UA62700A - A process for preparing the nitric acid (variants) and a unit for realizing the same (variants) - Google Patents
A process for preparing the nitric acid (variants) and a unit for realizing the same (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- UA62700A UA62700A UA2003054075A UA2003054075A UA62700A UA 62700 A UA62700 A UA 62700A UA 2003054075 A UA2003054075 A UA 2003054075A UA 2003054075 A UA2003054075 A UA 2003054075A UA 62700 A UA62700 A UA 62700A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- gas
- tail gas
- nitrous
- stage
- tail
- Prior art date
Links
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 513
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 91
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 88
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 77
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 175
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 35
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 34
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 28
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 22
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 19
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims description 4
- VQTGUFBGYOIUFS-UHFFFAOYSA-N nitrosylsulfuric acid Chemical compound OS(=O)(=O)ON=O VQTGUFBGYOIUFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract 2
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 8
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100379068 Caenorhabditis elegans apc-2 gene Proteins 0.000 description 2
- IEQUNHXCJVILJQ-UHFFFAOYSA-N aluminum palladium Chemical compound [Al].[Pd] IEQUNHXCJVILJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HIMLGVIQSDVUJQ-UHFFFAOYSA-N aluminum vanadium Chemical compound [Al].[V] HIMLGVIQSDVUJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000934641 Gallus gallus Bone morphogenetic protein receptor type-1B Proteins 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до хімічної технології виробництва азотної кислоти і стосується інтенсифікації 2 процесів нагрівання хвостового газу та охолодження нітрозного газу.The invention relates to the chemical technology of nitric acid production and concerns the intensification of 2 processes of tail gas heating and nitrous gas cooling.
Запропонований винахід може бути використаний у виробництві азотної кислоти під підвищеним тиском з каталітичним очищенням хвостового газу від оксидів азоту і газотурбінним приводом компресора повітря.The proposed invention can be used in the production of nitric acid under high pressure with catalytic cleaning of tail gas from nitrogen oxides and a gas turbine drive of an air compressor.
Відомий спосіб виробництва азотної кислоти під тиском 0,716МПа, який включає підготовку аміачноповітряної суміші, каталітичне окислювання аміаку, утилізацію тепла нітрозного газу, доокислювання оксидів азоту, 70 охолодження нітрозного газу. отримання азотної кислоти, відбілювання азотної кислоти, підігрівання хвостового газу, каталітичне очищення його від оксидів азоту і рекуперацію енергії газу в газовій турбіні і котлі-утилізаторі.There is a known method of producing nitric acid under a pressure of 0.716 MPa, which includes the preparation of an ammonia-air mixture, catalytic oxidation of ammonia, heat utilization of nitrous gas, post-oxidation of nitrogen oxides, and cooling of nitrous gas. production of nitric acid, bleaching of nitric acid, heating of tail gas, catalytic cleaning of nitrogen oxides, and recovery of gas energy in a gas turbine and recovery boiler.
Охолодження нітрозного газу здійснюють повітрям, хвостовим газом, що виходить зі стаді і абсорбції, та водою. Температура охолодженого нітрозного газу на вході в абсорбційну колону -50-6096. /5 Нагрівання хвостового газу, що виходить зі стадії абсорбції, здійснюють спочатку паром, потім нітрозним газом, і топковим газом, отриманим при спалюванні природного газу, в камері підготовки газу. Температура хвостового газу після його нагрівання нітрозним газом -180-230 9С(1).Cooling of nitrous gas is carried out with air, tail gas coming from the stack and absorption, and water. The temperature of the cooled nitrous gas at the entrance to the absorption column is -50-6096. /5 Heating of the tail gas leaving the absorption stage is carried out first with steam, then with nitrous gas, and with flue gas obtained by burning natural gas in the gas preparation chamber. The temperature of the tail gas after it is heated with nitrous gas is -180-230 9С(1).
Недоліком відомого способу виробництва азотної кислоти є недостатньо ефективне використання тепла і теплоти конденсації нітрозного газу для нагрівання хвостовою газу, внаслідок чого відомий спосіб, з одного боку, потребує витрат пари для нагрівання хвостової о газу, що виходить зі стадії абсорбції, а з іншого боку, характеризується підвищеною температурою нітрозного газу, що поступає в холодильники-конденсатори зі стадії охолодження його хвостовим газом.The disadvantage of the known method of nitric acid production is insufficiently efficient use of heat and heat of condensation of nitrous gas for heating the tail gas, as a result of which the known method, on the one hand, requires steam consumption to heat the tail gas leaving the absorption stage, and on the other hand, characterized by an elevated temperature of nitrous gas entering the refrigerator-condensers from the stage of its tail gas cooling.
Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній сутності і результату. що досягається, є спосіб виробництва азотної кислоти, включаючий каталітичне окислювання аміаку, утилізацію тепла отриманих ре нітрозних газів, доокислювання нітрозного газу. охолодження нітрозного газу повітрям, хвостовим газом, охолодження водою в дві стадії з отриманням кислого конденсату, який подають на стадію абсорбції разом з « охолодженим нітрозним газом з отриманням розчину кислоти, відбілювання розчину кислоти повітрям і подачу утвореного в процесі відбілювання газу на стадію абсорбції, нагрівання хвостового і січа нітрозним газом, каталітичне очищення хвостового газу від оксидів азоту з використанням високотемпературного або о /Низькотемпературного каталізатора і наступну рекуперацію енергії газу в газовій турбіні і котлі-утилізаторі.Closest to the proposed invention in technical essence and result. that is achieved is a method of production of nitric acid, including catalytic oxidation of ammonia, heat utilization of the obtained nitrous gases, post-oxidation of nitrous gas. cooling of nitrous gas with air, tail gas, cooling with water in two stages with obtaining an acidic condensate, which is fed to the absorption stage together with cooled nitrous gas with obtaining an acid solution, bleaching of the acid solution with air and feeding the gas formed in the bleaching process to the absorption stage, heating tailings and urine with nitrous gas, catalytic cleaning of tailings gas from nitrogen oxides using a high-temperature or low-temperature catalyst and subsequent recovery of gas energy in a gas turbine and recovery boiler.
Відомий спосіб включає також стадію нагрівання хвостового газу топковим газом. отриманим при спалюванні 2 природного газу в камері підготовки газу. Величина температури нагрівання хвостового газу визначається М температурою роботи високотемпературною алюмопаладієвого каталізатора типу АПК-2, або низькотемпературного алюмованадієвого каталізатора типу АВК-1ОМ, який використовують на стадії с каталітичного очищения хвостового газу від оксидів азоту (2). сThe known method also includes the stage of heating the tail gas with fuel gas. obtained by burning 2 natural gas in the gas preparation chamber. The value of the tail gas heating temperature M is determined by the operating temperature of the high-temperature aluminum-palladium catalyst of the APK-2 type, or of the low-temperature aluminum-vanadium catalyst of the AVK-1OM type, which is used at stage c of the catalytic purification of the tail gas from nitrogen oxides (2). with
Охолодження нітрозного газу здійснюють послідовно: спочатку повітрям, хвостовим газом, що виходить зі стадії абсорбції, та водою. У виробничих умовах температура охолодженого нітрозного газу на вході в абсорбційну колону -50-6596.Cooling of nitrous gas is carried out sequentially: first with air, tail gas coming out of the absorption stage, and water. In production conditions, the temperature of the cooled nitrous gas at the entrance to the absorption column is -50-6596.
