UA63483A - A method for producing the nitric acid - Google Patents
A method for producing the nitric acid Download PDFInfo
- Publication number
- UA63483A UA63483A UA2003043773A UA2003043773A UA63483A UA 63483 A UA63483 A UA 63483A UA 2003043773 A UA2003043773 A UA 2003043773A UA 2003043773 A UA2003043773 A UA 2003043773A UA 63483 A UA63483 A UA 63483A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- column
- water
- nitric acid
- nitrogen oxides
- absorption
- Prior art date
Links
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 236
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 73
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 54
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 35
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- VQTGUFBGYOIUFS-UHFFFAOYSA-N nitrosylsulfuric acid Chemical compound OS(=O)(=O)ON=O VQTGUFBGYOIUFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 25
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 22
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 7
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 5
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 3
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Запропонований винахід відноситься до хімічної галузі, зокрема, до виробництва 58-6095-ної азотної кислоти 2 в процесі окислювальної абсорбції водою та азотною кислотою оксидів азоту з нітрозного газу, отриманого в процесі каталітичного окислювання аміаку.The proposed invention relates to the chemical industry, in particular, to the production of 58-6095 nitric acid 2 in the process of oxidative absorption with water and nitric acid of nitrogen oxides from nitrous gas obtained in the process of catalytic oxidation of ammonia.
Відомий спосіб виробництва азотної кислоти, який включає каталітичне окислювання аміаку, утилізацію тепла нітрозних газів, що утворилися в результаті окислювання аміаку, виділення реакційної води в швидкісних холодильниках і холодильниках-конденсаторах і кислотоутворення при поглинанні оксидів азоту водою в 70 абсорбційних колонах. Для кращого окислювання монооксиду азоту та кислотоутворення в холодильник-конденсатор та в абсорбційну колону вводять додаткове повітря. (1).There is a known method of producing nitric acid, which includes catalytic oxidation of ammonia, utilization of the heat of nitrous gases formed as a result of ammonia oxidation, release of reaction water in high-speed refrigerators and condenser refrigerators, and acid formation during the absorption of nitrogen oxides by water in 70 absorption columns. For better oxidation of nitrogen monoxide and acid formation, additional air is introduced into the refrigerator-condenser and the absorption column. (1).
Відомий спосіб характеризується низьким ступенем абсорбції (переробки) оксидів азоту в абсорбційній колоні -- 97-98,596, високим вмістом оксидів азоту 0,15-0,3095 у вихлопному газі, що відходить з колони, та низькою концентрацією продукційної азотної кислоти -- до 4895 мас. Це обумовлене тим, що введення 72 додаткового повітря в холодильник-конденсатор, збільшує ступінь окислювання та переробки оксидів азоту в холодильнику-конденсаторі, але зменшує загальну кількість оксидів азоту в нітрозних газах, що переробляються в колоні, тобто знижує продуктивність колони по виробництву продукційної азотної кислоти і зовсім не сприяє збільшенню ступеня переробки оксидів азоту в верхній частині абсорбційної колони, що обумовлює підвищений вміст оксидів азоту -- 0,15-0,3095 в газі, що відходить. Недоліком відомого способу є також низька концентрація продукційної азотної кислоти.The known method is characterized by a low degree of absorption (processing) of nitrogen oxides in the absorption column -- 97-98,596, a high content of nitrogen oxides of 0.15-0.3095 in the exhaust gas leaving the column, and a low concentration of nitric acid produced -- up to 4895 mass This is due to the fact that the introduction of 72 additional air into the refrigerator-condenser increases the degree of oxidation and processing of nitrogen oxides in the refrigerator-condenser, but reduces the total amount of nitrogen oxides in the nitrous gases processed in the column, that is, reduces the productivity of the column for the production of productive nitric acid and does not contribute at all to the increase in the degree of processing of nitrogen oxides in the upper part of the absorption column, which causes the increased content of nitrogen oxides -- 0.15-0.3095 in the outgoing gas. The disadvantage of the known method is also the low concentration of nitric acid produced.
