Классификация энергетических ресурсов 10 страница

катализаторы на носителе — глиноземе (А12О3).

Никелевые катализаторы процесса конверсии метана выпускают в виде таблетированных и

экструдированных колец Рашига. Так, катализатор ГИАП-16 имеет следующий состав: 25% NiO, 57%

А12О3, 10%СаО, 8% MgO.

Срок службы катализаторов конверсии при правильной эксплуатации достигает трех лет и более.

Их активность снижается при действии различных каталитических ядов. Никелевые катализаторы

наиболее чувствительны к действию сернистых соединений. Отравление происходит вследствие

образования на поверхности катализатора сульфидов никеля, совершенно неактивных по отношению к

реакции конверсии метана и его гомологов. Отравленный серой катализатор удается почти полностью

регенерировать в определенных температурных условиях при подаче в реактор чистого газа.

Активность зауглероженного катализатора можно восстановить, обрабатывая его водяным паром.

Конверсия оксида углерода. Процесс конверсии оксида углерода водяным паром протекает по

уравнению (III). Как было показано выше, эта реакция частично осуществляется уже на стадии

паровой конверсии метана, однако степень превращения оксида углерода при этом очень мала и в

выходящем газе содержится до 11,0% СО и более. Для получения дополнительных количеств водорода

и снижения до минимума концентрации оксида углерода в конвертированном газе осуществляют

самостоятельную стадию каталитической конверсии СО водяным паром.

В соответствии с условиями термодинамического равновесия повысить степень конверсии СО

можно удалением диоксида углерода из газовой смеси, увеличением содержания водяного пара или

проведением процесса при возможно низкой температуре. Конверсия оксида углерода, как видно из

уравнения реакции, протекает без изменения объема, поэтому повышение давления не вызывает

смещения равновесия. Вместе с тем проведение процесса при повышенном давлении оказывается

экономически целесообразным, поскольку увеличивается скорость реакции, уменьшаются размеры

аппаратов, полезно используется энергия ранее сжатого природного газа.

Процесс конверсии оксида углерода с промежуточным удалением диоксида углерода применяется

в технологических схемах производства водорода в тех случаях, когда требуется получить водород с

минимальным количеством примеси метана.

Концентрация водяного пара в газе обычно определяется количеством, дозируемым на

конверсию метана и оставшимся после ее протекания. Соотношение пар: газ перед конверсией СО в

крупных агрегатах производства аммиака составляет 0,4—0,5. Проведение процесса при низких

температурах — рациональный путь повышения равновесной степени превращения оксида углерода,

но возможный только при наличии высокоактивных катализаторов. Следует отметить, что нижний

температурный предел процесса ограничен условиями конденсации водяного пара. В случае

проведения процесса под давлением 2—3 МПа этот предел составляет 180—200°С. Снижение тем-

пературы ниже точки росы вызывает конденсацию влаги на катализаторе, что нежелательно.

Реакция конверсии СО сопровождается значительным выделением теплоты, что обусловило

проведение процесса в две стадии при разных температурных режимах на каждой. На первой стадии

высокой температурой обеспечивается высокая скорость конверсии большого количества оксида

углерода; на второй стадии при пониженной температуре достигается высокая степень конверсии

оставшегося СО. Теплота экзотермической реакции используется для получения пара. Таким образом,

нужная степень конверсии достигается при одновременном сокращении расхода пара.

Температурный режим на каждой стадии конверсии определяется свойствами применяемых

катализаторов. На первой стадии используется железохромовый катализатор, который выпускается в

таблетированном и формованном видах. В промышленности широко применяется

среднетемпературный железохромовый катализатор. |

Для железохромового катализатора ядами являются сернистые соединения. Сероводород

реагирует с Fe3O4, образуя сульфид железа FeS. Органические сернистые соединения в присутствии

железохромового катализатора взаимодействуют с водяным паром с образованием сероводорода.

Помимо сернистых соединений отравляющее действие на железохромовый катализатор оказывают

соединения фосфора, бора, кремния, хлора.

Низкотемпературные катализаторы содержат в своем составе соединения меди, цинка, алюминия,

иногда хрома. Известны двух-, трех-, четырех- и многокомпонентные катализаторы. В качестве добавок

к указанным выше компонентам применяются соединения магния, титана, палладия, марганца,

кобальта и др. Содержание меди в катализаторах колеблется от 20 до 50% (в пересчете на оксид).