Нагрівання хвостового газу, що виходить зі стадії абсорбції, здійснюють спочатку нітронним газом, що « 70 ВИХОДИТЬ зі стадії його охолодження повітрям, а далі топковим газом, отриманим при спалюванні природного -о с газу в камері підготовки газу. У виробничих умовах температура хвостового газу після його нагрівання й нітрозним газом -130-15096. и"? Недоліком відомого способа виробництва азотної кислоти також, як і в попередньому, с недостатньо ефективне використання тепла та теплоти конденсації нітрозного газу для нагрівання хвостового газу. Внаслідок чого хвостовий газ має недостатньо високу температуру та потребує підвищеної витрати природного газу дляThe heating of the tail gas leaving the absorption stage is carried out first with nitrous gas, which « 70 LEAVES from the stage of its cooling with air, and then with the combustion gas obtained by burning natural gas in the gas preparation chamber. In production conditions, the temperature of the tail gas after its heating with nitrous gas is -130-15096. и"? The disadvantage of the known method of nitric acid production is also, as in the previous one, insufficiently effective use of heat and heat of condensation of nitrous gas for heating the tail gas. As a result, the tail gas has an insufficiently high temperature and requires an increased consumption of natural gas for
Ге»! його нагрівання топковим газом. отриманим при спалюванні природного газу, в камері підготовки газу. З іншого боку. к результаті такого теплового обміну з хвостовим газом, нітрозний газ характеризується підвищеною о температурою, та потребує або підвищеної витрати оборотної води для наступної о охолодження нітрозного газу -І в холодильниках-конденсаторах, або знижує ефективність процесу абсорбції, що обумовлює більш високий вміст оксидів азоту в хвостовому газі на виході зі стадії абсорбції або обумовлює зниження концентрації о азотної кислоти. о Недоліком відомого способу є також те, що він завжди потребує нагрівання хвостового газу топковим газом, отриманим при спалюванні природного газу, в камері підготовки газу, незалежно від типу каталізатора, який використовують на стадії каталітичного очищення хвостового газу від оксидів азоту.Gee! its heating with fuel gas. obtained by burning natural gas, in the gas preparation chamber. On the other hand. as a result of such heat exchange with the tail gas, nitrous gas is characterized by an increased temperature, and requires either an increased consumption of circulating water for the subsequent cooling of nitrous gas -I in refrigerators-condensers, or reduces the efficiency of the absorption process, which causes a higher content of nitrogen oxides in tail gas at the exit from the absorption stage or causes a decrease in the concentration of nitric acid. o The disadvantage of the known method is also that it always requires heating of the tail gas with flue gas obtained by burning natural gas in the gas preparation chamber, regardless of the type of catalyst used at the stage of catalytic purification of the tail gas from nitrogen oxides.
В основу винаходу поставлено задачу удосконалення відомого способу виробництва азотної кислоти в якому, шляхом введення додаткової стадії та нового порядку виконання дій процесу непрямого теплообмінуThe basis of the invention is the task of improving the known method of producing nitric acid in which, by introducing an additional stage and a new order of performing the actions of the indirect heat exchange process
Р» нітрозного газу з хвостовим газом, забезпечується більш ефективне нагрівання хвостового газу з використанням тепла і теплоти конденсації нітрозного газу, що охолоджується, та більш ефективне охолодження нітрозного газу. Поставлена задача вирішується варіантами способа. во Перший варіант.P" of nitrous gas with the tail gas, more efficient heating of the tail gas using the heat and heat of condensation of the cooling nitrous gas and more efficient cooling of the nitrous gas is ensured. The set task is solved by options of the method. in the first option.
Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі виробництва азотної кислоти. який включає каталітичне окислювання аміаку, утилізацію тепла отриманих нітрозних газів, доокислювання нітрозного газу, охолодження нітрозного газу повітрям, хвостовим газом та охолодження водою в дві стадії з отриманням кислого конденсату, який подають на стадію абсорбції разом з охолодженим нітрозним газом з отриманням розчину б5 Кислоти, відбілювання розчину кислоти повітрям і подачу утвореного в процесі відбілювання газу на стадію абсорбції. нагрівання хвостового газу нітрозним газом, каталітичне очищення хвостового газу від оксидів азоту з використанням високотемпературного або низькотемпературного каталізатора і наступну рекуперацію енергії газу в газовій турбіні і котлі-утилізаторі, згідно з запропонованим способом, нагрівання хвостового газу нітрозним газом і охолодження нітрозного газу хвостовим газом здійснюють в дві стадії: на першій стадії хвостовий газ, що виходить зі стадії абсорбції. нагрівають нітрозним газом, що виходить з першої стадії охолодження його хвостовим газом. на другій стадії хвостовий газ нагрівають нітрозним газом, що виходить зі стадії охолодження його повітрям; після чого хвостовий газ направляють на стадію каталітичного очищення; охолодження нітрозного газу на першій стадії здійснюють хвостовим газом, що виходить і першої стадії нагрівання його нітрозним газом, а на другій стадії охолоджують хвостовим газом, що виходить зі стадії 70 абсорбції, з отриманням з нітрозного газу кислого конденсату, який подають на стадію абсорбції.The problem is solved by the fact that in the known method of production of nitric acid. which includes catalytic oxidation of ammonia, utilization of the heat of the obtained nitrous gases, post-oxidation of nitrous gas, cooling of nitrous gas with air, tail gas and cooling with water in two stages with obtaining acidic condensate, which is fed to the absorption stage together with cooled nitrous gas to obtain a solution b5 Acids, bleaching the acid solution with air and supplying the gas formed in the bleaching process to the absorption stage. heating of the tail gas with nitrous gas, catalytic purification of the tail gas from nitrogen oxides using a high-temperature or low-temperature catalyst, and the subsequent recovery of gas energy in a gas turbine and recovery boiler, according to the proposed method, heating of the tail gas with nitrous gas and cooling of the nitrous gas with the tail gas are carried out in two stages: in the first stage, the tail gas leaving the absorption stage. heated with nitrous gas, which comes from the first stage of cooling with its tail gas. in the second stage, the tail gas is heated with nitrous gas, which comes from the stage of cooling it with air; after which the tail gas is directed to the stage of catalytic cleaning; cooling of nitrous gas in the first stage is carried out by the tail gas that comes out of the first stage of its heating with nitrous gas, and in the second stage it is cooled by the tail gas that comes out of the absorption stage 70, with the production of acidic condensate from the nitrous gas, which is fed to the absorption stage.
Поставлена задача вирішується також тим, що в разі використання високотемпературної о каталізатора на стадії очищення хвостового газу, спосіб додатково включає стадію підготовки газу, хвостовий газ, що виходить з другої стадії нагрівання його нітрозним газом, додатково нагрівають топковим газом, отриманим при спалюванні природного газу в камері підготовки газу.The problem is also solved by the fact that in the case of using a high-temperature catalyst at the tail gas purification stage, the method additionally includes a gas preparation stage, the tail gas coming out of the second stage of heating it with nitrous gas is additionally heated with furnace gas obtained by burning natural gas in gas preparation chamber.
В запропонованому способі, нагрівання хвостового газу нітрозним газом здійснюють в дві стадії: спочатку хвостовий газ, що виходить зі стадії абсорбції, нагрівають на першій (додатковій) стадії нітрозним газом, що виходить зі стадії охолодження його уже підігрітим хвостовим газом, а потім хвостовий газ нагрівають нітрозним газом, що виходить зі стадії охолодження нітрозного газу повітрям. Охолодження нітрозного газу хвостовим газом також здійснюють в дві стадії: нітрозний газ, що виходить зі стадії охолодження його 2о повітрям, спочатку охолоджують уже підігрітим хвостовим газом, а далі нітрозний газ охолоджують на другій стадії хвостовим газом, що виходить зі стадії абсорбції. Після чого нітрозний газ охолоджують водою.In the proposed method, the heating of the tail gas with nitrous gas is carried out in two stages: first, the tail gas leaving the absorption stage is heated in the first (additional) stage with the nitrous gas leaving the cooling stage with its already heated tail gas, and then the tail gas is heated nitrous gas, leaving from the stage of cooling nitrous gas with air. Cooling of nitrous gas with the tail gas is also carried out in two stages: the nitrous gas leaving the stage of cooling it with 2o air is first cooled with the already heated tail gas, and then the nitrous gas is cooled in the second stage with the tail gas leaving the absorption stage. After that, the nitrous gas is cooled with water.
