Способ производства неконцентрированной азотной кислоты

(12) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ведомство гвспувлики БЕЛАРУСЬСпособ производства неконцентрированной азотной кислоты по комбинированному методу, включающий получение газообразного аммиака испарением жидкого аммиака, его дросселирование до постоянного давления и каталитическое окисление в контактном аппарате при давлении, близком к атмосферному, абсорбцию водой получаемого нитрозного газа при давлении 0,35 МПа с образованием продукционной азотной кислоты и хвостовых газов, содержащих примеси нитрозного газа, с последующей каталитической очисткой в присутствии аммиака, отличающийся тем, что(71) Заявитель Гродненское ордена Дружбы народов ПО Азот им. С.О.Притыцкого (ВУ)Дружбы народов ПО Азот им. С.О.Притыцкою (В)дросселирование осуществляют непосредственно перед подачей аммиака в контактный аппарат на окисление, при этом дросселированию подвергают газообразный аммиак, направляемый на каталитическое окисление, а оставшееся количество газообразного аммиака отводят на каталитическую очистку хвостовых газов.Постоянный технологический регламент производства слабой азотной кислоты Гродненского ПО Азот, - Гродно, 1976. Регистрационный номер 134 от 25.03.76.Изобретение относится к процессам химической технологии и может быть использовано в производстве минеральных удобрений и капролактама для получения неконцентрированной азотной кислоты (НАК).Известен способ, выбранный в качестве прототипа заявляемого решения, производства НАК по комбинированному методу путем конверсии газообразного аммиака в контактном аппарате под давлением, близким к атмосферному, с образованием нитрозного газа и его абсорбцией водой под давлением 0,35 МПа с получением продукционной азотной кислоты и каталитической очисткой непрореагировавшею нитрозното газа в присутствии аммиака,отводом реакционного тепла жидкостным циркуляционным контуром и затем испарением за счет нею жидкого аммиака с получением газообразного и его последующим дросселированием до постоянною давления.Основными недостатками прототипа являются недостаточная экономичность и надежность способа. Это обусловлено тем, что для стабилизации давления газообразного аммиака за счет подавления пульсаций его пропускают после испарителя через газгольдер - полый аппарат емкостного типа объемом 1800 мг,подключенный в схеме на проход. Такая схема стабилизации давления обуславливает накопление в схеме значительного количества аммиака, что делает производство опасным и,следовательно, снижает надежность способа. Для поддержания газгольдера в работоспособном состоянии требуются значительные эксплуатационные затраты, связанные с его ремонтом и обслуживанием, что снижает экономичность способа. Также недостаточная экономичность способа-прототипа обусловлена тем, что газообразный аммиак для каталитической очистки получают испарением жидкого аммиака за счет тепла конденсации водяного пара, который в дальнейшем не используется в производстве, увеличивает количество сточных вод и представляет безвозвратную потерю энергии и сырья.Задача настоящею Изобретения - повышение экономичности И надежности процесса.Сущность изобретения заключается в том,что в известном способе производства неконцентриронанной азотной кислоты по комбинированному методу, включающему получение газообразного аммиака испарением жидкого аммиака, его дросселирование до постоянного давления и каталитическое окисление в контактном аппарате при давлении, близком к атмосферному, абсорбцию водой получаемого нитрозного газа при давлении 0,35 МПа с образованием продукционной азотной кислоты и хвостовых газов, содержащих примеси нитрозного газа, с последующей каталитическойочисткой их в присутствии аммиака, дросселирование осуществляют непосредственно перед подачей аммиака в контактный аппарат на окисление, при этом дросселированию подвергают газообразный аммиак, направляемый на каталитическое окисление, а оставшееся количество газообразного аммиака отводят на каталитическую очистку хвостовых газов. Способ характеризуется следующими отличительными признаками газообразный амми ак дросселируют непосредственно перед конверсией в контактный аппарат часть газообразного аммиака перед дросселированием отводят на каталитическую очистку непререагировавшею