Наличие в низкотемпературных катализаторах соединений алюминия, магния, марганца сильно

повышает их стабильность, делает более устойчивыми к повышению температуры.

Перед эксплуатацией низкотемпературный катализатор восстанавливают оксидом углерода или

водородом. При этом формируется его активная поверхность. Оксид меди и другие соединения меди

восстанавливаются с образованием мелкодисперсной металлической меди, что, по мнению многих

исследователей, и обусловливает его каталитическую активность.

Срок службы низкотемпературных катализаторов обычно не превышает двух лет. Одной из

причин их дезактивации является рекристаллизация под действием температуры и реакционной среды.

При конденсации влаги на катализаторе происходит снижение его механической прочности и

активности. Потеря механической прочности сопровождается разрушением катализатора и ростом

гидравлического сопротивления реактора. Соединения серы, хлора, а также ненасыщенные

углеводороды и аммиак вызывают отравление низкотемпературных катализаторов. Концентрация

сероводорода не должна превышать 0,5 мг/м3 исходного газа.

Технологическое оформление конверсии природного газа. В настоящее время в азотной

промышленности используются технологические схемы конверсии природного газа при повышенном

давлении, включающие конверсию оксида углерода. Достоинством этих схем является меньший

расход энергии на сжатие конвертированного газа, объем которого существенно больше объема

исходных газов; при этом уменьшаются габариты аппаратов, коммуникаций и арматуры; полнее

рекуперируется теплота влажных газов (так как повышается температура конденсации водяных паров),

упрощается конструкция азотоводородного компрессора, что создает предпосылки для сооружения

агрегатов большой единичной мощности с использованием принципов энерготехнологии. Последнее

позволяет снизить себестоимость продукции и капитальные вложения и резко повысить произ-

водительность труда. Широкое применение как в мировой, так и в отечественной азотной

промышленности получил процесс двухступенчатой паровой и паровоздушной каталитической

конверсии под давлением. На его основе созданы крупнотоннажные агрегаты по энерготехнологической

схеме с глубокой рекуперацией теплоты каталитических реакций конверсии СН4 и СО,

метанирования и синтеза аммиака.

На рис.14.4 приведена схема агрегата двухступенчатой конверсии СН4 и СО под давлением

производительностью 1360 т/сут аммиака.

Природный газ сжимают в компрессоре до давления 4,6 МПа, смешивают с азотоводородной

смесью (АВС: газ — 1: 10) и подают в огневой подогреватель 2, где реакционная смесь нагревается от

130— 140 до 370—400°С. Для обогрева используют природный или другой горючий газ. Далее

нагретый газ подвергают очистке от сернистых соединений: в реакторе 3 на

алюмокобальтмолибденовом катализаторе проводится гидрирование сераорганических соединений до

сероводорода, а затем в адсорбере 4 сероводород поглощается сорбентом на основе оксида цинка.

Обычно устанавливают два адсорбера, соединенные последовательно или параллельно. Один из них

может отключаться на загрузку свежего сорбента. Содержание H2S в очищенном газе не должно

превышать 0,5 мг/м3 газа.

Очищенный газ смешивается с водяным паром в отношении 1: 3,7 и полученная парогазовая

смесь поступает в конвекционную зону трубчатой печи 12. В радиационной камере печи размещены

трубы, заполненные катализатором конверсии метана, и горелки, в которых сжигается природный или

горючий газ. Полученные в горелках дымовые газы обогревают трубы с катализатором, затем

теплота этих газов дополнительно рекуперируется в конвекционной камере, где размещены

подогреватели парогазовой и паровоздушной смеси, перегреватель пара высокого давления,

подогреватели питательной воды высокого давления и природного газа.

Парогазовая смесь нагревается в подогревателе 10 до 5250 С и затем под давлением 3.7 МПа

распределяется сверху вниз по большому числу параллельно включенных труб, заполненных

катализатором. Выходящая из трубчатого реактора парогазовая смесь содержит — 10% СН4. При

температуре 8500С конвертированный газ поступает в' конвертор метана второй ступени 13—реактор

шахтного типа. В верхнюю часть конвертора 13 компрессором 19 подается технологический воздух,

нагретый в конвекционной зоне печи до 480—5000С. Парогазовая и паровоздушная смеси поступают в

реактор раздельными потоками в соотношении, требуемом для обеспечения практически полной

конверсии метана и получения технологического газа с отношением (СО-Н2):N2 — 3,05--3.10.