Введення в відомий спосіб додаткової стадії та новий порядок виконання дій процесу теплообміну нітрозного газу з хвостовим газом, з одного боку, забезпечують підвищення температури нагрівання хвостового газу. що саме обумовлює або повне виключення стадії підготовки газу в разі використання низькотемпературного ов Каталізатора на стадії каталітичного очищення хвостового газу, або зниження витрат природного газу на стадії нагрівання хвостового газу топковим газом в разі використання високотемпературного каталізатора. «The introduction of an additional stage in the known manner and a new procedure for performing the actions of the process of heat exchange of nitrous gas with tail gas, on the one hand, ensure an increase in the heating temperature of the tail gas. which causes either the complete exclusion of the gas preparation stage in the case of using a low-temperature Catalyst at the stage of catalytic purification of the tail gas, or the reduction of natural gas consumption at the stage of heating the tail gas with fuel gas in the case of using a high-temperature catalyst. "
З іншого боку це забезпечує: більш м'які умови охолодження нітрозного газу на першій стадії його охолодження хвостовим газом, тому що хвостовий газ на цю стадію подають уже підігрітим нітрозним газом на додатковій стадії нагрівання хвостового о зо газу. Це виключає можливість конденсації вологи та дренування кислоти на першій стадії охолодження нітрозного газу хвостовим газом; о зниження температури нітрозного газу на другій (додатковій) стадії його охолодження, тому що на цю стадію М нітрозний газ подають уже частково охолодженим хвостовим газом на першій стадії охолодження і він охолоджується холодним хвостовим газом, який виходить зі стадії абсорбції. Це обумовлює більш ефективне с з5 охолодження нітрозного газу хвостовим газом з отриманням з нітрозного газу кислого конденсату, який подають со на стадію абсорбції, та більш ефективне його охолодження водою.On the other hand, it provides: milder conditions for cooling the nitrous gas in the first stage of its cooling by the tail gas, because the tail gas is supplied to this stage by the already heated nitrous gas in the additional stage of heating the tail gas. This eliminates the possibility of moisture condensation and acid drainage at the first stage of nitrous gas cooling by the tail gas; about lowering the temperature of nitrous gas in the second (additional) stage of its cooling, because the nitrous gas is supplied to this stage M by the already partially cooled tail gas in the first stage of cooling and it is cooled by the cold tail gas that comes out of the absorption stage. This results in more effective cooling of nitrous gas with tail gas, with the production of acidic condensate from nitrous gas, which is fed to the absorption stage, and more effective cooling of it with water.
В загальному вигляді запропонований винахід характеризує спосіб виробництва азотної кислоти з використанням як низькотемпературного так і високотемпературного каталізатора на стадії каталітичного очищення хвостового газу від оксидів азоту. Але в разі використання низькотемпературного каталізатора спосіб « не потребує стадії нагрівання хвостового газу топковим газом. А в разі використання високотемпературного в с каталізатора на стадії каталітичного очищення хвостового газу від оксидів азоту запропонований спосіб додатково включає стадію нагрівання хвостового газу топковим газом, отриманим при спалюванні природного ;» газу в камері підготовки газу.In general, the proposed invention characterizes a method of producing nitric acid using both a low-temperature and a high-temperature catalyst at the stage of catalytic purification of tail gas from nitrogen oxides. But in the case of using a low-temperature catalyst, the method does not require the stage of heating the tail gas with fuel gas. And in the case of using a high-temperature catalyst at the stage of catalytic purification of tail gas from nitrogen oxides, the proposed method additionally includes the stage of heating the tail gas with fuel gas obtained during the combustion of natural gas;" of gas in the gas preparation chamber.
В порівнянні з прототипом (2) запропонований спосіб забезпечує: підвищення температури хвостового газу після його нагрівання нітрозним газом з 130-1502С до 2000-2309; (о) зниження температури охолодження нітрозного газу після його охолодження хвостовим газом з 170-200 С 7 до 140-1509С; зниження температури охолодження нітрозного газу на стадії охолодження подою в - холодильниках-конденсаторах з 50-6592С до 45-559С; о 50 зниження витрат природного газу на 1095 на тону азотної кислоти.In comparison with the prototype (2), the proposed method provides: an increase in the temperature of the tail gas after it is heated with nitrous gas from 130-1502С to 2000-2309; (o) lowering the cooling temperature of nitrous gas after it is cooled by tail gas from 170-200 C7 to 140-1509C; decrease in the cooling temperature of nitrous gas at the stage of cooling by feeding in - condenser refrigerators from 50-6592С to 45-559С; by 50% reduction in natural gas consumption by 1095 per ton of nitric acid.
Запропонований спосіб включає наступні стадії: о каталітично окислювання аміаку, утилізацію тепла отриманих нітрозних газів, доокислювання нітрозного газу, 59 охолодження нітрозного газу: вн повітрям; охолодження хвостовим газом в дві стадії: спочатку хвостовим газом, що виходить і першої стадії нагрівання хвостового газу нітрозним газом, і який уже нагрітий нітрозним газом, а потім охолодження хвостовим газом, що виходить зі стадії абсорбції з отриманням кислого конденсату і його виводом на стадію 60 абсорбції; водою, з отриманням кислого конденсата, який подають на стадію абсорбції разом з охолодженим нітрозним газом, абсорбції оксидів азоту з отриманням розчину кислоти, відбілювання розчину кислоти повітрям і подачу утвореного в процесі відбілювання газу на стадію абсорбції, бо нагрівання хвостового газу нітрозним газом в дві стадії: спочатку хвостовий газ, що виходить зі стадії абсорбції, нагрівають на першій стадії нітрозним газом, що виходить з першої стадії його охолодження хвостовим газом, а потім нагрівають нітрозним газом, що виходить зі стадії його охолодження повітрям; каталітичне очищення хвостового газу від оксидів азоту з наступною рекуперацією енергії газу в газовій турбіні і котлі-утилізаторі.The proposed method includes the following stages: o catalytic oxidation of ammonia, heat utilization of the obtained nitrous gases, further oxidation of nitrous gas, 59 cooling of nitrous gas: external air; cooling with tail gas in two stages: first with the tail gas leaving the first stage of heating the tail gas with nitrous gas, and which is already heated with nitrous gas, and then cooling with the tail gas leaving the absorption stage with obtaining acidic condensate and its removal to stage 60 absorption; with water, with the production of acidic condensate, which is fed to the absorption stage together with cooled nitrous gas, the absorption of nitrogen oxides to produce an acid solution, the bleaching of the acid solution with air and the supply of the gas formed in the bleaching process to the absorption stage, because the heating of the tail gas with nitrous gas is in two stages : first, the tail gas coming out of the absorption stage is heated in the first stage with nitrous gas coming out of the first stage of tail gas cooling, and then heated with nitrous gas coming out of the air cooling stage; catalytic cleaning of tail gas from nitrogen oxides with subsequent recovery of gas energy in a gas turbine and recovery boiler.
В разі використання в запропонованому способі високотемпературного каталізатора на стадії каталітичного очищення хвостового газу від оксидів азоту, спосіб включає додаткову стадію підготовки газу в камері підготовки газу, хвостовий газ, що виходить зі стадії нагрівання його нітрозним газом, нагрівають топковим газом, отриманим при спалюванні природного газу в камері підготовки газу. 70 Запропонований спосіб пояснюється прикладом Мо1 здійснення способа.In the case of using a high-temperature catalyst in the proposed method at the stage of catalytic purification of tail gas from nitrogen oxides, the method includes an additional stage of gas preparation in the gas preparation chamber, the tail gas coming out of the stage of heating it with nitrous gas is heated with flue gas obtained by burning natural gas in the gas preparation chamber. 70 The proposed method is explained by example Mo1 of the implementation of the method.
Другий варіант способа.The second variant of the method.
Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі виробництва азотної кислоти. який включає каталітичне окислювання аміаку, утилізацію тепла отриманих нітрозних газів. доокислювання нітрозного газу, охолодження нітрозного газу повітрям, хвостовим газом пі охолодження водою в дві стадії з отриманням кислого /5 Конденсату, який подають на стадію абсорбції разом з охолодженим нітрозним газом з отриманням розчину кислоти, відбілювання розчину кислоти повітрям і подачу утвореного в процесі відбілювання газу на стадію абсорбції. нагрівання хвостового газу нітрозним газом , каталітичне очищення хвостового газу від оксидів азота з використанням високотемпературного або низькотемпературного каталізатора і наступну рекуперацію енергії газу в газовій турбіні і котлі-утилізаторі, згідно з запропонованим способом, нагрівання хвостового 2о тазу нітрозним газом і охолодження нітрозного газу хвостовим газом здійснюють в дві стадії: на першій стадії хвостовий газ, що виходить зі стадії абсорбції. нагрівають нітрозним газом, що виходить з першої стадії охолодження його водою, а на другій стадії хвостовий газ нагрівають нітрозним газом, що виходить зі стадії охолодження його повітрям, після чого хвостовий газ направляють на стадію каталітичного очищення; охолодження нітрозного газу на першій стадії здійснюють хвостовим газом, що виходить з першої стадії його г нагрівання нітрозним газом, далі нітрозний газ охолоджують водою, а далі його охолоджують хвостовим газом, що виходить зі стадії абсорбції з отриманням кислою конденсату, який подають на стадію абсорбції. «The problem is solved by the fact that in the known method of production of nitric acid. which includes catalytic oxidation of ammonia, heat utilization of the obtained nitrous gases. post-oxidation of nitrous gas, cooling of nitrous gas with air, tail gas and cooling with water in two stages to obtain acidic /5 Condensate, which is fed to the absorption stage together with cooled nitrous gas to obtain an acid solution, bleaching of the acid solution with air and feeding the gas formed in the bleaching process to the absorption stage. heating of the tail gas with nitrous gas, catalytic purification of the tail gas from nitrogen oxides using a high-temperature or low-temperature catalyst, and the subsequent recovery of gas energy in a gas turbine and recovery boiler, according to the proposed method, heating of the tail 2o basin with nitrous gas and cooling of the nitrous gas with the tail gas are carried out in two stages: in the first stage, the tail gas leaving the absorption stage. heated with nitrous gas coming from the first stage of cooling it with water, and at the second stage the tail gas is heated with nitrous gas coming from the stage of cooling it with air, after which the tail gas is sent to the stage of catalytic purification; cooling of nitrous gas in the first stage is carried out by the tail gas that comes from the first stage of its heating with nitrous gas, then the nitrous gas is cooled with water, and then it is cooled by the tail gas that comes out of the absorption stage with the production of acidic condensate, which is fed to the absorption stage. "
Поставлена задача вирішується також тим, що в разі використання високотемпературного каталізатора на стадії очищення хвостового газу, спосіб додатково включає стадію підготовки газу, хвостовий газ, що виходить з другої стадії нагрівання його нітрозним газом, додатково нагрівають топковим газом, отриманим при о зо спалюванні природного газу в камері підготовки газу.The task is also solved by the fact that in the case of using a high-temperature catalyst at the stage of cleaning the tail gas, the method additionally includes the stage of gas preparation, the tail gas coming out of the second stage of heating it with nitrous gas is additionally heated with combustion gas obtained during the combustion of natural gas in the gas preparation chamber.
В порівнянні з прототипом (2) запропонований спосіб забезпечує: о підвищення температури хвостового газу після його нагрівання нітрозним газом з 130-1502С до 2000-2309; рч- зниження температури охолодження нітрозного газу після його охолодження хвостовим газом з 170-200 С сч до 140-1509С; зниження температури охолодження нітрозного газу на стадії охолодження водою в (Се) холодильниках-конденсаторах з 50-6592С до 45-5596. зниження витрат природного газу на 1095 на тону азотної кислоти.In comparison with the prototype (2), the proposed method provides: o an increase in the temperature of the tail gas after it is heated with nitrous gas from 130-1502С to 2000-2309; rch - decrease in the cooling temperature of nitrous gas after it is cooled by tail gas from 170-200 °C to 140-1509 °C; lowering the cooling temperature of nitrous gas at the water cooling stage in (Ce) condenser refrigerators from 50-6592C to 45-5596. reduction of natural gas costs by 1095 per ton of nitric acid.
Запропонований спосіб включає наступні стадії: « каталітично окислювання аміаку, утилізацію тепла отриманих нітрозних газів, З с доокислювання нітрозного газу, » охолодження нітрозного газу: повітрям; охолодження хвостовим газом в дві стадії: охолодження нітрозного газу на першій стадії здійснюють хвостовим газом, що виходить з першої стадії іа нагрівання його нітрозним газом, далі нітрозний газ охолоджують водою, а далі його охолоджують хвостовим ко газом, що виходить зі стадії абсорбції з отриманням кислого конденсату, який подають на стадію абсороції. абсорбція оксидів азоту з отриманням розчину кислоти,The proposed method includes the following stages: "catalytic oxidation of ammonia, utilization of the heat of the obtained nitrous gases, further oxidation of nitrous gas, "cooling of nitrous gas: air; cooling with tail gas in two stages: cooling of nitrous gas in the first stage is carried out with tail gas coming out of the first stage and heating it with nitrous gas, then nitrous gas is cooled with water, and then it is cooled with tail gas coming out of the absorption stage with the production of acid condensate, which is fed to the absorption stage. absorption of nitrogen oxides to obtain an acid solution,
Ш- відбілювання розчину кислоти повітрям і подачу утвореного в процесі відбілювання газу на стадію абсорбції, о 20 нагрівання хвостового газу нітрозним газом в дві стадії: на першій стадії хвостовий газ, що виходить зі стадії абсорбції, нагрівають нітрозним газом, що виходить з першої стадії охолодження його водою, а на другій с стадії хвостовий газ нагрівають нітрозним газом, що виходить зі стадії охолодження його повітрям; каталітичне очищення хвостового газу від оксидів азоту з наступною рекуперацією енергії газу в газовій турбіні і котлі-утилізаторі. 59 В разі використання в запропонованому способі високотемпературного каталізатора на стадії каталітичного в очищення хвостового газу від оксидів азоту, спосіб включає додаткову стадію підготовки газу в камері підготовки газу, хвостовий газ, що виходить зі стадії нагрівання його нітрозним газом, нагрівають толочним газом, отриманим при спалюванні природною газу в камері підготовки газу.Ш- bleaching of the acid solution with air and supplying the gas formed during the bleaching process to the absorption stage, o 20 heating of the tail gas with nitrous gas in two stages: in the first stage, the tail gas coming out of the absorption stage is heated with nitrous gas coming out of the first cooling stage its water, and in the second c stage, the tail gas is heated with nitrous gas, which comes from the stage of cooling it with air; catalytic cleaning of tail gas from nitrogen oxides with subsequent recovery of gas energy in a gas turbine and recovery boiler. 59 In the case of using a high-temperature catalyst in the proposed method at the catalytic stage in cleaning the tail gas from nitrogen oxides, the method includes an additional gas preparation stage in the gas preparation chamber, the tail gas leaving the stage of heating it with nitrous gas is heated with the compressed gas obtained during combustion natural gas in the gas preparation chamber.
Запропонований спосіб виробництва азотної кислоти пояснюється прикладом Мо 2 здійснення способа. 60 Відома також установка для виробництва азотної кислоти під тиском 0,716МПа, яка включає, з'єднані між собою послідовно: реактор каталітичного окислювання аміаку, котел-утилізатор, окислювач, підігрівач повітря і два підігрівачі хвостового газу. холодильники-конденсатори, колону абсорбції, колону відбілювання, вхід якої по ходу газу з'єднаний з трубопроводом для подання повітря, а її вихід з'єднаний з входом в абсорбційну колону: по ходу хвостового газу вихід абсорбційної колони з'єднаний з сепаратором, першим та другим бо підігрівачем хвостових газів, камерою підготовки газу, вихід якої з'єднаний з, послідовно з'єднаними між собою, реактором каталітичного очищення, газотурбінною установкою рекуперації енергії газу і другим котлом-утилізатором (1).The proposed method of production of nitric acid is explained by the example of Mo 2 implementation of the method. 60 Also known is the installation for the production of nitric acid under a pressure of 0.716MPa, which includes, connected in series: a reactor for catalytic oxidation of ammonia, a recovery boiler, an oxidizer, an air heater and two tail gas heaters. refrigerators-condensers, an absorption column, a bleaching column, the inlet of which along the gas flow is connected to the pipeline for air supply, and its outlet is connected to the inlet to the absorption column: along the tail gas flow, the outlet of the absorption column is connected to the separator, the first and the second one is a tail gas heater, a gas preparation chamber, the output of which is connected to a catalytic purification reactor, a gas turbine unit for gas energy recovery, and a second utilization boiler (1), which are connected in series with each other.
Недоліком відомої установки виробництва азотної кислоти є недостатньо ефективне використання теплаThe disadvantage of the known nitric acid production plant is insufficiently efficient use of heat
Нітрозного газу для нагрівання хвостового газу, внаслідок чого відома установка, з одного боку, потребує витрат пари для нагрівання хвостового газу в першому підігрівачі хвостового газу, а з іншого боку, характеризується підвищеною температурою нітрозного газу, що виходить з другого підігрівача хвостового газу, який далі поступає к холодильники-конденсатори.of nitrous gas for heating the tail gas, as a result of which the known installation, on the one hand, requires steam consumption for heating the tail gas in the first tail gas heater, and on the other hand, is characterized by an elevated temperature of the nitrous gas coming out of the second tail gas heater, which further goes to refrigerators-condensers.
