SU649650A1

SU649650A1 - Method of obtaining nitrous acid

Info

Publication number: SU649650A1
Application number: SU681240883A
Authority: SU
Inventors: Стефан Никифорович Сороко; Владимир Архипович Веденин; Иосиф Николаевич Червенко; Николай Алексеевич Симулин; Валентин Васильевич Харламов; Аркадий Мефодиевич Алексеев; Николай Иванович Беляев; Марк Александрович Миниович; Василий Иванович Трошин; Маргарита Ивановна Гуськова; Александр Анатольевна Солоха; Алла Михайловна Тикман
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6603
Priority date: 1968-05-17
Filing date: 1968-05-17
Publication date: 1979-02-28

Description

1one

Изобретение относитс к производству азотной кислоты из аммиака иод трем ступен ми давлений.The invention relates to the production of nitric acid from ammonia and iodine in three pressure steps.

Известны способы получени азотной кислоты путем окислени аммиака, охлаждени нитрозных газов, расширени их с превраидением тепловой энергии в механическую , сжати и абсорбции воздуха и нитрозных газов с последующей рекуперацией их энергии в газовых турбинах.Methods are known for producing nitric acid by oxidizing ammonia, cooling nitrous gases, expanding them with transforming thermal energy into mechanical energy, compressing and absorbing air and nitrous gases with subsequent recovery of their energy in gas turbines.

Известные способы включают в себ следующие стадии: смешение аммиака со сжатым воздухом, каталитическое окисление аммиака, смеиление полученных нитрозных газов с дополнительным воздухом, расширение нитрозных газов в турбине, охлаждение нитрозных газов и последующее их сжатие, абсорбци окислов азота водой с образованием азотной кислоты, рекупераци энергии сжатых хвостовых газов .Known methods include the following stages: mixing ammonia with compressed air, catalytic oxidation of ammonia, mixing the resulting nitrous gases with additional air, expanding nitrous gases in the turbine, cooling nitrous gases and then compressing them, absorbing nitrogen oxides with water to form nitric acid, recuperating compressed tail gas energy.

Предлагаемый способ отличаетс от известного тем, что, с целью увеличени степени превращени тепловой энергии в механическую , повышени степени абсорбции окислов азота, снижени содержани кислорода в выхлопиых газах, гор чие нитрозиые газы перед расширением смешивают с циркулирующими нитрозиыми газами.The proposed method differs from that in that, in order to increase the degree of conversion of thermal energy into mechanical energy, increase the degree of absorption of nitrogen oxides, decrease the oxygen content in exhaust gases, hot nitrosia gases are mixed with circulating nitrosia gases before expansion.

Циркулирующие нитрозные газы предварительно подогревают до 500-600°С.Circulating nitrous gases are preheated to 500-600 ° C.

Гор чие нитрозные газы после раещирени направл ют дл подогрева циркулирующих и хвостовых газов.The hot nitrous gases, after scaling, are directed to preheat the circulating and tail gases.

Предлагаемый способ заключаетс в следующем .The proposed method is as follows.

Сжатый до 4-10 ати воздух смешивают с аммиаком, окисл ют последний до окиси азота, смешивают образовавшиес нитрозные газы с циркулирующими гор чими иитрозными газами. Смесь нптрозиых газов расшир етс в турбине низкого давлени до 2-4 атп, теило нитрозиых газов утилизируетс в рекуиераторе и иодогрсвателе хвостовых газов. Далее производ т охлаждение и иромывку газов от аммонийных солей в тарельчатом холодильиике , сжатие емеси нитрозных газов до 4-10 ати, возврат циркулирующих газов в рекуиератор, дожатие основных нитрозных газов до 10-30 ати и выще, абсорбцию окислов азота водой и расширение хвостовых газов в турбине высокого давлени . Способ по сн етс чертежом.The air compressed to 4-10 atm is mixed with ammonia, the latter is oxidized to nitric oxide, and the resulting nitrous gases are mixed with circulating hot and nitrous gases. The mixture of impermeable gases is expanded in a low-pressure turbine to 2-4 atp, the body of nitrotic gases is utilized in a recuperator and tail gas iodine. Next, the gases from ammonium salts are cooled and washed out in a cupboard refrigeration unit, the mixture of nitrous gases is compressed to 4-10 MPa, the circulating gases are returned to the reactor, the main nitrous gases are pressed to 10-30 MPa and higher, the absorption of nitrogen oxides by water and the expansion of tail gases in a high pressure turbine. The method is explained in the drawing.

