UA122268C2 - Реактор, призначений для окиснення аміаку при одержанні азотної кислоти - Google Patents
Реактор, призначений для окиснення аміаку при одержанні азотної кислоти Download PDFInfo
- Publication number
- UA122268C2 UA122268C2 UAA201808904A UAA201808904A UA122268C2 UA 122268 C2 UA122268 C2 UA 122268C2 UA A201808904 A UAA201808904 A UA A201808904A UA A201808904 A UAA201808904 A UA A201808904A UA 122268 C2 UA122268 C2 UA 122268C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- catalyst
- sensor
- specified
- reactor
- ammonia
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 68
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 24
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 16
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 14
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
- B01J12/007—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
- B01J23/464—Rhodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/58—Fabrics or filaments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/24—Nitric oxide (NO)
- C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/24—Nitric oxide (NO)
- C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
- C01B21/265—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia characterised by the catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/24—Nitric oxide (NO)
- C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
- C01B21/28—Apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/38—Nitric acid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00186—Controlling or regulating processes controlling the composition of the reactive mixture
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Description
Галузь техніки, до якої відноситься винахід
Даний винахід відноситься до галузі промислового одержання азотної кислоти.
Рівень техніки
Одержання азотної кислоти по суті включає: першу стадію, яка являє собою окиснення газоподібного аміаку за допомоги повітря в присутності придатного каталізатора з одержанням газоподібного продукта, який містить МОх і М2О (закис азоту); другу стадію, яка являє собою введення вказаного газоподібного продукту у взаємодію з водою для абсорбції вказаних вище оксидів і одержання НМОЗз.
Першу стадію, яка являє собою окиснення аміаку, зазвичай проводять під тиском у придатній посудині, яку також називають піччю для спалювання або реактором для спалювання. Каталізатором зазвичай є упаковка сіток, виготовлених з платини-родію (РІ-НН), поміщених у кошик, який знаходиться всередині вказаного реактора. Кошик може містити деяку кількість кілець Рашига (для покращення взаємодії газоподібних компонентів) або, в разі потреби, розташований нижче сітки РІ-ВН вторинний каталізатор, призначений для видалення
М2О.
При проведенні процедури відбувається нагрівання вказаного каталізатора РІ-ВН до високої температури (від 900 до 1000 "С). Навколо кошика з каталізатором розташовані теплообмінні елементи, призначені для утилізації тепла, яке виділяється при реакції, шляхом його перенесення в придатне середовище. Зазвичай вказані елементи являють собою трубки котла- утилізатора тепла відхідних газів, призначеного для одержання пари.
Точне вимірювання температури каталізатора потрібне для оптимізації перетворення МН: і для швидкого виявлення будь-якого локального відхилення, яке може загрожувати безпеці.
Відхилення від оптимальної температури може призвести до недостатнього окиснення аміаку або до утворення вибухової суміші.
У попередньому рівні техніки за температурою каталізатора РІ-НП слідкували за допомоги набору датчиків температури (зазвичай від З до б), кожний датчик вбудований у відповідний канал для введення термопар.
Канал для введення термопар по суті являє собою трубчастий елемент, призначений для захисту датчика температури. Оскільки для забезпечення надійних результатів вимірювання
Зо датчик температури повинен бути розташований поряд з каталізатором РІ-ВН, канал для введення термопар повинен являти собою подовжений елемент і він повинен проходити через декілька елементів: через оболонку реактора, трубки котла-утилізатора тепла відхідних газів, кошик і велику частину кілець Рашига або вторинного каталізатора, розташованих всередині кошика.
Внаслідок цього установка вказаних датчиків і відповідних каналів для введення термопар є важкою і дорогою; крім того точність і надійність результатів не є задовільними. Канали піддаються впливу високої температури (приблизно 900 С) і можуть піддаватися корозії внаслідок конденсації МОх з утворенням НМОз, особливо під час зупинки роботи. Для заміни каналів для введення термопар потрібна зупинка технологічної установки на тривалий час. Крім того, переобладнання реактора для спалювання шляхом установки однієї або більшої кількості датчиків температури є досить важким, оскільки для будь-яких знову встановлених каналів для введення термопар потрібний прохід через посудину високого тиску і, в більшості випадків, при включенні отвору в посудину високого тиску необхідне проведення нового випробування на герметичність.