Найбільш близькою до запропонованого винаходу по технічній сутності і результату, що досягається, є /о установка для виробництва азотної кислоти, включаюча, з'єднані між собою послідовно по ходу нітрозного газу, реактор каталітичного окислювання аміаку, котел утилізатор, окислювач, підігрівач повітря і підігрівач хвостового газу, холодильники конденсатори, абсорбційну колону, колону відбілювання, вхід якої по ходу газу з'єднаний і трубопроводом для подання повітря, а її вихід з'єднаний з входом в абсорбційну колону; вихід абсорбційної колони по ходу хвостового газу Через нідігрівач хвостового газу з'єднаний з послідовно 7/5 З'єднаними між собою, реактором каталітичного очищення, газотурбінною установкою рекуперації енергії газу і другим котлом-утилізатором (2).The closest to the proposed invention in terms of the technical essence and the result that is achieved is a/o installation for the production of nitric acid, including, connected in series along the course of nitrous gas, a reactor for the catalytic oxidation of ammonia, a boiler, an oxidizer, an air heater and a heater tail gas, coolers, condensers, an absorption column, a bleaching column, the inlet of which is connected along the gas flow with a pipeline for air supply, and its outlet is connected to the inlet of the absorption column; the output of the absorption column in the course of the tail gas Through the tail gas reheater is connected to 7/5 connected in series with each other, the catalytic cleaning reactor, the gas turbine plant for gas energy recovery and the second boiler-utilizer (2).
Відома установка додатково включає камеру підготовки газу, вхід якої з'єднаний з виходом хвостового газу з підігрівача хвостового газу, а її вихід з'єднаний з входом в реактор каталітичного очищення хвостового газу.The known installation additionally includes a gas preparation chamber, the inlet of which is connected to the tail gas outlet from the tail gas heater, and its outlet is connected to the inlet to the catalytic tail gas purification reactor.
Недоліком відомої установки виробництва азотної кислоти є також недостатньо ефективне використання 2о Тепла і теплоти конденсації нітрозного газу для нагрівання хвостовою газу. Внаслідок чого хвостовий газ має недостатньо високу температуру та потребує підвищеної витрати природного газу для його нагрівання топковим газом в камері підготовки газу, з іншого боку, в результаті такого теплового обміну з хвостовим газом, нітрозний газ характеризується підвищеною температурою, та потребує або підвищеної витрати оборотної води для наступного охолодження нітрозного газу в холодильниках-конденсаторах, або знижує ефективність процесу абсорбції в абсорбційній колоні, що обумовлює більш високий вміє і оксидів азоту в хвостовому газі на виході з колони абсорбції, або обумовлює зниження концентрації азотної кислоти. «The disadvantage of the known nitric acid production facility is the insufficiently effective use of 2o heat and the heat of condensation of nitrous gas for heating the tail gas. As a result, the tail gas has an insufficiently high temperature and requires an increased consumption of natural gas to heat it with combustion gas in the gas preparation chamber, on the other hand, as a result of such a heat exchange with the tail gas, nitrous gas is characterized by an increased temperature, and requires either an increased consumption of circulating water for subsequent cooling of nitrous gas in refrigerator-condensers, or reduces the efficiency of the absorption process in the absorption column, which causes a higher concentration of nitrogen oxides in the tail gas at the exit from the absorption column, or causes a decrease in the concentration of nitric acid. "
В основу винаходу поставлено задачу удосконалення відомої установки виробництв;) азотної кислоти в якій, шляхом введення додаткового елемента та зміни взаємозв'язку з відомими елементами установки, забезпечується більш ефективне нагрівання хвостового газу з використанням тепла і теплоти конденсації о зо Нітрозного газу, що охолоджується, та більш ефективне охолодження нітрозного газу.The invention is based on the task of improving a known nitric acid production facility, in which, by introducing an additional element and changing the relationship with known facility elements, more effective heating of the tail gas is ensured using the heat and heat of condensation of nitrous gas, which is being cooled, and more efficient cooling of nitrous gas.
Поставлена задача вирішується варіантами установки. оThe task is solved by installation options. at
Перший варіант. ї-The first option. uh-
Поставлена задача вирішується тим, що відома установка для виробництва азотної кислоти. включаюча, з'єднані між собою послідовно по ходу нітрозного газу: реактор каталітичного окислювання аміаку, котел с утилізатор, окислювач, підігрівач повітря і підігрівач хвостового газу, холодильники конденсатори, «о абсорбційну колону, колону відбілювання, вхід якої по ходу газу з'єднаний з трубопроводом для подання повітря, а її вихід з'єднаний з входом в абсорбційну колону; вихід абсорбційної колони по ходу хвостового газу через підігрівач хвостового газу з'єднаний з, послідовно з'єднаними між собою, реактором каталітичного очищення, газотурбінною установкою рекуперації енергії газу і другим котлом-утилізатором, згідно з « запропонованим винаходом, установка включає додатковий підігрівач хвостової о газу виконаний з організацією пт») с протипотоку хвостового та нітрозного газів і виводом отриманою з нітрозного газу кислого конденсату в колону . абсорбції , вхід якого по ходу хвостового газу з'єднаний з виходом хвостового газу із абсорбційної колони, а и? вихід з'єднаний з входом в підігрівач хвостового газу; вхід додатково встановленого підігрівача по ходу нітрозного газу з'єднаний з виходом нітрозного газу з підігрівача хвостового газу, а його вихід з'єднаний з ВХОДОМ в холодильники-конденсатори. б Поставлена задача вирішується також тим, що в разі використання високотемпературного каталізатора в реакторі каталітичного очищення хвостового газу, вона додатково включає камеру підготовки газу, вхід якої де з'єднаний з виходом хвостового газу з підігрівача хвостової о газу а її вихід з'єднаний з входом реактора -І каталітичного очищення.The set task is solved by the fact that the installation for the production of nitric acid is known. including, connected in series along the course of nitrous gas: reactor for catalytic oxidation of ammonia, a boiler with a recycler, an oxidizer, an air heater and a tail gas heater, refrigerators, condensers, an absorption column, a bleaching column, the inlet of which is connected along the gas flow with a pipeline for air supply, and its output is connected to the input to the absorption column; the output of the absorption column in the course of the tail gas through the tail gas heater is connected to the catalytic treatment reactor, the gas turbine plant for gas energy recovery and the second utilization boiler, which are connected in series with each other, according to the proposed invention, the installation includes an additional tail gas heater of gas is made with the organization of pt") with a counterflow of tail and nitrous gases and the discharge of acid condensate obtained from nitrous gas into the column. absorption, the input of which along the tail gas flow is connected to the output of the tail gas from the absorption column, and what? the output is connected to the input to the tail gas heater; the input of the additionally installed nitrous gas heater is connected to the nitrous gas output from the tail gas heater, and its output is connected to the INLET of the condenser coolers. b The task is also solved by the fact that in the case of using a high-temperature catalyst in the tail gas catalytic purification reactor, it additionally includes a gas preparation chamber, the input of which is connected to the tail gas output from the tail gas heater, and its output is connected to the input reactor -I catalytic purification.
В запропонованій установці нагрівання хвостового газу нітрозним газом здійснюють в двох підігрівачах: о спочатку в першому, додатково встановленому, підігрівачі хвостового газу, а потім - в другому підігрівачі о хвостового газу. Охолодження нітрозного газу хвостовим газом також здійснюють в двох підігрівачах хвостового газу: нітрозний газ, що виходить з підігрівача повітря, спочатку охолоджують в другому підігрівачі хвостового газу, де він охолоджується уже підігрітим хвостовим газом, що виходить з першого підігрівача хвостового газу. ов а далі нітрозний газ охолоджують в першому підігрівачі хвостовим газом, що виходить зі стадії абсорбції.In the proposed installation, heating of the tail gas with nitrous gas is carried out in two heaters: o first in the first, additionally installed, tail gas heater, and then - in the second heater o tail gas. Cooling of nitrous gas with tail gas is also carried out in two tail gas heaters: the nitrous gas coming out of the air heater is first cooled in the second tail gas heater, where it is cooled by the already heated tail gas coming out of the first tail gas heater. and further, the nitrous gas is cooled in the first heater by the tail gas leaving the absorption stage.