Відомий також спосіб виробництва азотної кислоти в якому збільшення загального ступеня переробки оксидів азоту та зниження їх вмісту в вихлопному газі, здійснюють шляхом збільшення до 60-6595 ступеня переробки оксидів азоту в холодильнику-конденсаторі за рахунок послідовного введення додаткового повітря та води в нітрозний газ, що знаходиться на дільниці між котлом-утилізатором і холодильником-конденсатором. У відомому способі, які попередньому, одержують продукційну азотну кислоту з концентрацією не вище 4890 мас. «There is also a known method of nitric acid production, in which increasing the overall degree of nitrogen oxides processing and reducing their content in the exhaust gas is carried out by increasing the degree of nitrogen oxides processing in the refrigerator-condenser to 60-6595 due to the sequential introduction of additional air and water into the nitrous gas, which is located in the area between the boiler-utilizer and the refrigerator-condenser. In a known method, which is the previous one, production nitric acid is obtained with a concentration not higher than 4890 wt. "
Спосіб дозволяє зменшити вміст оксидів азоту у вихлопному газі на виході із колони до 0,05-0,0795 при збереженні низької концентрації продукційної азотної кислоти 4890омас; або підвищити концентрацію азотної кислоти, чи збільшити продуктивність колони по кислоті, при високій концентрації оксидів азоту 0,195 о 6. у вихлопних газах на виході із колони. (1). оThe method makes it possible to reduce the content of nitrogen oxides in the exhaust gas at the exit from the column to 0.05-0.0795 while maintaining a low concentration of produced nitric acid of 4890 omas; or to increase the concentration of nitric acid, or to increase the productivity of the acid column, with a high concentration of nitrogen oxides of 0.195 o 6. in the exhaust gases at the exit from the column. (1). at
Недоліком способу, як і попереднього, є низька концентрація продукційної азотної кислоти - не вище 4890 ее) мас, та низька продуктивність колони, обумовлені зменшенням загальної кількості оксидів азоту в нітрозних газах, що переробляються в колоні. У випадку здійснення процесу з одержанням азотної кислоти більш високої З концентрації, ніж 48905 мас., або зі збільшенням продуктивності колони по 4895-ній кислоті, недоліком способує «аз висока концентрація оксидів азоту у вихлопному газі на виході із колони, яка становить 0,195 об., що обумовлено низьким ступенем переробки оксидів азоту у збідненому нітрозному газі у верхній частині колони. оThe disadvantage of the method, as well as the previous one, is the low concentration of produced nitric acid - not higher than 4890 ee) by mass, and the low productivity of the column, caused by a decrease in the total amount of nitrogen oxides in the nitrous gases processed in the column. In the case of carrying out the process with the production of nitric acid with a concentration higher than 48905 wt., or with an increase in the productivity of the column for 4895 acid, the disadvantage is the high concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas at the exit from the column, which is 0.195 vol. , which is due to the low degree of processing of nitrogen oxides in the depleted nitrous gas in the upper part of the column. at
Відомий спосіб (2) одержання азотної кислоти, який характеризується високим загальним ступенем переробки оксидів азоту з нітрозних газів та низькою концентрацією оксидів азоту у вихлопному газі на виході з колони. Спосіб включає стадії: « - окислювання аміаку, З 50 - охолодження нітрозних газів з утворенням кислого конденсату із загальною кислотністю 43-489о мас. і с подачу його на стадію абсорбції водою разом з охолодженими нітрозними газами з одержанням розчину азотної з» кислоти, - абсорбцію оксидів азоту з нітрозних газів в абсорбційній колоні, при зрошуванні нітрозних газів кислим конденсатом та водою з одержанням продукційної азотної кислоти, - відбілювання (продувка) розчину продукційної кислоти повітрям в продувній колоні з метою виділення з б кислоти фізично розчинених в ній оксидів азоту, оз - рідкофазну переробку оксидів азоту з продувних газів, які виходять зі стадії відбілювання (продувки), шляхом їх обробки розчином кислоти, що виходить з абсорбційної колони, шк - наступну рідкофазну переробку оксидів азоту з продувних газів, які виходять з попередньої стадії о 20 рідкофазної переробки оксидів азоту, шляхом їх обробки кислим конденсатом, з поверненням продувних газів і кислого конденсату в абсорбційну колону. с» Відомий спосіб дозволяє збільшити загальний ступінь переробки оксидів азоту та зменшити концентрацію оксидів азоту в газах, що відходять з абсорбційної колони до 0,04-0,0595 шляхом зменшення навантаження абсорбційної колони по оксидам азоту, що переробляються в кислоту. 52 Недоліком способу є складність процесу, який потребує введення двох додаткових стадій рідкофазної в. переробки оксидів азоту із газу, що відходить зі стадії відбілювання продукційної кислоти, шляхом рідкофазної обробки цього газу кислотою та кислим конденсатом. Спосіб також потребує використання додаткового устаткування.Method (2) of obtaining nitric acid is known, which is characterized by a high overall degree of processing of nitrogen oxides from nitrous gases and a low concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas at the exit from the column. The method includes the following stages: "- oxidation of ammonia, C 50 - cooling of nitrous gases with the formation of acidic condensate with a total acidity of 43-489o wt. and feeding it to the absorption stage with water together with cooled nitrous gases to obtain a solution of nitric acid, - absorption of nitrogen oxides from nitrous gases in the absorption column, during irrigation of nitrous gases with acidic condensate and water to obtain production nitric acid, - bleaching (purging ) of the product acid solution with air in the purge column for the purpose of extracting nitrogen oxides physically dissolved in it from b acid, z - liquid-phase processing of nitrogen oxides from the purge gases that come out of the bleaching (purging) stage, by treating them with an acid solution that comes out of the absorption columns, shk - the next liquid-phase processing of nitrogen oxides from purge gases, which come from the previous stage at 20 liquid-phase processing of nitrogen oxides, by treating them with acidic condensate, with the return of purge gases and acidic condensate to the absorption column. c» The known method allows to increase the overall degree of processing of nitrogen oxides and reduce the concentration of nitrogen oxides in the gases leaving the absorption column to 0.04-0.0595 by reducing the load of the absorption column on nitrogen oxides processed into acid. 52 The disadvantage of the method is the complexity of the process, which requires the introduction of two additional stages of the liquid phase. processing of nitrogen oxides from the gas leaving the bleaching stage of the production acid by liquid-phase treatment of this gas with acid and acid condensate. The method also requires the use of additional equipment.
Відомий також спосіб (3) одержання азотної кислоти шляхом абсорбції нітрозних газів конденсатом азотної 60 кислоти, що подається з холодильника-конденсатора в середню частину абсорбційної колони, при додатковій подачі азотної кислоти, яку відбирають з відбійної тарілки, регенерують від оксидів азоту, змішують з конденсатом до отримання концентрації 5-1095 мас. і подають в абсорбційну колону двома потоками, один з яких спрямовують вверх колони, а другий -- під відбійну тарілку.Also known is the method (3) of obtaining nitric acid by absorbing nitrous gases with the condensate of nitric acid 60, which is supplied from the refrigerator-condenser to the middle part of the absorption column, with the additional supply of nitric acid, which is taken from the baffle plate, regenerated from nitrogen oxides, and mixed with the condensate to obtain a concentration of 5-1095 wt. and fed into the absorption column in two streams, one of which is directed up the column, and the other - under the baffle plate.
