ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Производство концентрированной азотной кислоты. М. А. Миниович из "Справочник азотчика том №2 " Многие годы изыскивались прямые способы получения окиси азота — путем фиксации азота и кислорода атмосферного воздуха. Они были прекращены вследствие невозможности в то время решить задачу получения N0 достаточной концентрации. [c.78] Было также установлено чтобы предотвратить снижение концентрации N0 (вследствие ее разложения) до равновесной, соответствующей более низкой температуре требуется мгновенное охлаждение газовой смеси, отводимой из реакционной зоны. [c.78] Фиксация атмосферного азота при высоких температурах в пламени электрической дуги не дала положительных результатов, так как, в частности, не удалось осуществить быстрое охлаждение газовой смеси и получить концентрацию N0 более 1,2 объемн. %. Такая низкая концентрация N0 создавала сложность переработки газовой смеси в азотную кислоту и определяла неэкономичность процесса в целом. На 1 m азотной кислоты, полученной методами электросинтеза (по разным их вариантам), расходовалось 12—16 тыс. квт-ч электроэнергии, в то время как при косвенных методах фиксации азота (через аммиак), даже по недостаточно совершенным схемам, требовалось лишь около 1500 квт-ч/т. [c.78] В последние годы на основе достижений современной науки и техники возобновились широкие исследования в области прямой фиксации атмосферного азота. В настоящее время особенно интенсивно разрабатываются термический, плазменный и радиационный способы. [c.78] Газоразрядная плазма создается, например, в электродном плазмотроне. Синтез окиси азота из атмосферного воздуха в плазменной струе происходит за ничтожные доли секунды. При разработке плазменного способа получения окиси азота изыскиваются новые приемы охлаждения ( закалки ) газовой смеси, при которых можно было бы полностью сохранить высокое содержание (примерно 6—7%) окиси азота в газовой смеси. [c.79] Радиационный способ основан на связывании, азота и кислорода атмосферного воздуха путем воздействий на них ионизирующих излучений урана-235. [c.79] Некоторые прямые способы получения окиси азота для производства азотной кислоты предусмотрено проверить на крупных опытных установках. В состав последних также включается аппаратура для изучения процессов обогащения получаемой окисм азота и ее переработки в азотную кислоту. [c.79] Одновременно интенсивно продолжается разработка и внедрение новых систем производства разбавленной азотной кислоты на базе синтетического аммиака. Как в СССР, так и за рубежом наметилась тенденция к применению агрегатов большой мощности (700—1200 т/сутки 100%-ной HNO3). [c.79] На агрегатах большой мощности, созданных на основе современных достижений аппарато- и машиностроения, можно снизить удельные затраты аммиака и платиноидного катализатора работать без подвода электроэнергии со стороны комплексно автоматизировать все процессы и обеспечить санитарную норму содержания окислов азота в отходящих газах. Эти и некоторые другие преимущества агрегатов большой мощности (например, получение азотной кислоты повышенной концентрации — не менее 60%, получение водяного пара — около 1,5 т/т HNO3 и др.) позволяют примерно на 30% сократить удельные капитальные вложения в производство разбавленной азотной кислоты и снизить на 15% себестоимость продукта по сравнению с действующими агрегатами, работающими под повышенным давлением. [c.79] В основе новых зарубежных систем производства азотной кислоты из синтетического аммиака в агрегатах большой мощности заложены различные принципиальные основы технологических процессов. Некоторые системы работают под давлением во всей технологической линии (нитке), другие, комбинированные, — при различном повышенном давлении на стадиях конверсии и абсорбции. Во втором случае процесс проводится по следующей схеме. [c.79] На рис. 1-51 приведена одна из зарубежных схем производства азотной кислоты концентрацией 65—69% в агрегате мощностью 1000 т/сутки, считая на 100% HNO3. [c.79] Из других особенностей схемы отметим следуюшде производительность контактного аппарата 350 т/сутки (считая на 100% HNOs) содержание в отходящих газах (перед разбавлением их воздухом) до 0,05 объемн. % окислов азота все машины установлены на одном валу плановый ремонт машин производится через 18—24 месяца (коэффициент использования оборудования около 97%) для эксплуатации и ремонта установки требуется небольшой обслуживающий персонал. [c.79] В зарубежной практике все большее распространение находят системы, выпускающие 65—70%-ную азотную кислоту. Абсорбционные колонны таких систем снаб кены тарелками особо конструкции. Так, одной зарубежной фирмой разработан и широко внедряется в промышленности способ получения 69—70%-ной азотной кислоты в системе, работающей под давлением 4 ат на стадии абсорбции окислов азота. Конструкция тарелок абсорбционной колонны этой системы известна под обнщм названием жи )0абсорбер . [c.80] По патентному описанию и литературным данным, колонна состоит из 16 тарелок со сплошным дном. Каждая тарелка сверху разделена перегородками на секторы, предназначенные для окисления N0 в N02, на смежные секторы, в которых происходит абсорбция двуокиси азота. В перегородках секторов сделаны вырезы для прохода жидкости и нитрозных газов. Растворы кислоты циркулируют только в абсорбционных секторах. В изолированных секторах окисления N0 концентрация азотной кислоты соответствует состоянию равновесия с газовой смесью или близка к нему. [c.80] К верху колонны, по мере уменьшения в газовой смеси окислов азота, окислительные секторы тарелок значительно увеличиваются. На тарелках уложены охлаждающие устройства (например, типа пластинчатых), через которые циркулирует холодильный рассол или охлажденная вода. При такой конструкции тарелок создаются наиболее благоприятные условия окисления N0 в жидкой фазе. В смежные секторы тарелок на поглощение поступает почти полностью окисленная N0, т. е. практически только двуокись азота. [c.80] В обычных же абсорбционных колоннах, даже с ситчатыми тарелками, процесс окисления N0 в N02 в значительной степени протекает в газовой фазе и является неуправляемым. Колонна с жироабсорбером , работающая под давлением около 4 ат, при выпуске 69—70%-ной кислоты имеет производительность 200 т/сутки (считая на 100% HNOз). Отходящие из колонны газы содержат 0,05 объемн. % N0+ N02 и перед выбросом в атмосферу разбавляются потоком воздуха. [c.80] На рис. 1-52 представлена принципиальная схема автоматизации производства разбавленной азотной кислоты под давлением 3,5 ат. Основным элементом схемы являогся регулирование соотношения количеств воздуха и аммиака, поступающих в контактный аппарат. [c.80] Нормальную работу котла-утилизатора обеспечивает регулятор соотношения Р , изменяющий подачу питательной воды в зависимости от количества вырабатываемого пара. Постоянный уровень в копилке сепарационпого устройства котла регулиру1ется изменением сброса воды из копилки (регулятор Р ). Безопасный режим работы котла-утилизатора достигается установкой регулирующих клапанов с дистанционным ручным управлением на байпасных линиях подачи питательной воды в котел и сброса конденсата. Давление перегретого пара (40 кгс[см ) в коллекторе после котлов-утилизаторов поддерживается постоянным с помощью регулятора давления Р9. [c.81] Для более полного окисления нитрозных газов, получаемых в контактном аппарате, предусматривается регулирование соотношения количеств основного и добавочного воздуха, засасываемого турбокомпрессором, с коррекцией по содержанию кислорода в отходяпщх газах путем воздействия на регулирующую заслонку Рз, уста-вовленную на трубопроводе добавочного воздуха На некоторых заводах применяется лишь дистанционное управление задвижкой на линии подачи добавочного воздуха. [c.81] Узел регулирования концентрации продукционной кислоты состоит из двух параллельно работающих регуляторов. Первый, основной, регулятор Р регулирует подачу парового конденсата в абсорбционную колонну в зависимости от нагрузки системы по аммиаку. Второй регулятор корректирует количество подаваемого парового конденсата в соответствии с концентрацией получаемой азотной кислоты (регулятор Р4). Регулирующие клапаны обоих регуляторов параллельно установлены на линии подачи дарового конденсата в колонну абсорбции. [c.81] Вернуться к основной статье