ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схема производства азотной кислоты при атмосферном давлении из "Технология минеральных удобрений и кислот" В заводских условиях редко получают смеси равновесного состава. Обычно ограничиваются тем, что проводят окисление N0 до определенной степени. [c.152] Если исходить из заданного времени реакции, то для определения степени окисления N0 уравнение (У1-21) решают путем последовательных приближений. [c.153] Переработка нитрозных газов в азотную кислоту проводится обычно в пределах О—50° С, при этом часть ЫОг полимеризуется в Ыг04 [см. уравнение (У1-18)]. Степень полимеризации ЫОг тем выше, чем ниже температура и больше концентрация ЫОг. Скорость реакции полимеризации N02 или диссоциации N204 очень велика. Практически можно считать, что в газовой смеси двуокись и четырехокись азота находятся в состоянии равновесия. [c.153] При переработке нитрозных газов в азотную кислоту выделяется около 600 000 ккал1т НЫОз, из них примерно половина за счет тепла реакции образования НЫОз, около 33% тепло реакции окисления N0, остальное—тепло протекания побочных реакций. При понижении температуры на 10 С скорость реакции поглощения N02 возрастает примерно в 1,5 раза. [c.155] Как было показано выше, для азотной кислоты определенной концентрации есть константа, характеризующая соотношение N0 и N02 в газовой фазе. Это означает, что при одной и той же величине константы парциальные давления N0 и N02 могут иметь различные значения при условии сохранения постоянного соотношения между ними. Отсюда следует, что азотную кислоту одной и той же концентрации можно получить как из газов, богатых окислами азота, так и из относительно бедных. В последнем случае для получения НЫОз потребуется большее количество времени. Следовательно, для полноты абсорбции особенно важна высокая степень окисленности N0. [c.155] Повышение давления сильно увеличивает скорость поглощения N02 и сравнительно мало влияет на рост концентрации кислоты. [c.155] В зависимости от давления системы можно разделить натри группы работающие при атмосферном давлении, при повышенном давлении и комбинированные, в которых окисление аммиака проводится при низком давлении, а абсорбция при более высоком. Независимо от давления основными стадиями производства являются очистка аммиака и воздуха, окисление аммиака, охлаждение нитрозных газов, окисление окиси азота и поглощение N02 водой. В системе при атмосферном давлении есть также стадия поглощения отходящих газов щелочными растворами с последующей переработкой, их в соли. [c.156] Схема установки, работающей при атмосферном давлении, представлена на рис. У1-3. Аммиак пропускают через матерчатые фильтры, а воздух промывают в башне 1 водой и затем фильтруют через шинельное сукно. Очищенные аммиак и воздух подаются в систему вентилятором 3, в улитке которого происходит их смешение. Перед подачей на катализатор газовую смесь фильтруют через картон 4, размещенный в верхней части конвертора 5. Конвертор монтируется непосредственно на котле-утилизаторе 6, в.котором можно получить пар давлением до 40 ат при температуре 450° С. Температура газов после котла снижается до 160° С. Дальнейшее охлаждение газа проводят в водяных холодильниках 7 и 5. После холодильника 8 получают конденсат 25—30%-ной азотной кислоты. [c.156] Вентилятор 9 подает газы в абсорбционную систему, состоящую из шести-восьми башен 10, орошаемых азотной кислотой, которая подается центробежным насосом 14. В последнюю башню подается вода. Выходящая из башни кислота охлаждается в водяных холодильниках 13. Продукционная азотная кислота имеет концентрацию 45—50%. Вентилятор для нитрозных газов подает в систему такое количество воздуха, чтобы содержание кислорода на выходе из системы было примерно 5%. Степень абсорбции газов составляет 92—94%. Перед щелочной абсорбцией газы окисляются в полой башне 11. В щелочных абсорберах степень поглощения окислов азота увеличиваегся до 98—98,5%. [c.156] В нитрозных газах всегда присутствуют N0 и NO2, поэтому в башнях щелочной абсорбции обычно получают смесь нитрита (около 75—80%) и нитрата (25—20%) натрия (нитрит-нитратные щелока). [c.158] Как видно из рис. VI-4, при щелочной абсорбции скорость процесса увеличивается по мере роста отношения N02 N0 в газовой фазе. При N02 N0 = 1, т. е. когда состав смеси окислов азота соответствует N2O3, скорость абсорбции становится наибольшей. [c.158] по мере дальнейшего роста отношения NO2 N0, скорость поглощения снижается и при полном окислении N0 остается постоянной. Следовательно, для проведения процесса щелочной абсорбции с максимальной скоростью в газовой фазе нужно поддерживать эквимолекулярное соотношение NO2 N0. [c.158] Схема инверсии раствора показана на рис. У1-5. Азотная кислота и подогретый нитрит-нитратный раствор подают в инверсионную колонну 2. Подогрев раствора с помощью острого пара производится с таким расчетом, чтобы процесс инверсии проходил при 80—100°С. Инвертированный раствор, содержащий 4—5% свободной азотной кислоты, перетекает в отдувочную колонну 3, где при продувке воздухом освобождается от растворенных в кислоте окислов азота. Избыток азотной кислоты далее нейтрализуют содой, раствор упаривают, кристаллизуют, после центрифугирования и сушки получают нитрат натрия с содержанием 1,5 — 2% влаги. Из отдувочной колонны 3 разбавленные воздухом нитрозные газы направляются в систему кислой абсорбции. [c.159] Для поглощения окислов азота применяют также известковое молоко (80—100 г/л). В этом случае схемы поглощения и инверсии не отличаются от описанной выше. В качестве отхода получают нитрат кальция. [c.159] На рис. 1-6 показан конвертор аммиака. Аппарат является частью комбинированного агрегата, состоящего из картонного фильтра, собственно конвертора и котла-утилизатора. Картонный фильтр размещается в верхней части аппарата и собирается из ряда кассет. Диаметр катализаторных сеток в таких аппаратах достигает 2,8 м. Сетки опираются на колосники. Нижняя часть конвертора футерована жаростойким кирпичом. Аппарат изготовляется из нержавеющей и жароупорной сталей. [c.159] Абсорбционная колонна, показанная на рис. У1-7, изготовляется обычно из нержавеющей ста и (так же, как и газовый холодильник). Тщательно выполненная колонна работает без ремонта многие годы, В нижней части колонны расположена колосниковая решетка для насадки (кольца Рашига). Подколосниковое пространство служит приемником кислоты и распределителем нитрозного газа. [c.159] Применяются кислотные холодильники самых разнообразных типов оросительные, труба в трубе , трубчатки, вертикальные или горизонтальные. [c.160] Для продвижения газов через систему аппаратов служат вентиляторы и эксгаустеры. [c.160] Вернуться к основной статье