Спосіб характеризується високим загальним ступенем переробки оксидів азоту з нітрозних газів та низькою бо концентрацією оксидів азоту у вихлопному газі на виході з колони. Недоліком способу, як і попереднього, є складність процесу, який потребує введення додаткових стадій та додаткового обладнання.The method is characterized by a high overall degree of processing of nitrogen oxides from nitrous gases and a low concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas at the exit from the column. The disadvantage of the method, like the previous one, is the complexity of the process, which requires the introduction of additional stages and additional equipment.
Найбільш близьким по технічній сутності до технічного рішення, що заявляється, є спосіб виробництва азотної кислоти абсорбцією оксидів азоту з нітрозних газів азотною кислотою та водою в абсорбційній колоні, в яку воду подають в верх колони, а нітрозний газ та повітря подають в низ колони назустріч азотній кислоті та воді, що стікають вниз по тарілках колони.The method of production of nitric acid by absorption of nitrogen oxides from nitrous gases by nitric acid and water in an absorption column in which water is fed to the top of the column, and nitrous gas and air are fed to the bottom of the column to meet the nitrogen acid and water flowing down the plates of the column.
Нітрозний газ, що містить оксиди (монооксид та діоксид) азоту, необхідні для виробництва азотної кислоти, одержують в процесі каталітичного окислювання аміаку за комбінованою схемою з тиском на стадії окислювання аміаку 0,45МПа. Одержаний нітрозний газ спочатку охолоджують в котлі-утилізаторі, виділяють з нього реакційну 7/0 Воду в холодильниках-конденсаторах з утворенням кислого (45-4870-ного) конденсату, стискають у турбокомпресорі до 1,1МПа і доокислюють в порожньому окислювачі, або в зональному абсорбері азотною кислотою з концентрацією вище рівноважної. В процесі охолодження та доокислювання нітрозного газу здійснюється безперервне окислювання монооксиду азоту в діоксид азоту по реакції: 2МО ж 05- 2 МО» ж 112,4 кДж. (1).Nitrous gas, containing oxides (monoxide and dioxide) of nitrogen, necessary for the production of nitric acid, is obtained in the process of catalytic oxidation of ammonia according to a combined scheme with a pressure of 0.45MPa at the stage of ammonia oxidation. The obtained nitrous gas is first cooled in a recovery boiler, reaction 7/0 Water is separated from it in refrigerator-condensers with the formation of acidic (45-4870) condensate, compressed in a turbocompressor to 1.1 MPa and further oxidized in an empty oxidizer or in a zone absorbers with nitric acid with a concentration above equilibrium. In the process of cooling and post-oxidation of nitrous gas, continuous oxidation of nitrogen monoxide into nitrogen dioxide is carried out according to the reaction: 2 MO equal to 05-2 MO» equal to 112.4 kJ. (1).
Для утворення 6б09б5-ної азотної кислоти необхідно досягти ступінь окислюванності оксидів азоту 94-96905.For the formation of 6b09b5 nitric acid, it is necessary to reach the degree of oxidation of nitrogen oxides 94-96905.
Далі нітрозний газ подають на стадію переробки оксидів азоту в азотну кислоту в абсорбційній колоні, яка працює під тиском - 0,85-1,1 МПа., при температурі 30-200С, з отриманням продукційної 6095-ної азотної кислоти.Next, nitrous gas is fed to the stage of processing nitrogen oxides into nitric acid in the absorption column, which operates under a pressure of 0.85-1.1 MPa, at a temperature of 30-200C, with the production of 6095 nitric acid.
В абсорбційній колоні діоксид азоту взаємодіє з водою з утворенням продукційної азотної кислоти та вторинного оксиду азоту по сумарній реакції:In the absorption column, nitrogen dioxide interacts with water to form product nitric acid and secondary nitrogen oxide according to the overall reaction:
ЗМО» я НЬО - 2НМО»з ї- МО 136,2 кДж. (2)ZMO" i NYO - 2NMO" with i- MO 136.2 kJ. (2)
Монооксид азоту, що утворюється при взаємодії діоксиду азоту з водою. потребує додаткового окислювання і, як наслідок, додаткового реакційного об'єму. Процес окислювання вторинного оксиду азоту протікає в основному в міжтарілчаному просторі в гомогенних умовах. По мірі зниження концентрації оксидів азоту по ходу газу швидкість реакції окислювання вторинного оксиду азоту знижується і вона далі контролює весь процес Кислотоутворення та обумовлює високий вміст оксидів азоту в газі, що відходить.Nitrogen monoxide, which is formed when nitrogen dioxide reacts with water. requires additional oxidation and, as a result, additional reaction volume. The process of oxidation of secondary nitrogen oxide occurs mainly in the interplate space in homogeneous conditions. As the concentration of nitrogen oxides in the gas stream decreases, the rate of the secondary nitrogen oxide oxidation reaction decreases, and it further controls the entire acid formation process and determines the high content of nitrogen oxides in the outgoing gas.