Короткий виклад суті винаходу
Задачею даного винаходу є усунення вказаних вище недоліків попереднього рівня техніки.
Ця задача вирішена за допомоги розробки способу одержання азотної кислоти, який включає стадію окиснення аміаку в присутності каталізатора, який відрізняється тим, що він включає стадію стеження за температурою вказаного каталізатора за допомоги принаймні одного безконтактного датчика інфрачервоного випромінювання.
Іншим об'єктом даного винаходу є реактор, призначений для каталітичного окиснення аміаку, переважно призначений для подальшого одержання азотної кислоти, який включає посудину високого тиску і кошик з каталізатором, вказаний кошик з каталізатором містить каталізатор, який підходить для окиснення аміаку, реактор відрізняється тим, що він включає принаймні один датчик інфрачервоного випромінювання, пристосований для вимірювання температури вказаного каталізатора.
Переважні особливості описані в залежних пунктах формули винаходу.
Окиснення аміаку відбувається в присутності кисню і це означає, що окисником може бути будь-який придатний окисник, включаючи, наприклад, повітря або збагачене киснем повітря, 60 або кисень.
Переважно, якщо каталізатором є платиновий каталізатор або платино-родієвий каталізатор. Переважно, якщо каталізатор знаходиться у формі сітки.
У переважному варіанті здійснення вказаний принаймні один датчик інфрачервоного випромінювання розташований далеко (розміщений на відстані) від каталізатора. Відповідно, датчик не знаходиться в безпосередньому контакті з каталізатором. Більш переважно, якщо вказаний датчик не знаходиться в безпосередньому контакті з газоподібним потоком, який містить аміак і окисник.
В особливо переважному варіанті здійснення вказаний датчик встановлений в оглядовому вікні посудини високого тиску, яка входить у склад реактора.
Для вимірювання температури каталізатора датчик може бути спрямований на певну ділянку каталізатора, наприклад, ділянку каталітичної сітки. У ще одному варіанті здійснення датчик можна переключати між принаймні першим положенням, де датчик спрямований на першу ділянку каталізатора, і другим положенням, де датчик спрямований на другу ділянку каталізатора. Внаслідок цього, за допомоги датчика можно визначити температуру різних ділянок каталізатора. Для цього датчик можна встановити в рухомий патрон. У деяких варіантах здійснення рухомий патрон є частиною датчика, тобто датчик включає вбудований рухомий патрон.
Описана вище особливість забезпечує наявність рухомого датчика, за допомоги якого можна визначити температуру певних ділянок каталізатора, що дозволяє провести порівняння різних ділянок каталізатора за допомоги системи управління. При нормальному режимі роботи температура повинна бути всюди однаковою. Різна температура різних ділянок каталізатора, яка перевищує раніше задане граничне значення, може означати відхилення від нормального режиму роботи, наприклад, забруднення або руйнування сітки, і в деяких варіантах здійснення це можна використовувати для подання аварійного сигналу.
У переважних варіантах здійснення використовують декілька датчиків інфрачервоного випромінювання. Кожний датчик може являти собою нерухомий датчик або рухомий датчик і в другому випадку кожний датчик можна переключати між принаймні двома положеннями, де він спрямований на різні ділянки каталізатора, щоб визначити температуру певної ділянки каталізатора.
Зо Рухомий датчик або кожний з рухомих датчиків може бути спрямований принаймні на дві ділянки каталізатора. У переважному варіанті здійснення рухомий датчик або кожний з рухомих датчиків відрегульований таким чином, що він спрямований на суцільну ділянку, розташовану між двома кінцевими точками, які відповідають кінцевим положенням рухомого датчика.
Ще одним об'єктом даного винаходу є переобладнання існуючої технологічної установки, призначеної для одержання азотної кислоти. Переобладнання реактора для окиснення аміаку проводять за допомоги установки принаймні одного датчика інфрачервоного випромінювання, призначеного для визначення температури каталізатора.
Переважно, якщо вказаний принаймні один датчик встановлений у наявному оглядовому вікні посудини високого тиску. Оглядове вікно (яке також називається оглядовим склом) зазвичай встановлене для того, щоб зазирнути в реактор, і воно включає, наприклад, фланець, на якому закріплене відповідне прозоре покриття, наприклад, скляне покриття. Реактор для окиснення аміаку може включати одну або більшу кількість оглядових вікон, спрямованих на каталітичну сітку, за допомоги яких можна перевіряти стан самої сітки. У такому випадку в даному винаході одну або більшу кількість оглядових вікон використовують для установки однієї або більшої кількості датчиків інфрачервоного випромінювання для вимірювання температури каталізатора.