Після чого нітрозний газ охолоджують водою в холодильниках-конденсаторах. Кислий конденсат, отриманий зAfter that, the nitrous gas is cooled with water in condenser refrigerators. Acidic condensate obtained from
Р нітрозного газу в першому підігрівачі хвостового газу. направляють в колону абсорбції.P of nitrous gas in the first tail gas heater. sent to the absorption column.
Введення в відому установку додаткового підігрівача хвостових газів, його новий взаємозв'язок з відомими елементами установки, з одного боку, забезпечують більш високу температуру нагрівання хвостового газу бо Нітрозним газом, що забезпечує можливість або повного виключення стадії підготовки газу в разі використання низькотемпературною каталізатора на стадії каталітичного очищення хвостового газу, або зниження витрат природного газу на стадії нагрівання хвостового газу топковим газом в разі використання високотемпературного каталізатора.The introduction of an additional tail gas heater into the known installation, its new relationship with the known elements of the installation, on the one hand, provides a higher temperature of heating the tail gas with nitrous gas, which provides the possibility or complete exclusion of the gas preparation stage in the case of using a low-temperature catalyst at the stage catalytic cleaning of tail gas, or reduction of natural gas consumption at the stage of heating tail gas with fuel gas in the case of using a high-temperature catalyst.
З іншого боку це забезпечує: 65 більш м'які умови охолодження нітрозного газу в другому підігрівачі хвостового газу, де він охолоджується хвостовим газом уже підігрітим в додатково встановленому підігрівачі. Це обумовлює виключення можливості конденсації вологи та дренування кислоти в другому підігрівачі хвостового газу; зниження температури охолодження нітронного газу в першому підігрівачі хвостового газу, що обумовлює більш ефективне охолодження нітрозного газу хвостовим газом та водою и холодильниках-конденсаторах.On the other hand, it provides: 65 milder conditions for cooling the nitrous gas in the second tail gas heater, where it is cooled by the tail gas already heated in the additionally installed heater. This leads to the exclusion of the possibility of moisture condensation and acid drainage in the second tail gas heater; lowering the cooling temperature of nitrous gas in the first tail gas heater, which causes more effective cooling of nitrous gas by tail gas and water and condenser coolers.
В загальному вигляді запропонований винахід характеризує установку виробництва азотної кислоти з використанням як низькотемпературного так і високотемпературного каталізатора па стадії каталітичного очищення хвостового газу від оксидів азоту. Але в разі використання високотемпературного каталізатора на стадії каталітичного очищення хвостового газу від оксидів азоту, запропонована установка додатково включає камеру підготовки газу. 70 В порівнянні з прототипом (2) запропонована установка забезпечує: підвищення температури хвостового газу після його нагрівання нітрозним газом з 130-1502С до 2000-2309; зниження температури охолодження нітрозного газу після його охолодження хностовим газом з 170-200 С до 140-1509С0; зниження температури охолодження нітрозного газу на стадії охолодження його водою в 72 холодильниках-конденсаторах з 50-659С до 45-559С. зниження витрат природного газу на 1095 на тону азотної кислоти.In general, the proposed invention characterizes a nitric acid production facility using both a low-temperature and a high-temperature catalyst at the stage of catalytic purification of tail gas from nitrogen oxides. But in the case of using a high-temperature catalyst at the stage of catalytic cleaning of tail gas from nitrogen oxides, the proposed installation additionally includes a gas preparation chamber. 70 In comparison with the prototype (2), the proposed installation provides: an increase in the temperature of the tail gas after it is heated with nitrous gas from 130-1502С to 2000-2309; a decrease in the cooling temperature of nitrous gas after it is cooled by nitrous gas from 170-200 C to 140-1509C0; decrease in the cooling temperature of nitrous gas at the stage of cooling it with water in 72 condenser refrigerators from 50-659С to 45-559С. reduction of natural gas costs by 1095 per ton of nitric acid.
Запропонований винахід пояснюється кресленням варіанта установки, фіг.1, що включає камеру підготовки газу. На кресленні показані, з'єднані між собою послідовно по ходу нітрозного газу (НГ), реактор 1 каталітичного окислювання аміаку, котел-утилізатор 2. окислювач 3, підігрівач повітря 4, другий підігрівач 5 хвостового газу (ПХГ»), перший підігрівач б хвостового газу (ПХГ1), холодильники конденсатори 7 (ХК), 8 (ХКо), абсорбційна колона (АБ), колона відбілювання 10, вхід якої по ходу газу з'єднаний з трубопроводом для подання повітря, а її вихід з'єднаний з входом в абсорбційну колону 9; вихід абсорбційної колони 9 на ходу хвостового газу (ХГ) з'єднаний з входом в перший підігрівач б хвостового газу, його вихід з'єднаний з входом в другий підігрівач 5 хвостового газу, вихід з якого з'єднаний з камерою підготовки газу 11, вихід з якої з'єднаний з, послідовно з'єднаними між собою, реактором 12 каталітичного очищення, газотурбінною « установкою 13 рекуперації енергії газу і другим котлом-утилізатором (на схемі не показаний).The proposed invention is explained by a drawing of a variant of the installation, Fig. 1, which includes a gas preparation chamber. The drawing shows reactor 1 of catalytic oxidation of ammonia, boiler-utilizer 2, oxidizer 3, air heater 4, second tail gas heater 5 (PTG), first tail gas heater b gas (PCH1), refrigerators, condensers 7 (ХК), 8 (ХКо), absorption column (AB), bleaching column 10, the inlet of which along the gas flow is connected to the pipeline for air supply, and its outlet is connected to the entrance to absorption column 9; the output of the absorption column 9 in the course of the tail gas (HG) is connected to the input to the first heater b of the tail gas, its output is connected to the input to the second heater 5 of the tail gas, the output of which is connected to the gas preparation chamber 11, the output from which it is connected to the reactor 12 of catalytic purification, the gas turbine unit 13 of gas energy recovery and the second boiler-utilizer (not shown in the diagram), which are connected in series with each other.
Запропонований винахід пояснюється прикладом Мо1 здійснення способу виробництва азотної кислоти та роботою першого варіанта установки з використанням високотемпературної о алюмопаладієвого каталізатора типу АПК-2 в реакторі 12 каталітичного очищення хвостового газу. оThe proposed invention is explained by example Mo1 of the method of producing nitric acid and the operation of the first version of the installation using a high-temperature aluminum-palladium catalyst of the APC-2 type in the reactor 12 of the catalytic purification of the tail gas. at
Другий варіант установки. оThe second installation option. at
Поставлена задача вирішується тим, що відома установка для виробництва азотної кислоти, яка включає, з'єднані між собою послідовно по ходу нітрозного газу: реактор каталітичного окислювання аміаку, котел ї- утилізатор, окислювач, підігрівач повітря і підігрівач хвостового газу, холодильники конденсатори, с абсорбційну колону, колону відбілювання, вхід якої по ходу газу з'єднаний з трубопроводом для поданняThe problem is solved by the fact that the installation for the production of nitric acid is known, which includes, connected in series along the course of nitrous gas: a catalytic ammonia oxidation reactor, a boiler and a recycler, an oxidizer, an air heater and a tail gas heater, refrigerators, condensers, etc. an absorption column, a bleaching column, the inlet of which is connected along the gas flow with a pipeline for supplying
Зо повітря, а її вихід з'єднаний з входом в абсорбційну колону; вихід абсорбційної колони по ходу хвостового ісе) газу через підігрівач хвостового газу з'єднаний з, послідовно з'єднаними між собою, реактором каталітичною очищення, газотурбінною установкою рекуперації енергії газу і другим котлом-утилізатором. згідно з запропонованим винаходом, установка включає додатковий підігрівач хвостового і аза виконаний з організацією « протипотоку хвостового та онітрозного газів і установлений по ходу нітрозного газу між холодильниками-конденсаторами, а по ходу хвостового газу вхід додатково встановленого підігрівача З с хвостового газу з'єднаний з виходом абсорбційної колони а його вихід з'єднаний з підігрівачем хвостового » газу, вихід з якого з'єднаний з реактором каталітичного очищення.From the air, and its exit is connected to the entrance to the absorption column; the output of the absorption column in the course of the tail ise) gas through the tail gas heater is connected to, in series with each other, a catalytic cleaning reactor, a gas turbine plant for gas energy recovery and a second boiler-utilizer. according to the proposed invention, the installation includes an additional heater of the tail and aza made with the organization of the "counterflow of tail and nitrous gases and installed along the course of nitrous gas between refrigerators-condensers, and along the course of the tail gas, the input of the additionally installed heater Z s of the tail gas is connected to the outlet absorption column, and its output is connected to the tail gas heater, the output of which is connected to the catalytic purification reactor.