З метою забезпечення достатнього часу для гомогенного окислювання монооксиду азоту, лінійну швидкість « нітрозного газу в абсорбційній колоні підтримують в межах 0,3-0,4м/с.In order to ensure sufficient time for homogeneous oxidation of nitrogen monoxide, the linear velocity of nitrous gas in the absorption column is maintained within 0.3-0.4 m/s.
Абсорбційна колона обладнана 47-50 ситчатими тарілками, які забезпечують максимальну ступінь досягнення рівноваги. Продукційна азотна кислота із абсорбційної колони поступає в продувну колону, де со проходить десорбція фізично розчинених оксидів азоту повітрям. Далі азотну кислоту направляють на склад, а продувні гази повертають вниз абсорбційної колони. Ступінь абсорбції (переробки) оксидів азоту в колоні со становить 9995, а вміст оксидів азоту в газі, що відходить з колони -- 0,195 об. (4). «ІThe absorption column is equipped with 47-50 sieve plates, which ensure the maximum degree of achieving equilibrium. The produced nitric acid from the absorption column enters the purge column, where desorption of physically dissolved nitrogen oxides by air takes place. Next, the nitric acid is directed to the warehouse, and the purge gases are returned to the bottom of the absorption column. The degree of absorption (processing) of nitrogen oxides in the CO column is 9995, and the content of nitrogen oxides in the gas leaving the column is 0.195 vol. (4). "AND
У виробничих умовах, де здебільшого використовують нітрозні гази із значно меншим ступенем окислюванності оксидів азоту в нітрозних газах (86-8790), а температуру води змушені витримувати не нижче о 28-30"С, ступінь абсорбції (переробки) оксидів азоту в колоні становить менше 9995, вміст оксидів азоту в. «о газі, що відходить з колони, становить (0,1-0,15)95 об. а концентрація продукційної кислоти не перевищує 5890 мас.In production conditions, where mostly nitrous gases are used with a significantly lower degree of oxidation of nitrogen oxides in nitrous gases (86-8790), and the water temperature is forced to be maintained at no lower than 28-30"C, the degree of absorption (processing) of nitrogen oxides in the column is less 9995, the content of nitrogen oxides in the gas leaving the column is (0.1-0.15)95 vol., and the concentration of the product acid does not exceed 5890 wt.
Недоліком відомого способу є недостатньо високий ступінь абсорбції (переробки) оксидів азоту в колоні, « який не перевищує 9995, та високий вміст оксидів азоту в газі, що відходить з колони -- (0,1-0,15)95 об.The disadvantage of the known method is the insufficiently high degree of absorption (processing) of nitrogen oxides in the column, which does not exceed 9995, and the high content of nitrogen oxides in the gas leaving the column -- (0.1-0.15)95 vol.
Це обумовлено значним зменшенням швидкості реакції окислювання вторинного оксиду азоту по ходу - с нітрозного газу по мірі зниження концентрації оксидів азоту а також розосередженням процесу кислотоутворення ц в діапазоні концентрацій кислоти від 40 до 1095 мас, що відповідає нітрозному газу з окислюванністю 5095. Саме "» в цих умовах складно підвищити ступінь переробки оксидів азоту в кислоту, тому що в цій системі в рідкій фазі є стійка концентрація азотистої кислоти, яка легко утворюється в результаті гідролізу двооксиду азоту водою в 775 слабкій азотній кислоті, а в газовій фазі є МО ж- МО», які потребують додаткового реакційного об'єму і/або часу б для гомогенного окислювання монооксиду азоту, швидкість якого контролює весь процес кислотоутворення.This is due to a significant decrease in the rate of oxidation of secondary nitrogen oxide in the course of nitrous gas as the concentration of nitrogen oxides decreases, as well as the deconcentration of the acid formation process in the range of acid concentrations from 40 to 1095 mass, which corresponds to nitrous gas with an oxidizability of 5095. It is "" in under these conditions, it is difficult to increase the degree of processing of nitrogen oxides into acid, because in this system there is a stable concentration of nitric acid in the liquid phase, which is easily formed as a result of the hydrolysis of nitrogen dioxide with water in 775 weak nitric acid, and in the gas phase there is MO z- MO» , which require additional reaction volume and/or time for homogeneous oxidation of nitrogen monoxide, the rate of which controls the entire process of acid formation.
В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу виробництва азотної кислоти, в якому шляхомThe basis of the invention is the task of improving the method of production of nitric acid, in which way
Мамі зміни умов відомого способу, забезпечується можливість підвищення швидкості окислювання вторинного «» монооксиду азоту в гомогенних умовах міжтарілчаного простору у верхній частині колони і зосередження процесу кислотоутворення в нижній частині колони в діапазоні концентрацій від 40 до 6095 з високим ступенем со окислювання та абсорбції оксидів азоту. с» Поставлена задача досягається тим, що у способі виробництва азотної кислоти абсорбцією оксидів азоту з нітрозних газів азотною кислотою та водою в абсорбційній колоні, в яку воду подають вверх колони, а нітрозний газ та повітря подають вниз колони назустріч азотній кислоті та воді, що стікають вниз по тарілках колони,By changing the conditions of the known method, it is possible to increase the rate of oxidation of secondary "nitrogen monoxide" in homogeneous conditions of the interplate space in the upper part of the column and to concentrate the acid formation process in the lower part of the column in the concentration range from 40 to 6095 with a high degree of co-oxidation and absorption of nitrogen oxides. c» The task is achieved by the fact that in the method of production of nitric acid by absorption of nitrogen oxides from nitrous gases by nitric acid and water in an absorption column, in which water is fed up the columns, and nitrous gas and air are fed down the columns to meet the flowing nitric acid and water down the plates of the column,
Згідно з запропонованим винаходом, воду в колону подають двома потоками: перший потік води подають вверх колони, а другий потік -- в середню частину колони; повітря в колону також подають двома потоками: перший » потік-- вниз колони, а другий потік - в середню частину колони нижче вводу другого потоку води.According to the proposed invention, water is supplied to the column in two streams: the first stream of water is fed to the top of the column, and the second stream to the middle part of the column; air is also supplied to the column in two streams: the first » stream is down the column, and the second stream is in the middle part of the column below the input of the second water stream.