Содержание водяного пара соответствует отношению пар: газ= 0,7: I. При температуре около

10000С газ направляется в котел-утилизатор 14, вырабатывающий пар давлением 10,5 МПа. Здесь

реакционная смесь охлаждается до 380— 4200C и идет в конвертор СО первой ступени 15, где на

железохромовом катализаторе протекает конверсия основного количества оксида углерода водяным

паром. Выходящая из реактора при температуре 4500С газовая смесь содержит около 3,6% СО. В

паровом котле 16, в котором также вырабатывается пар, парогазовая смесь охлаждается до 2250С и

подается в конвертор СО второй ступени 17, заполненный низкотемпературным катализатором, где

содержание СО снижается до 0,5%. Конвертированный газ на выходе из конвертора 17 имеет

следующий состав (%): Н 2 - 6 1, 7; СО— 0.5; CO.— 17,4; N.2 + Аг -20,1; СН4 - 0,3. После

охлаждения и дальнейшей утилизации теплоты конвертированный газ при температуре окружающей

среды и давлении 2,6 МПа поступает на очистку.

Двухступенчатая паровая и паровоздушная каталитическая конверсия углеводородных газов и

оксида углерода под давлением является первой стадией энерготехнологической схемы

производства аммиака. Теплота химических процессов стадий конверсии СН4, СО, метанирования и

синтеза аммиака используется для нагрева воды высокого давления и получения перегретого пара

давлением 10,5 МПа. Этот пар, поступая в паровые турбины, приводит в движение компрессоры и

насосы производства аммиака, а также служит для технологических целей.

Основным видом оборудования агрегата конверсии является трубчатая печь. Трубчатые печи

различаются по давлению, типу трубчатых экранов, форме топочных камер, способу обогрева,

расположению камер конвективного подогрева исходных потоков. В промышленной практике

распространены следующие типы трубчатых печей: многорядная, террасная двухъярусная,

многоярусная с внутренними перегородками, с панельными горелками. В современных производствах

синтетического аммиака и метанола чаще всего применяют прямоточные многорядные трубчатые печи с

верхним пламенным обогревом.

13.2.3 Синтез аммиака

Рассмотрим элементарную технологическую схему современного производства аммиака при

среднем давлении производительностью 1360 т/сутки. Режим ее работы характеризуется следующими

параметрами: температура контактирования 450-5500С, давление 32 МПа, объемная скорость газовой

смеси 4*104нм3/м3*ч, состав азотоводородной смеси стехиометрический.

Смесь свежей АВС и циркуляционного газа под давлением подается из смесителя 3 в

конденсационную колонну 4, где из циркуляционного газа конденсируется часть аммиака, откуда

поступает в колонну синтеза 1. Выходящий из колонны газ, содержащий до 0.2 об. дол. аммиака

направляется в водяной холодильник-конденсатор 2 и затем в газоотделитель 5, где из него

отделяется жидкий аммиак. Оставшийся газ после компрессора смешивается со свежей АВС и

направляется сначала в конденсационную колонну 4, а затем в испаритель жидкого аммиака 6, где

при охлаждении до –200С также конденсируется большая часть аммиака. Затем циркуляционный газ,

содержащий около 0.03 об. дол. аммиака, поступает в колонну синтеза 1. В испарителе 6,

одновременно с охлаждением циркуляционного газа и конденсацией содержащегося в нем аммиака,

происходит испарение жидкого аммиака с образованием товарного газообразного продукта.

Основной аппарат технологической схемы - колонна синтеза аммиака, представляющая собой

реактор РИВ-Н. Колонна состоит из корпуса и насадки различного устройства, включающей

катализаторную коробку с размещенной в ней контактной массой и систему теплообменных труб.

Для процесса синтеза аммиака существенное значение имеет оптимальный температурный режим.

Для обеспечения максимальной скорости синтеза процесс следует начинать при высокой температуре

и по мере увеличения степени превращения понижать ее. Регулирование температуры и обеспечение

автотермичности процесса обеспечивается с помощью теплообменников, расположенных в слое

контактной массы и дополнительно, подачей части холодной АВС в контактную массу, минуя

теплообменник.

ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ГАЗ

АВС 3

АММИАК ГАз

5 6

вода 4

пар ВОДА

1-колонна синтеза, 2- водяной конденсатор, 3 – смеситель свежей АВС и циркуляционного газа,

4-конденсационная колонна, 5- газоотделитель, 6 – испаритель жидкого аммиака, 7-котел-утилизатор,

8- турбоциркуляционный компрессор.