Воздух, пройд очнетку от механических примесей, засасывают компрессором 1, сжимают до 5,2 атп и направл ют по трубопроводу а сначала иа ох.чаждение контактного аппарата 2, а затем в смеситель 3. В последний одновременно с воздухом подают и газообразный аммиак, где они образуют смесь, содержащую 9,5-11% аммиака . Полученна аммиачно-воздушна смесь поступает в контактный аппарат, где в присутствии платиноидного катализатора при давлении 5 ати и температуре 880 900 С аммиак окисл етс с образованием окиси азота и воды. В образовавшиес нитрозные газы по трубопроводу б подают циркулирующие нитрозные газы, лредварительно подогретые до 540-580°С, в результате чего температура нитрозных газов понижаетс с 900 до 700-800°С. Далее нитрозных газов под давлением 5-5,1 ати поступает в газовую турбину 4 низкою давлени , где происходит расширение газа до 2-2,5 ати и превращение значительной части тепла в механическую энергию, за счет чего температура газа снижаетс до 600-620С.The air passed through the impurities from the impurities is sucked in by compressor 1, compressed to 5.2 atp and sent through the pipeline and first and foremost the contact apparatus 2, and then to the mixer 3. At the same time, gaseous ammonia is supplied with air, where they form a mixture containing 9.5-11% ammonia. The ammonia-air mixture obtained enters the contact apparatus, where, in the presence of a platinum catalyst at a pressure of 5 at and a temperature of 880,900 ° C, ammonia is oxidized to form nitric oxide and water. Circulating nitrous gases, preheated to 540-580 ° C, are fed into the nitrous gases formed through the pipeline b, as a result of which the temperature of the nitrous gases is reduced from 900 to 700-800 ° C. Further, nitrous gases under pressure of 5–5.1 MPa enter the gas turbine 4 of low pressure, where gas expands to 2–2.5 MPa and converts a significant part of heat into mechanical energy, thereby reducing the gas temperature to 600–620 ° C.

Нитрозные газы по выходе из турбины 4 дел тс на два потока. Один из них направл ют в рекуператор 5, где за счет тепла нитрозных газов происходит подогрев циркулирующих газов до 540-580°С, а другой - в подогреватель хвостовых газов , где нитрозные газы охлаждаютс до 200°С, а хвостовые газы нагреваютс до 540-580°С.The nitrous gases at the exit of the turbine 4 are divided into two streams. One of them is directed to the recuperator 5, where the heat of the nitrous gases is heated by circulating gases to 540-580 ° C, and the other to the tail gas heater, where the nitrous gases are cooled to 200 ° C, and the tail gases are heated to 540 580 ° C.

Оба потока нитрозных газов по выходе из рекуператора 5 и подогревател 6 объедин ютс в один поток. Г1оследний поступает в холодильникнпромыватель 7, npt;;ставл ющий аппарат с ситчатыми тарелками , на которых расположены охлаждающие змеевики. В холодильнике-промывателе происходит охлаждение нитрозных газов до 40С, конденсаци реакционной воды , образование азотной кислоты и промывка нитрозных газов от аммонийных солей , образовавщихс при нроскоках аммиака через катализаторные сетки. Охлажденные и осушенные нитрозные газы поступают в двухступенчатый нитрозный компрессор 8. В первой ступени этого компрессора газы сжимают до 5-5,2 ати. По выходе из первой ступени компрессора нитрозные газы снова дел т на два потока: один из них направл ют на циркул цию через рекуператор 5, а второй (после охлал дени ) - во вторую ступень компрессора , где его дожимают до 15-20 ати и с этим давлением подают в холодильникконденсатор 9 дл охлаждени до 40-45°С. При этом одновременно с о.хлаладением газа происходит конденсаци остатков napois воды и образование азотной кислоты.Both streams of nitrous gases at the outlet of the heat exchanger 5 and the preheater 6 are combined into one stream. The last one enters the refrigerator washer 7, npt ;; a stabling apparatus with perforated plates on which cooling coils are located. In the washer cooler, nitrous gases are cooled to 40 ° C, condensation of the reaction water, formation of nitric acid, and washing of nitrous gases from ammonium salts formed during ammonia leakage through catalyst grids. The cooled and dried nitrous gases enter the two-stage nitrous compressor 8. In the first stage of this compressor, the gases are compressed to 5-5.2 MPa. Upon leaving the first stage of the compressor, the nitrous gases are again divided into two streams: one of them is directed to circulation through the recuperator 5, and the second (after cooling down) - to the second stage of the compressor, where it is pressed to 15-20 MPa and this pressure is fed to the condenser condenser 9 for cooling to 40-45 ° C. In this case, simultaneously with the cooling of the gas, the napois residues of water condense and nitric acid is formed.