Об'єктом даного винаходу також є спосіб стеження за температурою каталізатора в реакторі для окиснення аміаку, який відрізняється тим, що стеження за температурою вказаного каталізатора проводять за допомоги принаймні одного безконтактного датчика інфрачервоного випромінювання.
В обсяг даного винаходу також входить застосування значення температури, одержаного за допомоги вказаного принаймні одного датчика інфрачервоного випромінювання, для регулювання перебігу окиснення аміаку і, точніше, для визначення відношення кількості аміаку до кількості окисника в завантаженні, яке подається в реактор.
У деяких варіантах здійснення даного винаходу точне і надійне вимірювання температури, до якої нагрівається каталізатор, можна використовувати для регулювання вказаного відношення кількості аміаку до кількості окисника, яке проводиться в безперервному режимі.
Переважно, якщо вказаним окисником є повітря.
Відповідно до цього, об'єктом даного винаходу є спосіб одержання азотної кислоти, який бо включає стадію окиснення аміаку в присутності каталізатора, який включає стадію стеження за температурою вказаного каталізатора за допомоги принаймні одного безконтактного датчика інфрачервоного випромінювання, де вказану стадію окиснення проводять при відношенні кількості аміаку до кількості окисника, яке безперервно регулюють залежно від температури каталізатора, визначеної за допомоги вказаного принаймні одного безконтактного датчика інфрачервоного випромінювання.
Ще одним об'єктом даного винаходу є реактор, в якому температуру каталізатора, визначену за допомоги вказаного принаймні одного безконтактного датчика інфрачервоного випромінювання, використовують у системі управління реактором для регулювання відношення кількості аміаку до кількості окисника в завантаженні, яке подається в реактор.
Даний винахід має такі переваги: легкий монтаж, який також можна здійснювати зовні посудини, якщо датчики встановлені в бічних отворах; пряме і надійне вимірювання температури каталізатора; відсутність контакту з технологічним газом і відсутність небезпеки корозійного руйнування; легке технічне обслуговування, більш проста конструкція трубок котла- утилізатора тепла відхідних газів, в яких більше не прокладені канали для введення термопар.
Варіанти здійснення, в яких використовують рухомі датчики, забезпечують додаткову перевагу, яка полягає в підвищенні ймовірності визначення будь-якого відхилення від нормального режиму роботи каталізатора.
Ще однією перевагою даного винаходу є покращене і більш точне регулювання перебігу процедури, особливо шляхом регулювання відношення кількості аміаку до кількості окисника в завантаженні, яке подається в реактор, залежно від температури каталізатора, тобто температури суміші аміак-окисник (наприклад, суміші аміак-повітря), визначеної за допомоги однієї або більшої кількості датчиків інфрачервоного випромінювання.
Даний винахід роз'яснений з посиланням на необмежувальний приклад переважних варіантів здійснення.
Опис креслень
На Фіг. 1 представлена спрощена схема деяких компонентів технологічної установки для одержання азотної кислоти.
На Фіг. 2 представлена детальна схема реактора для окиснення аміаку, представленого на
Фіг. 1, який відповідає одному варіанту здійснення даного винаходу.
На Фіг. З представлена детальна схема переважного варіанта здійснення даного винаходу.
Детальний опис винаходу
На Фіг. 1 представлені основні стадії промислового одержання азотної кислоти. Реактор 1 містить сітку 2 каталізатора РІ-ВИ, яка підходить для окиснення газоподібного аміаку З в присутності повітря. У ході вказаного окиснення аміаку в реакторі 1 одержують продукт-газ 4, який містить оксиди азоту, включно з МОх і М2О. Після утилізації тепла шляхом пропускання вказаного продукту-газу 4 через теплообмінник 5 його зазвичай обробляють у башті 6, в якій оксиди абсорбують водою 7 і одержують водний розчин 8, який містить азотну кислоту і газ 9, який відводиться зверху. Вказаний розчин 8 додатково очищають і одержують азотну кислоту і газ 9 зазвичай обробляють в установці Оє-МОХ для видалення оксидів азоту; всі описані вище процедури проводять за відомими методиками, які не є суттєвими для даного винаходу і не описані детально.