Поставлена задача вирішується тим, що вверх колони подають 70-809о мас. води від її загальної кількості, а її залишок 30-209о мас. подають в середню частину колони. во Поставлена задача вирішується також тим, що вниз колони подають 30-7095 об. повітря від його загальної кількості, а його залишок подають в середню частину колони нижче вводу другого потоку води.The task is solved by the fact that 70-809o mass is fed to the top of the column. of water from its total amount, and its balance is 30-209o by mass. served in the middle part of the column. The problem is also solved by the fact that the columns feed 30-7095 revolutions down. air from its total amount, and its remainder is fed into the middle part of the column below the input of the second water flow.
Поставлена задача вирішується тим, що азотну кислоту подають в середню частину колони та на нижчерозташовані тарілки.The task is solved by supplying nitric acid to the middle part of the column and to the lower plates.
Поставлена задача вирішується тим, що отриману в абсорбційній колоні азотну кислоту продувають 65 повітрям, яке після продування направляють в абсорбційну колону.The task is solved by the fact that the nitric acid obtained in the absorption column is blown with 65 air, which after blowing is sent to the absorption column.
Зміна умов введення в колону води та повітря, забезпечує можливість зосередження процесу кислотоутворення в нижній частині колони в діапазоні концентрацій від 40 до 6095 з високим ступенем окислювання та абсорбції оксидів азоту, з одночасним зменшенням навантаження по кислотоутворенню у верхній частині колони та збільшенням у цій частині колони окислювального реакційного об'єму і концентрації повітря в гомогенних умовах міжтарілчаного простору, що спричинює підвищення швидкості окислювання вторинного оксиду азоту та абсорбції водою оксидів азоту в збіднених оксидами азоту нітрозних газах.Changing the conditions for introducing water and air into the column provides the possibility of concentrating the acidification process in the lower part of the column in the concentration range from 40 to 6095 with a high degree of oxidation and absorption of nitrogen oxides, with a simultaneous decrease in the load on acidification in the upper part of the column and an increase in this part of the column of the oxidizing reaction volume and air concentration in the homogeneous conditions of the interplate space, which causes an increase in the rate of oxidation of secondary nitrogen oxide and water absorption of nitrogen oxides in nitrogen oxide-depleted nitrous gases.
Інакше кажучи, процес переробки оксидів азоту в абсорбційній колоні умовно розділяють на дві стадії: на першій стадії, у нижній частині колони, здійснюють переробку нітрозних газів, додатково розбавлених повітрям, з поданням на їх зрошення розчину азотної кислоти концентрацією 30-4095 мас., яку одержують змішуванням в 7/0 Колоні другого потоку води, азотної кислоти, яка стікає з верхньої частини колони з концентрацією 5-1090, і кислоти, яку подають з холодильника-конденсатора з концентрацією 45-4795 мас. Таким чином, процес кислотоутворення зосереджують в діапазоні концентрацій кислоти 40-6095 мас. з високим ступенем окислювання та абсорбції нітрозного газу. На другій стадії, тобто у верхній частині колони, здійснюють переробку збіднених оксидами азоту нітрозних газів, що виходять з нижньої частини колони, які додатково збагачують /5 повітрям. Абсорбцію оксидів азоту на цій стадії здійснюють меншою кількістю води, тому що частину води (другий потік) уже використано на першій стадії. Таким чином, верхня частина колони працює з меншим навантаженням по кислотоутворенню, маючи при цьому достатній окислювальний об'єм в гомогенних умовах міжтарілчаного простору, підвищену концентрацію повітря, і рідку фазу, ненасичену азотистою кислотою. Такі умови роботи верхньої частини колони забезпечують збільшення швидкості реакції окислювання вторинного 2о Монооксиду азоту в гомогенних умовах міжтарілчаного простору, що, в свою чергу спричинює збільшення швидкості реакції поглинання (абсорбції) діоксиду азоту, дозволяє приблизитись до еквімолекулярної суміші кількість МО, що окислюється, до кількості МО», що поглинається, та обумовлює зменшення концентрації оксидів азоту на виході з колони.In other words, the process of processing nitrogen oxides in the absorption column is conditionally divided into two stages: in the first stage, in the lower part of the column, processing of nitrous gases, additionally diluted with air, is carried out, with the application of a solution of nitric acid with a concentration of 30-4095 wt. to their irrigation, which obtained by mixing in the 7/0 Column of the second flow of water, nitric acid, which flows from the top of the column with a concentration of 5-1090, and acid, which is fed from the refrigerator-condenser with a concentration of 45-4795 wt. Thus, the acid formation process is concentrated in the acid concentration range of 40-6095 wt. with a high degree of oxidation and absorption of nitrous gas. At the second stage, i.e. in the upper part of the column, nitrous gases depleted of nitrogen oxides, coming from the lower part of the column, are processed, which additionally enrich /5 with air. The absorption of nitrogen oxides at this stage is carried out with a smaller amount of water, because part of the water (the second stream) has already been used at the first stage. Thus, the upper part of the column works with a lower load on acid formation, while having a sufficient oxidizing volume in homogeneous conditions of the interplate space, an increased air concentration, and a liquid phase unsaturated with nitrous acid. Such operating conditions of the upper part of the column ensure an increase in the rate of oxidation of secondary 2o Nitrogen monoxide in homogeneous conditions of the interplate space, which, in turn, causes an increase in the rate of absorption (absorption) of nitrogen dioxide, allows the amount of oxidized MO to approach the equimolecular mixture, to the amount MO" that is absorbed and causes a decrease in the concentration of nitrogen oxides at the exit from the column.