Поставлена задача вирішується також тим, що в разі використання високотемпературною каталізатора в реакторі каталітичного очищення хвостового газу, вона додатково включає - камеру підготовки газу, вхід якої з'єднаний з виходом хвостового газу з підігрівача хвостовою газу а її вихід з'єднаний з входом реактораThe task is also solved by the fact that in the case of using a high-temperature catalyst in a catalytic tail gas purification reactor, it additionally includes a gas preparation chamber, the inlet of which is connected to the tail gas outlet from the tail gas heater, and its outlet is connected to the reactor inlet
Ме. каталітичного очищення. В порівнянні з прототипом (2) запропонована установка забезпечує: ко підвищення температури хвостового газу після його нагрівання нітрозним газом з 130-1502С до 2000-2309; - зниження температури охолодження нітрозного газу після його охолодження хвостовим газом з 170-200 С вро 140-15090; о зниження температури охолодження нітрозного газу на стадії охолодження водою в о холодильниках-конденсаторах з 50-6592С до 45-5596. зниження витрат природного газу на 1095 на тону азотної кислоти.Me. catalytic cleaning. In comparison with the prototype (2), the proposed installation provides: an increase in the temperature of the tail gas after it is heated with nitrous gas from 130-1502С to 2000-2309; - a decrease in the cooling temperature of nitrous gas after it is cooled by tail gas from 170-200 C to 140-15090; o lowering the cooling temperature of nitrous gas at the water cooling stage in o condenser refrigerators from 50-6592С to 45-5596. reduction of natural gas costs by 1095 per ton of nitric acid.
Запропонований винахід пояснюється кресленням другого варіанта установки, який виконаним без камери підготовки газу, фіг.2.The proposed invention is explained by the drawing of the second version of the installation, which is made without a gas preparation chamber, fig.2.
Запропонована установка включає:The proposed installation includes:
Р з'єднані між собою послідовно по ходу нітрозного газу, реактор каталітичного окислювання аміаку 1. котел утилізатор 2, окислювач 3, підігрівач повітря 4, другий підігрівач хвостового газу 5, перший холодильник-конденсатор б, перший підігрівач хвостового газу 7. другий холодильник-конденсатор 8, бор абсорбційну колону 9, колону відбілювання 10. вхід якої по ходу газу з'єднаний з трубопроводом для подання повітря, а її вихід з'єднаний з входом в абсорбційну колону 9; вихід абсорбційної колони 9 по ходу хвостового газу з'єднаний з входом в перший підігрівач хвостового газу 7, його вихід з'єднаний з входом в другий підігрівач хвостового газу 5, вихід з якого з'єднаний з, послідовно з'єднаними між собою, реактором каталітичного очищення 11, газотурбінною установкою 12 рекуперації енергії газу і другим котлом-утилізатором 65 (на схемі не показаний).P are connected in series along the course of nitrous gas, ammonia catalytic oxidation reactor 1. boiler utiliser 2, oxidizer 3, air heater 4, second tail gas heater 5, first refrigerator-condenser b, first tail gas heater 7. second refrigerator- condenser 8, boron absorption column 9, bleaching column 10. the inlet of which along the gas flow is connected to the pipeline for air supply, and its outlet is connected to the inlet to the absorption column 9; the output of the absorption column 9 in the course of the tail gas is connected to the input to the first tail gas heater 7, its output is connected to the input to the second tail gas heater 5, the output of which is connected to the series-connected reactor catalytic cleaning 11, a gas turbine unit 12 for gas energy recovery and a second boiler-utilizer 65 (not shown in the diagram).
Запропонований винахід пояснюється прикладом Мо2 здійснення способу виробництва азотної кислоти та роботою установки з використанням низькотемпературною алюмованадієвого каталізатора типу АВК-ТОМ в реакторі 11 каталітичного очищення хвостового газу.The proposed invention is explained by the example of Mo2 implementation of the method of producing nitric acid and the operation of the installation using a low-temperature aluminum vanadium catalyst of the AVK-TOM type in the reactor 11 of the catalytic purification of the tail gas.
Приклад 1. В реактор 1 каталітичного окислювання аміаку подають суміш аміаку та повітря. яке попередньо нагрівають теплом нітрозного газу в підігрівачі повітря 4. В реакторі 1, па розміщеному в ньому платиновому каталізаторі, при температурі 9009 здійснюється процес окислювання аміаку з утворенням нітрозного газу, з концентрацією оксидів азота 9,695об.. Далі гарячий нітрозний газ поступає в котел-утилізатор 2, де віддає своє тепло на виробництво водяної пари. потім нітрозний газ доокислюється в порожнистому окислювачі 3, охолоджується повітрям в підігрівачі повітря 4 до температури 270-290 9С, далі охолоджується в другому 70 підігрівачі хвостового газу 5 до температури 210-2409С, в першому підігрівачі хвостового газу б - до температури 140-1459С, далі охолоджується водою до температури 45-559С в холодильниках-конденсаторах 7,8, де нітрозний газ звільняється також від основної маси реакційної вологи з утворенням кислого конденсату азотної кислоти, яка разом з охолодженим нітрозним газом поступає на абсорбцію в абсорбційну колону 9 з сітчаними тарілками.Example 1. A mixture of ammonia and air is fed into reactor 1 of catalytic oxidation of ammonia. which is pre-heated with the heat of nitrous gas in air heater 4. In reactor 1, and the platinum catalyst placed in it, at a temperature of 9009, the process of ammonia oxidation is carried out with the formation of nitrous gas, with a concentration of nitrogen oxides of 9.695 vol. Next, hot nitrous gas enters the boiler heat exchanger 2, where it gives its heat to the production of steam. then the nitrous gas is further oxidized in the hollow oxidizer 3, cooled by air in the air heater 4 to a temperature of 270-290 9C, then cooled in the second 70 tail gas heater 5 to a temperature of 210-2409C, in the first tail gas heater b - to a temperature of 140-1459C, then it is cooled with water to a temperature of 45-559C in refrigerator-condensers 7,8, where nitrous gas is also released from the main mass of reactive moisture with the formation of acidic condensate of nitric acid, which, together with the cooled nitrous gas, enters the absorption column 9 with mesh plates for absorption.
Зрошення тарілок абсорбційної колони 9 здійснюють конденсатом, в колону 9 також подають повітря.The plates of the absorption column 9 are irrigated with condensate, air is also supplied to the column 9.
Отримана в абсорбційній колоні 9 азотна кислота самопливом поступає в колону відбілювання 10, де з кислоти повітрям видуваються розчинені оксиди азота. Відбілена азотна кислота концентрацією бОдомас.з колони 10 поступає на склад готової продукції.The nitric acid obtained in the absorption column 9 flows by gravity into the bleaching column 10, where dissolved nitrogen oxides are blown from the acid with air. Bleached nitric acid with a concentration of bOdomas from column 10 enters the warehouse of finished products.