На Фіг. 2 представлена детальна схема вказаного реактора 1. Реактор 1 включає посудину 10 з кришкою 11, закріпленою фланцями 12, 13. Реактор 1 містить сітку 2 каталізатора РІ-ВІ і кошик 14 для кілець Рашига і/або вторинного каталізатора; на кресленні також показані трубки 15 котла-утилізатора тепла відхідних газів.
Реактор 1 включає принаймні один датчик інфрачервоного випромінювання (14) 16, поміщений в оглядове вікно 17 посудини високого тиску 10. Точніше, на Фіг. 2 представлений переважний варіант здійснення, в якому оглядове вікно 17 включене в кожух 11. Вказаний ІЧ- датчик 16 спрямований на сітку 2 і тому за його допомоги можна визначити температуру каталізатора.
Переважно, якщо використовують декілька ІЧ-датчиків, щоб стежити за температурою по всій сітці 2.
Ще більш переважно, якщо датчик інфрачервоного випромінювання або кожний датчик інфрачервоного випромінювання встановлений у рухомий патрон (наприклад, у патрон кульового шарніра), щоб датчик можна було спрямувати на різні ділянки (участки) сітки 2.
Наприклад, на Фіг. З представлений ІЧ-датчик 16, встановлений у рухомий патрон 18, і видно, що, перебуваючи в першому положенні 16, датчик спрямований на першу ділянку 2" сітки 2, і перебуваючи в другому положенні (пунктирна лінія), датчик спрямований на другу ділянку 2" вказаної сітки. бо У деяких варіантах здійснення ІЧ-датчик 16 може включати вбудований рухомий патрон 18.
Переважно, якщо рухомий датчик 16, представлений на Фіг. З, регулюють таким чином, що за його допомоги можна визначити температуру суцільної ділянки каталізатора, розташованої між двома кінцевими положеннями, наприклад, між точками 2" і 2", представленими на Фіг. 3.
Сигнал, одержаний за допомоги однієї або більшої кількості датчиків інфрачервоного випромінювання, надходить у систему спостереження за реактором і систему управління реактором або в технологічну установку, яка включає реактор. Відхилення виміряної температури від очікуваного значення або нерівномірний розподіл температури по сітці 2 може спричинити аварійний сигнал, такий як, наприклад, сигнал, який свідчить про забруднення каталізатора.
Варто відзначити, що ІЧ-датчик 16 розташований на відстані від сітки 2; тим не менш за його допомоги можна одержати точні вимірювання завдяки детектуванню інфрачервоного випромінювання. Крім того, завдяки його установці в оглядовому вікні 17, ІЧ-датчик 16 є захищеним і не піддається безпосередньому впливу вхідного потоку З, що зменшує небезпеку виникнення несправності.
Оглядове вікно 17 виготовлене за відомою методикою і воно може включати, наприклад, фланець зі скляним покриттям і відповідну прокладку.
Об'єктом даного винаходу є установка однієї або більшої кількості датчиків інфрачервоного випромінювання в наявні оглядові вікна посудини високого тиску. Відповідно, реактор | можна переобладнати шляхом включення однієї або більшої кількості датчиків інфрачервоного випромінювання в наявні оглядові вікна, такі як вікно 17, для стеження за температурою сітки 2.
У деяких варіантах здійснення наявні датчики температури можна замінити на знову встановлені ІЧ-датчики, або нові 14-датчики можна використовувати на додаток до звичайних датчиків температури.
У переважних варіантах здійснення переобладнання також може включати забезпечення регулювання відношення кількості аміаку до кількості окисника (зазвичай кількості аміаку до кількості повітря) в завантаженні, яке подається в реактор, залежно від температури, визначеної
ІЧ-датчиком (датчиками).
Claims (15)
1. Спосіб одержання азотної кислоти, який включає стадію окиснення аміаку в присутності каталізатора, який відрізняється тим, що він включає стадію стеження за температурою вказаного каталізатора за допомогою принаймні одного безконтактного датчика інфрачервоного випромінювання (16).
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вказаним каталізатором (2) є платиновий каталізатор або платино-родієвий каталізатор і переважно, якщо вказаний каталізатор знаходиться у формі сітки.