В порівнянні з прототипом (4) запропонований спосіб дозволяє: - збільшити ступінь переробки оксидів азоту з 99,0 до 99,5-99,795, - зменшити вміст оксидів азоту, що відходять з вихлопним газом після абсорбційної колони -- до « (0,0695-0,09)90 масюIn comparison with the prototype (4), the proposed method allows: - to increase the degree of processing of nitrogen oxides from 99.0 to 99.5-99.795, - to reduce the content of nitrogen oxides leaving with the exhaust gas after the absorption column - to " (0.0695 -0.09)90 mass
Запропонований спосіб зовсім не потребує ніяких додаткових витрат, зокрема, води, повітря та додаткового обладнання, тому що поліпшення зазначених показників процесу досягається за рахунок перерозподілу со зо Загальних витрат води та повітря, які використовуються в способі-прототипі. Здійснення процесу у виробничих умовах дозволить майже повністю переробляти оксиди азоту в азотну кислоту і, таким чином, зменшити витрати со основної сировини, аміаку, який використовується для одержання азотної кислоти, та значно зменшити витрати «Е на каталітичне очищення нітрозних газів, що виходять з колони. Запропонований спосіб також забезпечує можливість інтенсифікації процесу абсорбції шляхом поліпшення або всіх зазначених показників (підвищення ме)The proposed method does not require any additional costs at all, in particular, water, air and additional equipment, because the improvement of the indicated process indicators is achieved due to the redistribution of the total water and air costs used in the prototype method. Implementation of the process in production conditions will allow almost complete processing of nitrogen oxides into nitric acid and, thus, reduce the costs of the main raw material, ammonia, which is used to obtain nitric acid, and significantly reduce the costs of "E for the catalytic purification of nitrous gases leaving the column . The proposed method also provides the possibility of intensification of the absorption process by improving all or all of the indicated indicators (increasing me)
Зв Ступеня переробки оксидів азоту та концентрації продукційної азотної кислоти, зниження вмісту оксидів азоту в «о нітрозному газі на виході з колони), або двох при одному незмінному, або одного при двох незмінних.From the degree of processing of nitrogen oxides and the concentration of produced nitric acid, the decrease in the content of nitrogen oxides in the nitrous gas at the exit of the column), or two with one unchanged, or one with two unchanged.
Запропонований спосіб включає стадію абсорбції (переробки) оксидів азоту з нітрозного газу в абсорбційній колоні, обладнаній ситчатими тарілками. Нітрозний газ подають вниз колони назустріч азотній кислоті та воді.The proposed method includes the stage of absorption (processing) of nitrogen oxides from nitrous gas in an absorption column equipped with mesh plates. Nitrous gas is fed down the column to meet nitric acid and water.
Причому воду в колону подають двома потоками: вверх та на нижчерозташовані тарілки колони в середню « частину колони. Кислоту з концентрацією 45-4/70 мас. подають в середню частину колони та на У с нижчерозташовані тарілки. Повітря подають двома потоками: перший потік -- вниз колони разом з нітрознимиMoreover, water is supplied to the column in two streams: upwards and to the lower plates of the column in the middle part of the column. Acid with a concentration of 45-4/70 wt. served in the middle part of the column and on U c lower plates. The air is supplied in two streams: the first stream is down the column together with nitrous
Й газами, а другий потік - нижче вводу другого потоку води в середню частину колони. а Азотну кислоту 58-60965-ної концентрації відводять з куба колони і, при необхідності, направляють в продувну колону для виділення з неї фізично розчинених в ній оксидів азоту повітрям, яке подають вниз продувної колони. З куба продувної колони відводять продукційну азотну кислоту, а повітря, що містить оксидиAnd gases, and the second flow - below the introduction of the second flow of water into the middle part of the column. and Nitric acid with a concentration of 58-60965 is removed from the cube of the column and, if necessary, sent to the purge column for the release of nitrogen oxides physically dissolved in it by air, which is fed down the purge column. Product nitric acid is removed from the purge column cube, and air containing oxides is removed
Ге» азота, відводять зверху продувної колони і подають вниз абсорбційної колони разом з нітрозними газами.Nitrogen gas is removed from the top of the purging column and fed to the bottom of the absorption column together with nitrous gases.
