Общая химическая технология. Брянкин К.В - 76 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Скорость реакции окисления NО мала. Кроме того, по мере снижения концентрации окислов азота эта
скорость уменьшается еще более к концу процесса, поэтому для увеличения степени окисления окиси азота и
степени абсорбции газов необходимо существенно увеличить время процесса, что достигается при введении
большого числа абсорбционных башен.
После абсорбционных башен газ направляют в окислительную башню 11 для полного окисления NO в
NO
2
, а затем в башни щелочной абсорбции 12, орошаемые водным раствором соды. Окислы азота (NO и NО
2
)
абсорбируются содовым раствором с образованием солей:
NO + NO
2
+ Nа
2
СО
3
= 2NaNO
2
+ СO
2
; (6.26)
2NO
2
+ Na
2
CO
3
= NaNO
2
+ NaNO
3
+ CO
2
. (6.27)
Получаемые растворы нитрата и нитрита натрия выводят из первой по ходу газа башни для дальнейшей
переработки. На некоторых заводах щелочные башни орошаются известковым молоком, при этом получаются
растворы нитрита и нитрата кальция.
Применение для окисления аммиака воздуха, обогащенного кислородом, или чистого кислорода позволяет
получать нитрозные газы с повышенным содержанием окиси азота и соответственно увеличить скорость после-
дующей реакции окисления NO в NO
2
и всего процесса в целом.
Технологическая схема производства азотной кислоты под давлением (рис. 6.7) существенно отличается от
схемы на рис. 6.8. Атмосферный воздух засасывается через фильтр 1 турбокомпрессором первой ступени 2 и
сжимается до 0,2…0,35 МПа; вследствие сжатия воздух нагревается до 175 °С. После охлаждения до 30…45 °С
в холодильнике 3 воздух поступает в турбокомпрессор второй ступени 4, где он сжимается и нагревается до
125…135 °С. Дальнейший подогрев воздуха до 270 °С происходит в подогревателе 8 за счет тепла горячих нит-
розных газов, выходящих из конвертора; горячий воздух поступает далее в смеситель 9.
Аммиак под давлением 1,0…1,2 МПа нагревается до 150 °С в подогревателе 10 водяным паром и поступа-
ет в смеситель 9, где смешивается с воздухом. Полученная аммиачно-воздушная смесь, содержащая 10…12 %
NH
3
, фильтруется в поролитовом фильтре 11 и поступает в конвертор 12, где на платино-родиевом катализато-
ре при температуре 890…900 °С аммиак окисляется до окиси азота. Тепло отходящих газов используется в кот-
ле-утилизаторе 13 для получения пара, при этом газы охлаждаются до 260 °С.
Далее газы проходят фильтр для улавливания платины, расположенный в верхней части пустого сосуда 14.
В сосуде 14 происходит окисление NO до NO
2
(степень окисления 80 %), в результате этого газовая смесь разо-
гревается до 300…310 °С и поступает в подогреватель воздуха 5, где охлаждается до 175 °С. Дальнейшее ис-
пользование тепла нитрозных газов становится невыгодным, поэтому они охлаждаются водой в холодильнике
16 до 50…55 °С. Одновременно с охлаждением газа в холодильнике 16 происходит конденсация паров воды и
образование азотной кислоты в результате взаимодействия воды с двуокисью азота. Концентрация кислоты не
превышает 52 %, выход составляет около 50 % всей производительности установки.
Из холодильника 15 нитрозные газы поступают в абсорбционную колонну 16 с ситчатыми тарелками, где
NО
2
поглощается водой с образованием азотной кислоты (концентрация до 55 %). На тарелках колонны 16
уложены змеевики (холодильные элементы), по которым циркулирует вода для отвода тепла, выделяющегося в
процессе образования азотной кислоты.
Для очистки отходящих газов от окислов азота их подогревают до 370…420 °С, добавляют к ним неболь-
шое количество природного газа и направляют в конвертор (реактор) 17. Здесь в присутствии палладиевого
катализатора протекают следующие реакции:
2СН
4
+ О
2
2CO + 4H
2
+ Q; (6.28)
2NО
2
+ 4Н
2
= N
2
+ 4H
2
O + Q; (6.29)
2NO + 2H
2
= N
2
+ 2H
2
O + Q. (6.30)
Так как эти реакции идут с выделением тепла, то температура газов повышается до 700…730 °С. Эти газы
поступают под давлением 0,5…0,6 МПа в турбину 5, которая приводит в движение турбокомпрессоры 2 и 4,
сжимающие воздух, после чего газы при температуре около 400 °С поступают в котел-утилизатор 18, в котором
получают пар низкого давления.
Турбокомпрессоры первой и второй ступеней 2 и 4, а также газовая турбина 5 представляют собой единый
агрегат; турбина первой ступени 2 и газовая турбина 5 находятся на общем валу и соединены редуктором 6 с
турбиной второй ступени 4 и электромотором 7. Такой агрегат позволяет использовать основную часть энер-
гии, затраченную на сжатие воздуха, и таким образом значительно снизить расход электроэнергии.
6.2.4. Концентрирование азотной кислоты
Концентрирование разбавленной азотной кислоты осуществляется в тарельчатых барботажных колоннах
или в колоннах с насадкой из колец. Так как путем упаривания воды из разбавленных растворов HNO
3
можно
получить азотную кислоту концентрацией не более 68,4 % НNО
3
, процесс концентрирования ведут в присутст-
вии концентрированной серной кислоты – хорошего водоотнимающего средства.

Страницы