3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому вказаний датчик (16) розташований далеко від каталізатора (2) і спосіб включає стадію переключення вказаного датчика між принаймні першим положенням, де датчик спрямований на першу ділянку (27) каталізатора, і другим положенням, де датчик спрямований на другу ділянку (2") каталізатора, так що датчик (16) забезпечує селективне визначення температури вказаних першої ділянки і другої ділянки каталізатора.
4. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який включає використання декількох датчиків інфрачервоного випромінювання для стеження за температурою вказаного каталізатора.
5. Спосіб за п. З або 4, в якому аварійний сигнал виникає, коли різниця температур двох різних ділянок (2, 2") каталізатора перевищує раніше задане граничне значення для спрацювання аварійного сигналу.
6. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, в якому вказану стадію окиснення здійснюють при відношенні кількості аміаку до кількості окисника, яке безперервно регулюють залежно від температури каталізатора, визначеної за допомогою вказаного принаймні одного безконтактного датчика інфрачервоного випромінювання.
7. Реактор (1), призначений для каталітичного окиснення аміаку, переважно призначений для подальшого одержання азотної кислоти, який включає посудину високого тиску (10) ї кошик з каталізатором (14), вказаний кошик з каталізатором містить каталізатор (2), який придатний для окиснення аміаку, який відрізняється тим, що він включає принаймні один датчик інфрачервоного випромінювання (16), пристосований для вимірювання температури вказаного каталізатора.
8. Реактор за п. 7, де вказаним каталізатором (2) є платиновий каталізатор або платино- родієвий каталізатор і переважно, якщо він знаходиться у формі сітки.
9. Реактор за п. 7 або 8, де вказаний принаймні один датчик інфрачервоного випромінювання (16) знаходиться на відстані від каталізатора (2) і не знаходиться в безпосередньому контакті із вхідним потоком газоподібного аміаку (3), який надходить у вказаний реактор і який є спрямованим до вказаного каталізатора.
10. Реактор за будь-яким із пп. 7-9, в якому вказаний принаймні один датчик інфрачервоного випромінювання встановлений в оглядовому вікні (17) вказаної посудини високого тиску (10).
11. Реактор за будь-яким з пп. 7-10, де вказаний принаймні один датчик інфрачервоного випромінювання (16) переміщується між принаймні першим положенням, де датчик спрямований на першу ділянку (2") каталізатора, і другим положенням, де датчик спрямований на другу ділянку (2") каталізатора, так що датчик забезпечує селективне визначення температури вказаних першої ділянки і другої ділянки каталізатора.
12. Реактор за п. 11, де вказаний принаймні один датчик інфрачервоного випромінювання (16) встановлений у рухомий патрон (18).
13. Реактор за будь-яким із пп. 7-12, де в реактор завантажено аміак і окисник і температуру каталізатора, визначену за допомогою вказаного принаймні одного безконтактного датчика інфрачервоного випромінювання, використано у системі управління реактором для регулювання відношення кількості аміаку до кількості окисника в завантаженні, яке подано в реактор.
14. Спосіб переобладнання реактора (1), призначеного для каталітичного окиснення аміаку, який входить у склад технологічної установки, призначеної для одержання азотної кислоти, вказаний реактор включає посудину високого тиску (10) і містить каталізатор (2), призначений для окиснення аміаку, спосіб включає встановлення принаймні одного датчика інфрачервоного випромінювання (16) для вимірювання температури вказаного каталізатора.
