Перспективы развития азотнокислого производства

Технологическая схема производства концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза

Основное отличие способа прямого синтеза концентрированной азотной кислоты от способа получения разбавленной кислоты состоит в том, что сначала необходимо выделить из нитрозного газа содержащиеся в нём оксиды азота в виде жидкого тетраоксида азота (Рис. 5.6):

Рис. 5.6. Упрощённая схема прямого синтеза концентрированной азотной кислоты: 1 - скоростной холодильник; 2 - водный холодильник; 3 - вентилятор; 4 - окислительная иибашня; 5 - доокислитель; 6, 7, 10 - рассольные холодильники; 8 - поглотительная башня; 9 - отбелочная колонна с тарелками и рубашкой из пара; 11 - смеситель; 12 - автоклав с ситчатыми тарелками.

1) Для удаления водяного пара нитрозный газ поступает в скоростной холодильник, где охлаждается до 40ºС, причём из него выделяется большая часть воды в виде 3%-ой азотной кислоты.

2) Далее нитрозный газ поступает во второй холодильник, где из него удаляется остальная часть воды в виде 30%-ой кислоты.

3) После этого нитрозный газ подаётся в окислительную башню с насадкой из керамических колец. Здесь протекает в основном окисление оксида азота (II) до оксида азота (IV). Выделяющаяся при этом процессе теплота отводится непрерывно циркулирующей и орошающей башню холодной 50%-ой азотной кислотой.

4) Из окислительной башни нитрозный газ поступает в доокислитель, где остаток оксида азота (II) окисляется 98%-ой азотной кислотой. При этом протекает следующая химическая реакция:

NO + 2HNO₃ = 3NO₂ + H₂O

5) Образовавшийся оксид азота (IV) после охлаждения до –10ºС в рассольном холодильнике поступает в поглотительную башню, где растворяется в охлаждённой до –10ºС 98%-ой кислоте в результате чего образуется нитроолеум.

6) Нитроолеум подаётся на десорбцию оксида азота (IV) в отбелочную колонну. Отбеленная 98%-ая азотная кислота поступает на склад готовой продукции.

7) Газообразный оксид азота (IV) из отбелочной колоны поступает в рассольный холодильник, где при охлаждении до –10ºС в результате конденсации превращается в жидкий тетраоксид азота (N₂O₄).

8) Жидкий тетраоксид азота подаётся в смеситель, где смешивается с азотной кислотой различной концентрации, поступившей из аппаратов, с образованием следующей смеси: 80% - N₂O₄; 10% - HNO₃; 10% - H₂O.

9) Эта смесь подаётся в автоклав, который представляет собой колону с ситчатыми тарелками. Смесь поступает в колонну сверху; снизу под давлением 5 МПа поступает кислород. При этом происходит образование концентрированной азотной кислоты.

10) Концентрированная азотная кислота (нитроолеум) отбирается из нижней части автоклава и соединяется с нитроолеумом из поглотительной башни, подаётся в отбелочную колону и на склад.

– создание систем высокой единичной мощности, работающей по комбинированной схеме;

– разработка высокоактивных избирательно действующих неплатиновых катализаторов производства аммиака

– использование вторичных энергетических ресурсов (энергии сжатых и горячих потоков)

– создание замкнутого оборота охлаждающей воды;

– решение проблемы дополнительной тонкой очистки отходящих газов от оксидов азота.