Технологическая схема производства разбавленной азотной кислоты

Технологические схемы производства разбавленной азотной кислоты в зависимости от применяемого давления разделяются на три группы:

1) системы, работающие при атмосферным давлении (Р = 0, 1 МПа), характеризуются низкой производительностью и большими объёмами поглотительной аппаратуры;

2) системы, работающие при высоком давлении (Р > 0, 1 МПа), характеризуются большими потерями платины;

3) комбинированные системы, в которых окисление аммиака проводят при более низком давлении (Р = 0, 1 МПа), а переработку оксидов азота - при боле высоком давлении (Р > 0, 1 МПа).

Для окисления аммиака оптимальными условиями являются высокая температура и относительно низкое давление.

Для поглощения оксида азота (IV) – низкая температура и высокое давление.

Реакция окисления аммиака до оксида азота (II) проводится в контактном аппарате под атмосферным давлением и в присутствии катализатора.

1) Атмосферный воздух и аммиак перед подачей в смесительную камеру контактного аппарата подвергают очистке от механических и химических примесей в фильтрах и подогревают в подогревателе до 80 –120º С (Рис 4.2):

2) Образовавшаяся аммиачно-воздушная смесь, содержащая до 12% аммиака, проходит тонкую очистку в керамическом фильтре, встроенном в контактный аппарат и поступает на двухступенчатый катализатор, состоящий из платиноидных сеток и таблетированного железнохромового катализатора.

3) В зоне катализа аммиачновоздушная смесь нагревается до температуры катализа – 900º С за счёт теплоотдачи раскалённых от теплоты реакции платиноидных сеток.

4) Образовавшиеся нитрозные газы последовательно проходят через водяной холодильник и холодильник – конденсатор, где они охлаждаются до 25º С. При прохождении нитрозных газов через холодильники происходит конденсация паров воды с образованием азотной кислоты различной концентрации

Схема производства разбавленной азотной кислоты комбинированным способом: 1- скоростной водный холодильник; 2, 6- холодильник-конденсатор, 3- турбокомпрессор из нержавеющей стали; 4- окислитель, 5- подогреватель отходящего газа; 7- поглотительная колонна с ситчатыми тарелками; 8- турбина для расширения отходящего газа; 9- фильтр для платины; 10- электромотор.

В первом холодильнике – 3%-я азотная кислота.

В холодильнике-конденсаторе – 30%-я азотная кислота, которые подаются в адсорбционную колонну.

5) Затем нитрозные газы сжимаются в компрессоре до 0, 1 МПа, разогреваясь при этом до 130º С, и поступают в пустой окислитель, где полностью протекает окисление оксида азота (II) до оксида азота (IV).

6) Далее нитрозные газы, разогретые при окислении до 200º С, последовательно охлаждаются в холодильнике до 100º С и холодильнике-конденсаторе до 40º С.

7) В холодильнике-конденсаторе остаток воды, образовавшейся в результате окисления аммиака, конденсируется и реагирует с оксидами азота, превращаясь в азотную кислоту. Образовавшаяся азотная кислота подаётся в нижнюю часть поглотительной колонны.

8) Окончательная переработка нитрозных газов в азотную кислоту происходит в поглотительной барботажной колонне (высота 45 м и диаметр 3 м) с ситчатыми тарелкам, которые представляют собой диски с мелкими отверстиями.

Охлаждённые нитрозные газы подаются снизу в поглотительную колонну. Колонна сверху орошается водой, которая, стекая противотоком нитрозным газам, превращается в азотную кислоту.

Жидкость стекает с одной тарелки на другую по трубкам, а газ переходит через отверстия в тарелках и в виде пузырьков барботирует через слой жидкости.

8) Образовавшаяся 60%-я азотная кислота из нижней части колонны отправляется в продувочную колонну, где освобождается от растворённых в ней оксидов азота (отбеливание), затем в хранилище. Оксиды азота возвращаются в поглотительную колонну. Степень переработки оксидов азота составляет 99%.