15. Спосіб за п. 14, в якому вказана посудина високого тиску (10) вказаного реактора включає принаймні одне оглядове вікно (17) і спосіб включає встановлення принаймні одного датчика інфрачервоного випромінювання (16) у вказане оглядове вікно (17). З
11. й й чи Е не : ки і ! пн 10 - | МО т і кджнункквж З. кх |: Ж р : й б Ї селі щи ха я І / 4 т з" І
ФІГ. 1 ї Ї ню лю В
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16157064.3A EP3210939A1 (en) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | A reactor for oxidation of ammonia in the production of nitric acid |
| PCT/EP2016/071086 WO2017144127A1 (en) | 2016-02-24 | 2016-09-07 | A reactor for oxidation of ammonia in the production of nitric acid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA122268C2 true UA122268C2 (uk) | 2020-10-12 |
Family
ID=55446648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201808904A UA122268C2 (uk) | 2016-02-24 | 2016-09-07 | Реактор, призначений для окиснення аміаку при одержанні азотної кислоти |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11053120B2 (uk) |
| EP (2) | EP3210939A1 (uk) |
| CN (1) | CN108698826B (uk) |
| AU (1) | AU2016393784B2 (uk) |
| BR (1) | BR112018017283B1 (uk) |
| CA (1) | CA3014359C (uk) |
| CL (1) | CL2018002302A1 (uk) |
| MY (1) | MY182990A (uk) |
| RU (1) | RU2722645C2 (uk) |
| UA (1) | UA122268C2 (uk) |
| WO (1) | WO2017144127A1 (uk) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017209257A1 (de) | 2017-06-01 | 2018-12-06 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur katalytischen Oxidation von Ammoniakgas |
| BR112022003297A2 (pt) * | 2019-10-25 | 2022-05-24 | Casale Sa | Processo e reator para oxidação catalítica de amôna |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3933044A (en) * | 1973-03-15 | 1976-01-20 | Chevron Research Company | Method and apparatus for monitoring temperatures during catalytic regeneration |
| US3938386A (en) * | 1973-03-15 | 1976-02-17 | Chevron Research Company | Method and apparatus for monitoring temperatures during catalytic regeneration from a continuously moving infrared scanning and detection unit fixedly mounted aboard an aircraft |
| SU571051A1 (ru) * | 1975-08-27 | 1982-09-23 | Предприятие П/Я А-1094 | Способ автоматического управлени производством азотной кислоты |
| RU2114056C1 (ru) * | 1997-06-23 | 1998-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское предприятие "Энерготехнология" | Устройство для управления процессом контактного окисления аммиака в производстве азотной кислоты |
| TW474949B (en) * | 1997-10-03 | 2002-02-01 | Mitsui Chemicals Inc | A fluidized bed polymerization apparatus and an olefin polymerization process |
| DE10012847A1 (de) * | 2000-03-16 | 2001-09-27 | Hte Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur kombinatorischen Herstellung und Testung von Materialbibliotheken durch Anwendung mindestens zweier Analysemethoden |
| GB0025081D0 (en) * | 2000-10-13 | 2000-11-29 | Bp Chem Int Ltd | Process for monitoring loss of reaction |
| RU2174946C1 (ru) * | 2000-12-27 | 2001-10-20 | Караваев Михаил Михайлович | Способ производства азотной кислоты |
| US8178068B2 (en) * | 2003-04-29 | 2012-05-15 | Johnson Matthey Plc | Catalyst charge design |
| CN1803271B (zh) * | 2005-12-14 | 2010-09-01 | 微宏科技（湖州）有限公司 | 分流器及高通量并行催化反应装置 |
| NO327667B1 (no) * | 2007-10-24 | 2009-09-07 | Yara Int Asa | Anvendelse av en katalysator for fremstilling av nitrogenoksid, og fremgangsmate for fremstilling av gass som omfatter nitrogenoksid. |
| CN101423202B (zh) * | 2008-12-09 | 2011-05-04 | 四川泸天化股份有限公司 | 由铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨氧化炉 |
| CN101711970A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-05-26 | 南京航空航天大学 | 一种多功能超声微波协同化学反应器及其制备纳米半导体硫属化合物的方法 |
| CN102166497B (zh) * | 2011-03-22 | 2014-04-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 实验室汽爆机 |
| US20120255301A1 (en) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | Bell Peter S | System for generating power from a syngas fermentation process |