нитрозного газа. В прототипе дросселирование осуществляют в газгольдере,в котором стабилизируется давление, а в предлагаемом способе - в контактном аппарате. Постоянный перепад давления перед дросселированием обеспечивает постоянство расхода аммиака на контактирование. В свою очередь постоянство давления после дросселирования обеспечивается дросселирующнм клапаном, а постоянство давления перед дросселированием обеспечивается отводом части газообразного аммиака на каталитическую очистку. Благодаря этому исключается необходимость применения пара на испарение аммиака для каталитической очистки (как это есть в прототипе) , что позволяет снизить энергетические затраты способа за счет более полного использования реакционного тепла.Способ поясняется схемой, показанной на рисунке. Схема содержит испаритель жидкого аммиака 1, контактный аппарат 2, абсорбционную колонну 3, реактор каталитической очистки 4. Циркуляционный охлаждающий контур включает насос 5 и соединительные трубопроводы охлаждающей жидкости 6, подключенные к испарителю аммиака и абсорбционной колонне. В качестве охлаждающей жидкости используется вода или рассолы. Испаритель аммиака соединен с контактным аппаратом посредством линии вьщачи газообразного аммиака 7, в выходной части которой установлен дросселирующий клапан 8. Линия 7 Сообщается с реактором каталитической очистки посредством отдувочной линии 9, на которой размещен регулирующий клапан 10.Способ реализуется следующим образом.Жидкий аммиак поступает в испаритель 1 в количестве 10,3 т/ ч, где испаряется под давлением 0,37 МПа теплом циркуляционного контура, заполненного водой. При этом происходит охлаждение воды в испарителе с 14 С до 7 С при прогвводхттеггьносш насоса 5 - 740 мз/ч. Охлажденная вода поступает по трубопроводам 6 в абсорбционную колонну З, где нагревается реакционным теплом с 7 С до 14 С,поступает в насос 5 и от него в испаритель 1, 5 ВУ 650 С 1 вобразуя Замкнутый Циркуляционный контур. Газообразный аммиак выходит из испарителя 1 под давлением 0,37 МПа и по линии 7 поступает в контактный аппарат 2 через сселируюппай клапан 8 в кошитчестве 12000 нм / час. При этом давление аммиака падает с 0,37 МПа до 4 КПа. Давление в контактном аппарате 2 поддерживается на постоянном значении (4 КПа) дросселирующим клапаном 8. Давление аммиака в линии 7 до клапана 8 также поддерживают постоянным и равным 0,37 МПа за счет непрерывной отдувки части аммиака из линии 7 по отдувочной линии 9 в реактор каталитической очистки 4. Управление этим процессом осуществляется регулирующим клапаном 10. Так как давление до и после дросселирующего клапана 8 поддерживается постоянным, то и расход аммиака в контактном аппарате стабилизируется на требуемом количестве. Количество аммиака, отдуваемого по линии 9 составляет (80-100) нмэ/час, который поступает в реактор 4, где взаимодействует на катализаторе с непрореагировавшим нитрозным газом, поступающим из абсорбционной колонны З. При этом происходит образование азота,который не представляет экологической опасности и выбрасывается в атмосферу. В контакТНОМ ЕПТПЗРЭТВ 2 ПРОИСХОДИТ КЗТЗЛИТИЧВСКОЕокисление аммиака и образуется газ, содержгь щий окислы азота - нитрозный газ. Нитрозный газ поступает в абсорбционную колонну 3, в которой происходит контакт газа и стекающей ЖИДКОСТИ на ТЗРСЛКВХ, УСТЗНОВЛЕННЫХ ПО высоте колонны и снабженных охлаждающими элементами (змеевиками) для отвода реакционного тепла. В результате этого контакта пром исходит поглощение окислов азота водой и образуется азотная кислота, концентрация которой возрастает по колонне сверху вниз и в нижней части колонны составляет 40-50 мас.,откуда кислота поступает потребителю. При ПОГЛОЩЕНИЕ ОКИСЛОВ азота ПРОИСХОДИТ ВЫДЕЛЕние тепла Реакции, которое отводится циркуляционным охлаждающим контуром, что обеспечивает движущую силу абсорбции. Выходящий из абсорбционной колонны газ содерЖИТ НСПрОРВЗГЕ/РОБЗВШИЕ ОКИСЛЫ азота И направляется для их обезвреживания в реактор каталитической очистки 4.Основным преимуществом заявляемого решения перед известными является предотвращение накопления в схеме значительных объемов аммиака (т.е. сверх необходимого объема для производства НАК), что повышает как безопасность производства кислоты, так и экоНОМИЧНОСТЬ.Государственное патентное ведомство Республики Беларусь.