a tym samym mniejsza ilosc powstalego tlenku azotu przereagowuje wed¬ lug reakcji (4) do kwasu azotowego w czasie wy¬ kraplania pary wodnej, przez co zwieksza sie uzysk tlenku azotu w stosunku do wprowadzonych do reakcji surowców.W tabeli II zestawiono wyniki wplywu stosunku 02: NH3 na wydajnosc poszczególnych reakcji oraz na uzysk tlenku azotu przy prowadzeniu procesu sposobem wedlug wynalazku.Przyklad. Do reaktora w którym zamonto¬ wano 2 siatki platynowo-rodowe posiadajace 1024 oczek/cm2, przy grubosci drutu siatki 0,076 mm oraz warstwe katalizatora tlenkowego grubosci 70 mm wprowadza sie mieszanke reakcyjna zawierajaca 10 20 30 35 40 45 50 55 okolo 47,5 kmol NH3, okolo 61,2 kmol 02 i okola 117,4 kmol pary wodnej. Katalizator w formie pas¬ tylek o wymiarach 8X6 mm zawiera w swym skladzie okolo 8,5 — 10% tlenków chromu, okolo 51—55% Fe w formie tlenków, okolo 1,2—2% gra¬ fitu oraz aktywatory w formie tlenków Na, K, Ca, Mg, Al, Cu, V, Mo, W, Zn, Sn, Ag, Co, Ni, Th, Ce* La, Pb, Mn.Stosunek 02: NH3 1 1,300 1,285 1,280 Ta Wydajnosc reakcji % (1) 2 97 96 94 (2) 3 — — 1 (3) 4 3 3 5 bela II Uzysk NO w stosunku do* wprowadzonego NH3 po uwzglednieniu reakcji (4) 5 1 88,9 89,5 86,8 Temperatura reakcji wynosi okolo 850°C. Z reak¬ tora odprowadza sie okolo 45,1 kmol NO, okolo 0,7 kmol N20, okolo 1,7 kmol N2 i okolo 188,7 kmoL pary wodnej.Wydajnosc reakcji tworzenia tlenku azotu wy¬ nosi okolo 95%. Gazy opuszczajace reaktor kieru¬ je sie do skraplacza pary skad po wykropleniu oprócz gazów inertnych odprowadza sie okolo 41,6 kmol NO i okolo 3554 kg kwasu azotowego o ste¬ zeniu okolo 5,4%. Calkowita wydajnosc procesu wynosi okolo 87,5% liczac na zuzyty amoniak. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania tlenku azotu, przez dwu¬ stopniowe utlenianie amoniaku tlenem rozcienczo¬ nym para wodna najpierw wobec katalizatora pla¬ tynowego a nastepnie wobec katalizatora zlozonego z tlenków metali w temperaturze 800—850UC, i na¬ stepnie wykroplenie z gazów poreakcyjnych zawar¬ tej w nich pary wodnej, znamienny tym, ze utle¬ nianiu poddaje sie mieszanine reakcyjna o molo¬ wym stosunku tlenu do amoniaku wynoszacym 1,270—1,330 przy czym mieszanine ta przepuszcza sie najpierw przez siatki platynowo-rodowe a na¬ stepnie przez warstwe katalizatora tlenkowego skladajacego sie z 8,5—10% Cr203, 88—90% Fe2Os, 1,2—2% grafitu, aktywowanych tlenkami Na, K, Ca, Mg, Al, Cu, V, Mo, W, Zn, Sn, Ag, Co, Bi, Th, Ce, La, Pb, Mn.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie katalizator tlenkowy uksztaltowany w postaci pastylek o zróznicowanym ksztalcie i wielkosci, ulozonych w warstwie o wysokosci 50— 500 mm. PZG w Pab., zam. 1104-72, nakl. 195+20 egz. Cena zl 10,— PL PL