| CN102491292A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 中国成达工程有限公司 | 一种低消耗、低排放的硝酸生产方法及其生产设备 |
| CN103515179B (zh) * | 2012-06-29 | 2016-02-10 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 等离子体反应室及具有其的等离子体装置 |
| NO20130145A1 (no) | 2013-01-28 | 2014-07-29 | Yara Int Asa | En ammoniakkoksidasjonskatalysator for fremstillingen av salpetersyre basert på metalldopet yttrium |
| DE102013004341A1 (de) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Thyssenkrupp Uhde Gmbh | Verfahren zur Oxidation von Ammoniak und dafür geeignete Anlage |
| JP6161926B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-07-12 | 昭和電工株式会社 | 反応方法及び反応装置 |
| CN104777127B (zh) * | 2015-04-27 | 2017-05-31 | 北京科技大学 | 一种顶置式原位红外分析系统的应用方法 |
-
2016
- 2016-02-24 EP EP16157064.3A patent/EP3210939A1/en not_active Withdrawn
- 2016-09-07 CN CN201680081889.8A patent/CN108698826B/zh active Active
- 2016-09-07 UA UAA201808904A patent/UA122268C2/uk unknown
- 2016-09-07 AU AU2016393784A patent/AU2016393784B2/en active Active
- 2016-09-07 MY MYPI2018702660A patent/MY182990A/en unknown
- 2016-09-07 US US16/074,543 patent/US11053120B2/en active Active
- 2016-09-07 CA CA3014359A patent/CA3014359C/en active Active
- 2016-09-07 RU RU2018130596A patent/RU2722645C2/ru active
- 2016-09-07 WO PCT/EP2016/071086 patent/WO2017144127A1/en active Application Filing
- 2016-09-07 EP EP16762802.3A patent/EP3419931B1/en active Active
- 2016-09-07 BR BR112018017283-9A patent/BR112018017283B1/pt active IP Right Grant
-
2018
- 2018-08-10 CL CL2018002302A patent/CL2018002302A1/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108698826B (zh) | 2022-07-05 |
| US20190039892A1 (en) | 2019-02-07 |
| CA3014359C (en) | 2023-02-21 |
| EP3210939A1 (en) | 2017-08-30 |
| US11053120B2 (en) | 2021-07-06 |
| RU2018130596A (ru) | 2020-03-25 |
| MY182990A (en) | 2021-02-05 |
| EP3419931A1 (en) | 2019-01-02 |
| CA3014359A1 (en) | 2017-08-31 |
| AU2016393784B2 (en) | 2021-06-03 |
| BR112018017283B1 (pt) | 2022-10-11 |
| BR112018017283A2 (pt) | 2019-01-15 |
| AU2016393784A1 (en) | 2018-08-02 |
| RU2722645C2 (ru) | 2020-06-02 |
| RU2018130596A3 (uk) | 2020-03-25 |
| CL2018002302A1 (es) | 2018-09-28 |
| WO2017144127A1 (en) | 2017-08-31 |
| EP3419931B1 (en) | 2020-04-22 |
| CN108698826A (zh) | 2018-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA122268C2 (uk) | Реактор, призначений для окиснення аміаку при одержанні азотної кислоти | |
| RU2636795C2 (ru) | Способ и устройство для обнаружения утечки в зоне по меньшей мере одного охлаждающего приспособления печи, а также печь | |
| US8848192B2 (en) | Extractive continuous ammonia monitoring system | |
| CN110669911A (zh) | 热镀锌立式退火炉伸缩式迷宫隔离氮气联锁控制系统操作方法 | |
| US11215574B2 (en) | Monitoring of heated tubes | |
| KR101459576B1 (ko) | 두 종류의 센서를 이용한 수소농도 측정방법 | |
| JP2012145406A (ja) | 水位計測系の非凝縮性ガス排出装置 | |
| CN105509463A (zh) | 危废焚烧炉回转窑的窑温红外测量装置 | |
| JP5119140B2 (ja) | 排ガス放射線モニタ | |
| KR101144848B1 (ko) | 수소감시장치 | |
| JP4795014B2 (ja) | 原子炉出力監視装置 | |
| JP2018197715A (ja) | プローブデバイス、及び、排ガス分析装置 | |
| US3889877A (en) | Furnace over-pressure prevention | |
| RU2624909C1 (ru) | Способ обнаружения негерметичных тепловыделяющих элементов сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем | |
| JP2005127741A (ja) | 気体物質の漏洩検知方法および漏洩検知装置 | |
| Golinelli et al. | IR sensor for gas turbine inlet temperature (TIT) measurements: preliminary results on a test rig | |
| CN113571214B (zh) | 一种安全壳喷淋系统可用性试验方法 | |
| US11721446B2 (en) | System for sensing UF6 gas leak in nuclear fuel manufacturing process | |
| JP2022070554A (ja) | 煙道損傷状況監視方法 | |
| JP7158674B2 (ja) | 液位測定機能を有する硫酸分解反応器 | |
| JP2011179992A (ja) | 排ガス再結合器及びその触媒温度測定方法 | |
| CA1060734A (en) | Furnace over-pressure prevention | |
| CN111307288A (zh) | 一种用于电磁感应加热炉带钢测温的红外测温装置 | |
| CN117517578A (zh) | 一种氨逃逸浓度的检测系统及方法 | |
| Gianinoni et al. | Optical probe for the turbine inlet temperature measurement in gas turbine plants |