Запропонований спосіб пояснюється кресленням. о На кресленні приведена схема послідовно з'єднаних між собою колон: абсорбційної 1 та продувної 2. ї5» Абсорбційна колона 1 обладнана ситчатими тарілками з розміщеними в нижній та середній частині колони теплообмінними елементами - змійовиками, в які подають воду для відводу тепла реакції. Нітрозний газ подають со вниз колони назустріч азотній кислоті та воді. Воду подають двома потоками: вверх та -- в середню частину с» колони 1. Кислоту з концентрацією 45-47956 мас. подають в середню частину колони та на нижчерозташовані тарілки. Повітря подають двома потоками: перший потік -- вниз колони під першу тарілку разом з нітрозними газами та продувним повітрям з колони 2 для відбілювання (продувки), і другий потік повітря подають нижчеThe proposed method is explained by the drawing. o The drawing shows a diagram of series-connected columns: absorption 1 and blowdown 2. 15" Absorption column 1 is equipped with mesh plates with heat exchange elements - coils placed in the lower and middle parts of the column, into which water is supplied to remove the heat of the reaction. Nitrous gas is fed down the column to meet nitric acid and water. Water is fed in two streams: up and -- into the middle part of column 1. Acid with a concentration of 45-47956 wt. served in the middle part of the column and on the lower plates. Air is fed in two streams: the first stream is down the column under the first plate together with nitrous gases and purge air from column 2 for bleaching (purging), and the second stream of air is fed below
ВВОДУ другого потоку води в середню частину колони.INPUT of the second stream of water into the middle part of the column.
Продукційну азотну кислоту виводять з куба колони 2, а нітрозні гази виводять зверху абсорбційної колони 1.Production nitric acid is removed from the cube of column 2, and nitrous gases are removed from the top of absorption column 1.
Р Запропонований спосіб пояснюється прикладом здійснення способу та роботи схеми колони. Спосіб включає стадію абсорбції (переробки) оксидів азоту з нітрозного газу в абсорбційній колоні, обладнаній 47 ситчатими тарілками. Нітрозний газ подають вниз колони 1 назустріч азотній кислоті та воді. Причому воду подають двома бо потоками: на верх колони на 47 тарілку та на нижчерозташовану 20 тарілку в середню частину колони. Кислоту з концентрацією 45-47956 мас. подають в середню частину колони -- на 20-у тарілку та на 12 тарілку. Повітря подають двома потоками: перший потік -- вниз колони під першу тарілку разом з продувним повітрям з колони 2, та другий потік-- нижче вводу другого потоку води в середню частину колони 1. Отриману кислоту з куба колони 1 направляють в продувну колону 2. Продукційну кислоту виводять з куба колони 2, а очищені нітрозні гази 65 Виводять зверху колони 1.P The proposed method is explained by an example of the implementation of the method and the operation of the column scheme. The method includes the stage of absorption (processing) of nitrogen oxides from nitrous gas in an absorption column equipped with 47 mesh plates. Nitrous gas is fed down column 1 towards nitric acid and water. Moreover, water is supplied in two streams: to the top of the column on the 47th plate and on the lower 20th plate in the middle part of the column. Acid with a concentration of 45-47956 wt. served in the middle part of the column - on the 20th plate and on the 12th plate. Air is supplied in two streams: the first stream - down the column under the first plate together with the purge air from column 2, and the second stream - below the introduction of the second stream of water into the middle part of column 1. The resulting acid from the cube of column 1 is sent to the purge column 2. Product acid is removed from the cube of column 2, and purified nitrous gases 65 are removed from the top of column 1.
Приклад.Example.
БОтис. м3/г нітрозного газу під тиском 0,6-0,7МПа з температурою 55-657С, концентрацією оксидів азоту 5,5-5,095 об., кисню 4,0-5,095 об., залишок -- азот, подають вниз під першу тарілку абсорбційної колони 1. Воду (конденсат) в колону 1 подають з температурою 28-309С двома потоками: вверх колони 1 на 47 тарілку подають 3,75-4,5мЗ/г води (перший потік 7595 від загальної її кількості), а другий потік -- 1,25-1,5мЗ/г (2595) подають в середню частину колони на 20 тарілку. На 20-ту та 12 тарілки подають 12,О0т/г 4790-ної азотної кислоти. В колону 1 подають 1Отис. мЗ/г повітря під тиском 0,9МПа двома потоками: перший потік 4 тис. м З/г (4096) подають вниз колони 1, із них Зтис. мО/г- продувне повітря з колони 2; другий потік - б,Отис. м З/г (6096) подають в середню частину колони нижче вводу другого потоку води та кислоти (під 20 тарілку). Воду в 70 змійовики подають з температурою 30-2776.BOTIS m3/g of nitrous gas under a pressure of 0.6-0.7 MPa with a temperature of 55-657C, a concentration of nitrogen oxides of 5.5-5.095 vol., oxygen 4.0-5.095 vol., the remainder is nitrogen, served down under the first plate absorption column 1. Water (condensate) is supplied to column 1 with a temperature of 28-309С in two streams: 3.75-4.5mZ/g of water is fed to the top of column 1 on 47 plates (the first stream is 7595 of its total amount), and the second stream -- 1.25-1.5 mZ/g (2595) is fed into the middle part of the column on 20 plates. On the 20th and 12th plates, 12.O0t/g of 4790-nitric acid is served. In column 1, 1Otys is served. mZ/h of air under a pressure of 0.9MPa in two streams: the first flow of 4 thousand mZ/h (4096) is fed down column 1, of which Ztys. mO/g - purge air from column 2; the second stream - b, Otys. m Z/g (6096) is fed into the middle part of the column below the inlet of the second flow of water and acid (under the 20th plate). Water in 70 coils is served with a temperature of 30-2776.
