RU2080287C1

RU2080287C1 - Plant for concentrating nitric acid

Info

Publication number: RU2080287C1
Application number: RU93019573A
Authority: RU
Inventors: Г.С. Кабатов; Н.И. Мирмов; В.С. Купак; Ф.Ф. Газизов
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1997-05-27

Abstract

FIELD: nitric acid production. SUBSTANCE: plant consists of rectification column and a series of successively arranged apparatuses combined into one upright column: inlet box, bleaching column, and condenser-cooler for nitrogen acid vapors. Inlet box is connected with rectification column and concentrated nitrogen acid cooler, and condenser-cooler with nitrous gas blower. Concentrated nitrogen acid cooler is constructed in the form of a separate module attached to lower part of inlet box and provided with pipeline with hydraulic gate shaped as reverse loop disposed at a height of maximum level of liquid in cooler. EFFECT: decreased dimension of plant and minimized pollution of air with gas. 1 dwg

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству концентрирования и регенерации азотной кислоты. The invention relates to the chemical industry, in particular to the production of concentration and regeneration of nitric acid.

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. A known installation of the concentration of nitric acid including distillation and bleaching columns. A receiving chamber is attached to the bottom from the bottom, and a condenser-refrigerator of nitric acid vapor, consisting of several cooling modules, is mounted on top. Thus, the receiving chamber, the bleaching column, and the condenser-cooler of the nitric acid vapor form one compact apparatus instead of several finishing apparatuses of a similar purpose. The receiving chamber is connected by a pipe to a refrigerator of concentrated nitric acid.

В установке-прототипе полностью решена проблема качественно отбелки (отдувки) оксидов азота из азотной кислоты, существенно сокращена протяжность соединительных трубопроводов. In the prototype installation, the problem of high-quality bleaching (blowing) of nitrogen oxides from nitric acid was completely solved, the length of the connecting pipelines was significantly reduced.

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.However, the need for transportation of pipelines from the bleaching column to the refrigerator hot (85 90 ^o C) highly aggressive nitric acid makes the installation is not reliable enough. In addition, the concentrated nitric acid refrigerator is structurally complex and bulky.

Целью изобретения является повышение надежности установки, увеличение ее производительности за счет сокращения простоев, связанных с технологическим обслуживанием и ремонтом установки. The aim of the invention is to increase the reliability of the installation, increase its productivity by reducing downtime associated with technological maintenance and repair of the installation.

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. This goal is achieved by the fact that in the specified installation, including a distillation column and sequentially arranged from the bottom up, forming a vertical column, a receiving chamber, a bleaching column and a condenser-cooler of nitric acid vapor made of separate modules, while the receiving chamber is connected to a distillation column and a refrigerator concentrated nitric acid, and a condenser-cooler with gas blowing of nitrous gases, a refrigerator of concentrated nitric acid is made as a separate The module is docked to the bottom chamber and the discharge duct is provided with a hydraulic lock as a feedback loop, situated at the height of the maximum liquid level in the refrigerator.

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. The drawing shows a diagram of the proposed installation. The distillation column 1 is connected by a pipe 2 to the receiving chamber 3 of the bleaching column. 4. Above the receiving chamber is the bleaching part of the column, which is a shell filled with Raschig rings to effectively carry out the process of blowing nitrogen oxides. The bleaching unit, with its lower part, is connected to the receiving chamber 3, and the upper one to the nitric acid vapor condenser 5. The nitric acid vapor condenser is made of separate cooling modules 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. A cooler 7 of production nitric acid is connected to the receiving chamber 3, similar in design to the condenser module. The refrigerator 7 is equipped with a branch pipe 8, which is also a water lock, the return loop 9 of which is located at the height of the maximum liquid level in the refrigerator 7.

Нитрозные газы, пары воды, воздух по трубопроводу 10 отсасываются газодувкой 11 и подаются в абсорбционную башню (на фиг. не показана) для дальнейшей обработки. Nitrous gases, water vapor, air through a pipe 10 are sucked off by a gas blower 11 and fed to an absorption tower (not shown in FIG.) For further processing.

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. The installation is as follows. 45 50% aqueous solution of nitric acid or its mixture with sulfuric acid is fed into the middle part of distillation column 1, and 90 92% sulfuric acid is placed on a plate located above the middle part of the column.

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. The concentration of nitric acid with the formation of its vapors is carried out using sharp water vapor introduced into the lower part of the distillation column 1. The nitric acid vapors resulting from the rectification, inert gases, and water vapors are piped 2 to the receiving chamber 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. From here they enter the bleaching (stripping) part of the column 4 and then to the condenser 5, the nitric acid vapor, in contact with the cold walls of the cooling elements, modules 6, condense and, under the action of gravity, liquid nitric acid flows down the nozzle (Rashig ring) of the bleaching column down . Here, in the bleaching column, an intensive process of blowing off nitrogen oxides dissolved in concentrated nitric acid, separation of an inert gas, and water vapor proceeds. In addition, the temperature of the mixture of vapors coming from the distillation column 1 decreases. The actual process of blowing starts already in the receiving chamber 3, where the steam mixture is in contact with nitric acid flowing from the upper zone of the bleaching column. Flowing nitric acid has a sufficiently high temperature due to contact with the steam mixture in the receiving chamber and the bleaching zone. The cooling of nitric acid is carried out in the refrigerator 7. To increase the cooling efficiency in the refrigerator 7, a constant liquid level is maintained and its uniform discharge is carried out. To this end, the refrigerator is equipped with an outlet pipe 8 made in the form of a water seal, the return loop 9 of which is located at the height of the maximum liquid level in the refrigerator 7.

Охлаждающая вода подается в трубки холодильника и конденсатора по трубопроводу 12. Cooling water is supplied to the tubes of the refrigerator and condenser through line 12.

Инертные газы, пары воды, нитрозные газы из конденсатора 4 холодильника 5 по трубопроводу 10 отсасываются газодувкой 11, поддерживая постоянное задание давления в конденсаторе. Inert gases, water vapor, nitrous gases from the condenser 4 of the refrigerator 5 are sucked off by a gas blower 11 through a pipe 10, maintaining a constant pressure setting in the condenser.

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. The exclusion from the technological scheme of pipelines, shutoff and control valves for transporting hot highly aggressive nitric acid from the receiving chamber to the refrigerator can significantly increase the reliability of the concentration plant, reduce its downtime associated with technological maintenance and repair by 15 20%, and increase by 12 15% technological complex productivity.

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. The proposed installation is compact and occupies a minimum production area. The direct connection of several devices and their unification (a condenser-refrigerator of nitric acid vapor and a refrigerator of concentrated nitric acid are made of standardized modules) allowed the installation cost to reduce the gas contamination of the premises.

Claims

A nitric acid concentration installation, including a distillation column and successively arranged from the bottom up, forming a vertical column, a receiving chamber, a bleaching column, and a condenser-cooler of nitric acid vapor made of separate modules, the receiving chamber being connected to a distillation column and a concentrated nitric acid refrigerator, and a condenser-cooler with gas blowing of nitrous gases, characterized in that the refrigerator of concentrated nitric acid is made in the form of separate unit, docked to the bottom of the receiving chamber, and is equipped with a bypass pipe with a water seal in the form of a return loop located at the height of the maximum liquid level in the refrigerator.