Газ з колони 10 повертається в абсорбційну колону 9, звідки хвостовий газ з температурою 30-359С, який утримує в собі до 0,195 об оксидів азоту, поступає в перший підігрівай 6. де він нагрівається до температури 140-1502С нітрозним газом, що виходить з другого підігрівача 5. далі хвостовий газ нагрівається в другому підігрівачі 5 до температури 210-2309С нітрозним газом, що виходить з підігрівана повітря 4. Далі хвостовий газ поступає в камеру підготовки газу 11, де нагрівається до температури 390-540 С топковими газами, отриманими при спалюванні природного газу. Отримана суміш газів поступає в реактор каталітичного очищення 12, де на високотемпературному каталізаторі АПК-2 при температурі 705-7309С здійснюється відновлення « оксидів азота продуктами окислення природною газу до елементарного азота і окислення оксида вуглецю до діоксида. Очищений хвостовий газ після реактора каталітичного очищення 12 з температурою 705-730 оС поступає на установку рекуперації енергії газу, де його тепло використовується в газотурбінній установці для (ав) стискування повітря і котлі утилізаторі для виробництва пари. Охолоджений в котлі-утилізаторі хвостовий газ поступає в реактор допалювання (на схемі не показаний), де на рутенієво-паладієвому каталізаторі РПК-1 о здійснюють допалювання оксиду вуглецю в діоксид і далі хвостовий газ з температурою не більше 25090 і - концентрацією оксидів азоту не більше З0Омг/м? поступає в економайзер, звідки через трубу висотою 150м с виходить в атмосферу.The gas from column 10 returns to the absorption column 9, from where the tail gas with a temperature of 30-359С, which contains up to 0.195 ppm of nitrogen oxides, enters the first reheater 6. where it is heated to a temperature of 140-1502С by nitrous gas coming out of the second heater 5. Next, the tail gas is heated in the second heater 5 to a temperature of 210-2309C by nitrous gas coming from the heated air 4. Next, the tail gas enters the gas preparation chamber 11, where it is heated to a temperature of 390-540 C by combustion gases obtained during combustion natural gas. The obtained mixture of gases enters the catalytic purification reactor 12, where on the high-temperature catalyst of the APC-2 at a temperature of 705-7309С, nitrogen oxides are reduced by the products of natural gas oxidation to elemental nitrogen and carbon monoxide oxidation to dioxide. Purified tail gas after the catalytic treatment reactor 12 with a temperature of 705-730 oC enters the gas energy recovery unit, where its heat is used in a gas turbine unit for (a) air compression and a recovery boiler for steam production. The tail gas cooled in the recovery boiler enters the afterburning reactor (not shown in the diagram), where on the ruthenium-palladium catalyst RPK-1, afterburning of carbon monoxide into dioxide and further tail gas with a temperature of no more than 25090 and a concentration of nitrogen oxides of no more C0Omg/m? enters the economizer, from where it exits into the atmosphere through a pipe with a height of 150 m s.
Зо Приклад 2. В реактор 1 каталітичного окислювання аміаку подають суміш аміаку та повітря, яке попередньо ісе) нагрівають теплом нітрозного газу в підігрівачі повітря 4. В реакторі 1, на розміщеному в ньому платиновому каталізаторі, при температурі 9009 здійснюється процес окислювання аміаку з утворенням нітрозного газу, з концентрацією оксидів азоту 9,590606.. Гарячий нітрозний газ поступає в котел-утилізатор 2, де віддає своє « тепло на виробництво водяної пари. Далі нітрозний газ доокислюється в порожнистому окислювачі 3, - 70 охолоджується повітрям в підігрівачі повітря 4 до температури 270-290 9С, далі охолоджується в другому с підігрівачі хвостового газу 5 до температури 210-2409С, в першому холодильнику-конденсаторі 6. першому ;» підігрівачі хвостового газу 7 - до температури 80-1059С, далі охолоджується водою до температури 45-559С в другому холодильнику-конденсаторі 8, де нітрозний газ звільняється також від основної маси реакційної вологиFrom Example 2. A mixture of ammonia and air is fed into reactor 1 of the catalytic oxidation of ammonia, which is previously heated with the heat of nitrous gas in the air heater 4. In reactor 1, on the platinum catalyst placed in it, at a temperature of 9009, the process of ammonia oxidation is carried out with the formation of nitrous of gas, with a concentration of nitrogen oxides of 9.590606.. Hot nitrous gas enters the recovery boiler 2, where it gives its heat to the production of steam. Next, the nitrous gas is further oxidized in the hollow oxidizer 3, - 70 cooled by air in the air heater 4 to a temperature of 270-290 9С, then cooled in the second tail gas heater 5 to a temperature of 210-2409С, in the first refrigerator-condenser 6. the first;" tail gas heaters 7 - to a temperature of 80-1059C, then it is cooled with water to a temperature of 45-559C in the second refrigerator-condenser 8, where nitrous gas is also released from the main mass of reactive moisture
З утворенням азотної кислоти. Далі нітрозний газ. охолоджений до температури 45-50 9С поступає на стадіюWith the formation of nitric acid. Then nitrous gas. cooled to a temperature of 45-50 9C enters the stage
Ге») абсорбції в колону абсорбції 9, звідки утворений розчин азотної кислоти поступає в колону відбілювання 10, куди також подають повітря. Повітря з колони відбілювання 10 повертають в колону абсорбції 9. Утворена, в ді результаті конденсації нітрозного газу в холодильниках-конденсаторах 6,8 та в першому підігрівачі хвостового -І газу 7, азотна кислота виводиться в колону абсорбції 9. Азотна кислота з концентрацією бОбомас. з колони 10 виводиться на склад готової продукції. Хвостовий газ з другого підігрівача хвостового газу 5 поступає в о реактор каталітичного очищення 11, де при температурі 210-2309С в присутності аміаку здійснюється очищення 62 хвостового газу, далі продукти реакції поступають на установку 12 рекуперації енергії газу.Ge") absorption into the absorption column 9, from where the formed nitric acid solution enters the bleaching column 10, where air is also supplied. Air from the bleaching column 10 is returned to the absorption column 9. Formed as a result of the condensation of nitrous gas in the refrigerator-condensers 6,8 and in the first heater of the tail gas 7, nitric acid is discharged into the absorption column 9. Nitric acid with a concentration of bObomas. from column 10 is taken to the warehouse of finished products. The tail gas from the second tail gas heater 5 enters the catalytic treatment reactor 11, where the tail gas is cleaned 62 at a temperature of 210-2309C in the presence of ammonia, then the reaction products are sent to the gas energy recovery unit 12.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003054075A UA62700C2 (en) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | Process for nitric acid preparing (variants) and unit for realizing the same (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003054075A UA62700C2 (en) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | Process for nitric acid preparing (variants) and unit for realizing the same (variants) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA62700A true UA62700A (en) | 2003-12-15 |
| UA62700C2 UA62700C2 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=34392498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2003054075A UA62700C2 (en) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | Process for nitric acid preparing (variants) and unit for realizing the same (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA62700C2 (en) |
-
2003
- 2003-05-06 UA UA2003054075A patent/UA62700C2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA62700C2 (en) | 2007-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10988380B2 (en) | Plant and process for producing nitric acid | |
| CN110550614B (en) | Process for producing dilute nitric acid | |
| US4087250A (en) | Apparatus for removing nitric oxides from processing exhaust gases | |
| CN112209351A (en) | Method for preparing sulfuric acid from coking desulfurization waste liquid | |
| RU2470856C2 (en) | Method of producing nitric acid (versions) and plant to this end | |
| RU2530077C2 (en) | Method of producing sulphuric acid and apparatus therefor | |
| AU2022311270B2 (en) | Nitric acid production process and plant with oxygen supply unit | |
| CN217274049U (en) | Sulfur acid-making waste heat recovery device with superheater arranged at evaporation outlet of sulfur-burning furnace | |
| UA62700A (en) | A process for preparing the nitric acid (variants) and a unit for realizing the same (variants) | |
| WO2022083737A1 (en) | Reactor assembly, sulfur-containing waste treatment system, method for burning sulfur-containing waste, and method for making sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste | |
| CN214087722U (en) | System for coking desulfurization waste liquid system sulphuric acid | |
| RU2283272C2 (en) | Method of production of the liquid heat carrier used as the indirect source of heat at realization of the endothermal reactions and the method of realization of the reactions of reforming of the hydrocarbons | |
| RU2248322C1 (en) | Method of nitric acid production and an installation for production of nitric acid | |
| SU649650A1 (en) | Method of obtaining nitrous acid | |
| RU2151736C1 (en) | Nitric acid production process | |
| UA62699A (en) | A process for preparing the nitric acid (variants) and a unit for realizing the same (variants) | |
| SU1198000A1 (en) | Method of producing sulfuric acid from hydrogen sulfide | |
| CN218033168U (en) | Acid making system capable of reducing discharge amount of sulfuric acid tail gas | |
| RU2793239C2 (en) | PROCESS FOR REDUCING NOx AND N2O CONTENT IN TAIL GAS OF NITRIC ACID PRODUCTION | |
| CN219596290U (en) | SO 2 Equipment for catalytic oxidation of process gas | |
| RU2244133C1 (en) | Method for steam generation at production of ammonia | |
| OA19178A (en) | Plant and process for producing nitric acid. | |
| SU327764A1 (en) | Ammonia production method | |
| SU140048A1 (en) | ||
| RU2127224C1 (en) | Method of producing nitric acid |