Процес переробки оксидів азоту з нітрозного газу здійснюють при температурі 28-507С, тиску 0,85МПа. На першій стадії (1-20 тарілки) здійснюють переробку нітрозних газів, додатково розбавлених повітрям, з поданням на їх зрошення розчину азотної кислоти концентрацією «4090 мас., яку одержують змішуванням в колоні другого потоку води, азотної кислоти, яка стікає з верхньої частини колони з концентрацією 5-1095, і кислоти, яку подають з концентрацією 4790 мас. Таким чином, процес кислотоутворення зосереджують в діапазоні концентрацій кислоти від 40 до 6095 мас з високим ступенем окислювання нітрозного газу. З куба колони виводять 25 т/годину 5890-ної азотної кислоти, яку направляють в продувну колону 2, куди подають Зтис. мЗ/годину повітря. Продукційну кислоту виводять з куба колони 2. Продувне повітря зверху колони 2 направляють в колону 1.The process of processing nitrogen oxides from nitrous gas is carried out at a temperature of 28-507C and a pressure of 0.85 MPa. At the first stage (1-20 plates), nitrous gases, additionally diluted with air, are processed, with the application of a nitric acid solution with a concentration of 4090 wt. to their irrigation, which is obtained by mixing in the column the second flow of water, nitric acid, which flows from the top of the column with a concentration of 5-1095, and acid, which is served with a concentration of 4790 wt. Thus, the acid formation process is concentrated in the range of acid concentrations from 40 to 6095 mass with a high degree of nitrous gas oxidation. 25 t/hour of 5890 nitric acid is removed from the cube of the column, which is sent to the purge column 2, where Ztys is supplied. mZ/hour of air. Product acid is removed from the cube of column 2. Blowing air from the top of column 2 is sent to column 1.
На другій стадії, тобто у верхній частині колони (22-47 тарілки), здійснюють переробку збіднених оксидами азоту нітрозних газів, які виходять з нижньої частини колони, додатково збагачених та розбавлених другим потоком повітря. Абсорбцію оксидів азоту на цій стадії здійснюють меншою кількістю води (7595), тому що 2595 води (другий потік) уже використано на першій стадії. Таким чином, верхня частина колони працює з меншим навантаженням по кислотоутворенню, маючи при цьому достатній окислювальний об'єм в гомогенних умовах міжтарілчаного простору, та підвищену концентрацію кисню, і рідку фазу, ненасичену азотистою кислотою. «At the second stage, i.e. in the upper part of the column (22-47 plates), nitrous gases depleted of nitrogen oxides, which come from the lower part of the column, are further enriched and diluted by the second air stream, are processed. The absorption of nitrogen oxides at this stage is carried out with a smaller amount of water (7595), because 2595 of water (the second flow) has already been used in the first stage. Thus, the upper part of the column works with a lower load on acid formation, while having a sufficient oxidizing volume in homogeneous conditions of the interplate space, and an increased concentration of oxygen, and a liquid phase unsaturated with nitrous acid. "
Концентрація оксидів азоту на виході колони -- 0,0695 об, ступінь абсорбції або переробки оксидів азоту -- 99,590. соThe concentration of nitrogen oxides at the exit of the column is 0.0695 vol, the degree of absorption or processing of nitrogen oxides is 99.590. co
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003043773A UA63483C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Process for preparation of nitric acid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003043773A UA63483C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Process for preparation of nitric acid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA63483A true UA63483A (en) | 2004-01-15 |
| UA63483C2 UA63483C2 (en) | 2006-12-15 |
Family
ID=34515935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2003043773A UA63483C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Process for preparation of nitric acid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA63483C2 (en) |
-
2003
- 2003-04-24 UA UA2003043773A patent/UA63483C2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA63483C2 (en) | 2006-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2749600C2 (en) | Method and unit for synthesis of nitric acid, method for improvement | |
| KR100501462B1 (en) | Method for production of nitric acid | |
| US20130216461A1 (en) | Nitric acid production | |
| CA2419627A1 (en) | Treatment of a gas stream containing hydrogen sulphide | |
| KR100319437B1 (en) | Direct oxygen injection in nitric acid production | |
| EP0030447A1 (en) | High pressure process for recovery of sulphur from gases | |
| US4046866A (en) | Production of liquid sulfur trioxide | |
| US4183906A (en) | Oxygen-enrichment columnar absorption process for making nitric acid | |
| CA2216477A1 (en) | Nitric acid production | |
| EP0328280A1 (en) | Process for the production of nitriles and oxides | |
| US3716625A (en) | Process for the production of nitric acid with a concentration of over 70 percent by weight | |
| US3542510A (en) | Production of highly concentrated nitric acid | |
| JPH1029809A (en) | Production method of nitric acid and plant therefor | |
| SU1431663A3 (en) | Method of cleaning gases of hydrogen sulfide and carbon dioxide | |
| MXPA02001725A (en) | Production of maleic anhydride. | |
| UA63483A (en) | A method for producing the nitric acid | |
| US11407645B2 (en) | Method and apparatus for producing carbon dioxide | |
| US4276277A (en) | Manufacture of concentrated nitric acid | |
| US3421854A (en) | Manufacture of nitrogen tetroxide | |
| US3389960A (en) | Process for producing strong nitric acid | |
| JP2572646B2 (en) | Nitrogen peroxide production method | |
| UA79126C2 (en) | Method and device for ammonia production from synthesis gas | |
| RU2738512C1 (en) | Apparatus for concentrating and purifying helium | |
| RU2151736C1 (en) | Nitric acid production process | |
| DK156472B (en) | PROCEDURE FOR CONTINUOUS REMOVAL OF NITROGEN OXIDES FROM GAS MIXTURES AND PLANT FOR USE IN THE PROCEDURE |