Охлажденные нитрозные газы по выходи из холодильника-конденсатора 9 вместе с образовавшейс азотной кислотой поступают в нижнюю часть абсорбционной колонны 10 с ситчатыми тарелками. Па lUpxThe cooled nitrous gases at the exit from the condenser condenser 9 together with the nitric acid formed go to the lower part of the absorption column 10 with perforated plates. Pa lUpx

колонны подают конденсат вод ного пара, который, взаимодейству с окислами азота, образует на выходе из колонны азотную кислоту с концентрацией 60-70%.The columns supply water vapor condensate, which, interacting with nitrogen oxides, forms nitric acid with a concentration of 60-70% at the outlet of the column.

В колонну 10 на соответствующую тарелку подают насосом II кислый конденсат , образовавшийс и хо;1одильнике-промывателе 7. Выход и1,1е из абсорбционной колонны хвостовые газы с температуройIn column 10, acid condensate formed and ho; 1dilator 7 is pumped to the appropriate plate by pump II. Exit i.1.1e from the absorption column tail gases with temperature

25--30С поступают в подогреватель 6, в котором за счет тепла нитрозных газов их подогревают до 540-580°С, после чего подают в газовую турбину 12 высокого давлени , где расшир ютс до атмосферного25--30 ° C are fed to a preheater 6, in which, due to the heat of nitrous gases, they are heated to 540-580 ° C, after which they are fed to a high-pressure gas turbine 12, where they expand to atmospheric

давлени .pressure.

Полученна 60-70%-на азотна кислота из колонны 10 поступает в продувочную колонну 13, где сжатым воздухом под давлением 2-2,5 ати происходит отдувка окислов азота, растворенных в кислоте. Отбеленна кислота из колонны 13 выдаетс в склад, а отдувочные газы поступают в холодильник-иромыватель . Добавочный воздух, необходимый дл The resulting 60-70% nitric acid from the column 10 enters the purge column 13, where the nitrogen oxides dissolved in the acid are blown off with compressed air under a pressure of 2-2.5 mp. The bleached acid from the column 13 is discharged into the storage area, and the stripping gases enter the refrigerator and the washer. Extra air required for

процесса абсорбции окислов азота, отбирают по трубопроводу в и смешивают с циркулирующими нитрозиыми газами перед поступлением их в рекуператор, где воздух вместе с нитрозными газами нагревают до 540-580°С и подают в турбину 4. Таким образом осуществл етс рекупераци энергии, затраченной на сжатие дополнительного воздуха. Хвостовые газы, предварительно подогретые в подогревателе 6 до 540-580°С, смешивают с водородсодержащим газо.м. Образовавша с смесь поступает в реактор 14, в котором на катализаторе происходит восстановление окислов азота до элементарного азота и повышение температуры хвостовых газов до 720-760°С. Очищенные хвостовые газы с указанной температурой поступают в турбину 12 высокого давлени , где расщир ютс до атмосферногоthe process of absorption of nitrogen oxides, taken through the pipeline in and mixed with circulating nitrosium gases before entering them to the recuperator, where the air together with nitrous gases is heated to 540-580 ° C and fed to the turbine 4. Thus, the energy expended in compression is recovered additional air. The tail gases preheated in the preheater 6 to 540-580 ° C are mixed with the hydrogen-containing gas meter. Formed with the mixture enters the reactor 14, in which nitrogen oxides are reduced to elemental nitrogen on the catalyst and the temperature of the tail gases rises to 720-760 ° C. Purified tail gases at a specified temperature enter the high-pressure turbine 12, where they are expanded to atmospheric pressure.

давлени .pressure.

Ф о р .м у л а изобретен и Ф о р. М у л and invented and

1. Способ получени азотной кислоты путем окислени аммиака, охлаждени нитрозных газов, расширени их с превращением тепловой энергии в механическую, сжати и абсорбции нитрозных газов водой1. A method of producing nitric acid by oxidizing ammonia, cooling nitrous gases, expanding them to convert thermal energy into mechanical energy, compressing and absorbing nitrous gases with water

с последующей рекуперацией энергии хвостовых газов, отличающийс тем, что, с целью увеличени степени превращени тепловой энергии в механическую и воз .можиости регулировани содержани кислорода в хвостовых газах, гор чие нитрозпые газы перед расщиреиием смешивают с цирку.лируюишми нитрозными газами.followed by energy recovery of tail gases, characterized in that, in order to increase the degree of conversion of thermal energy into mechanical energy and the ability to control the oxygen content in the tail gases, hot nitroz gases are mixed with circulating nitrous gases before expansion.

2. Способ .ио п. 1, отличающийс тем, что цпркулирую1цие нитрозные газы2. The method .io p. 1, characterized in that it circulates nitrous gases

предварительно подогревают до 500-600°С.preheated to 500-600 ° C.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что гор чие нитрозные газы после расширени направл ют частично дл подогрева циркулирующих газов, а частично - дл подогрева хвостовых газов.3. The method according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the hot nitrous gases, after expansion, are directed partly for heating the circulating gases, and partly for heating the tail gases.