13.2.4. Применение аммиака.

Аммиак - ключевой продукт для получения многочисленных азотсодержащих веществ,

применяемых в промышленности, сельском хозяйстве и быту. На основе аммиака в н.в. производятся

практически все соединения азота, используемые в качестве целевых продуктов и полупродуктов

неорганической и органической технологии.

13.2.4 Производство азотной кислоты

Азотная кислота является одной из важнейших минеральных кислот и по объему производства

занимает второе место после серной кислоты. Она образует растворимые в воде соли (нитраты),

обладает нитрующим и окисляющим действием по отношению к органическим соединениям в

концентрированном виде, пассивирует черные металлы. Все это обусловило широкое использование

азотной кислоты в народном хозяйстве и оборонной технике.

Безводная азотная кислота (моногидрат НNО3) представляет бесцветную жидкость с

температурой кристаллизации – 41.60С, температурой кипения – 82.60С и плотностью – 1.513 г/м3.

Смешивается с водой во всех отношениях, образуя при этом индивидуальные соединения гидраты

состава НNО3*Н2О и НNО3*3Н2О, которые дают три эвтектики.

Температура кипения водных растворов азотной кислоты зависит от их концентрации. С

увеличением концентрации температура кипения возрастает. Безводная азотная кислота

малоустойчива термически и разлагается уже при хранении

4НNО3↔4NО2 +2Н2О +О2 +ΔH

Скорость разложения возрастает с повышением концентрации, для 99% кислоты температурный

градиент составляет всего 50С. При нагревании процесс ускоряется и протекает по уравнению

2НNО3 ↔ N2О3 +Н2О +О2 +ΔН

Выделяющийся оксид азота (4) растворяется в кислоте и окрашивает ее желто-оранжевый цвет.

Для удаления оксида азота из кислоты в технологическом процессе ее производства предусмотрена

операция «отбелки» кислоты.

При растворении оксида азота (4) в кислоте образуется соединение состава НNО3*NО2

(нитроолеум), являющийся промежуточным продуктом в прямом синтезе азотной кислоты.

Азотная кислота корродирует и растворяет все металлы кроме золота, платины, титана, тантала,

родия, ирридия, однако в концентрированном виде пассивирует железо и его сплавы.

Области применения азотной кислоты весьма разнообразны. Большая ее часть расходуется на

производство азотных и комплексных минеральных удобрений и разнообразных нитратов, на

производство взрывчатых веществ и ракетного топлив,. производство красителей, органическом

синтезе и цветной металлургии.

НИТРАТЫ НИТРАТЫ АРОМАТИЧЕСКИЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ

МЕТАЛЛОВ ЦЕЛЛЮЛОЗ НИТРОСОЕДИНЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

Ы

ЦВЕТНАЯ

МЕТАЛЛУРГИЯ

ПЛАСТИЧЕС

КИЕ МАССЫ

АЗОТНАЯ

КИСЛОТА

КРАСИТЕЛИ

НИТРОЛАКИ

НИТРАТ НИТРОФОС НИТРОФОСКА РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО

АММОНИЯ

В н.в. в промышленных масштабах азотная кислота производится исключительно из аммиака.

Поэтому структура сырья азотнокислотного производства совпадает со структурой сырья для

производства аммиака.

СН4

Воздух N2 АВС NН3 НNО3

Н2 обратный прямой

коксовый коксовый

газ газ

В н.в. основную массу азотной кислоты производят из синтетического аммиака, получаемого на

основе конверсии природного газа. Аммиак, поступающий из цеха синтеза, содержит катализаторную

пыль и пары компрессорного масла, являющиеся ядами на стадии окисления аммиака. Поэтому

аммиак подвергается тщательной очистке фильтрованием через матерчатые и керамические фильтры

и промывкой жидким аммиаком. Аналогично очищают от механических и химических примесей

воздух, который поступает в цех через заборную трубу. Для очистки воздуха используются

орошаемые скрубберы и матерчатые двухступенчатые фильтры.

Существует два способа производства азотной кислоты:

– получение разбавленной кислоты последующим концентрированием ее в случае

необходимости;

– непосредственное получение концентрированной азотной кислоты.

Наиболее распространен первый способ, что связано с использованием в народном хозяйстве

как концентрированной, так и разбавленной кислоты. Методы различаются физико-химическими

закономерностями протекающих процессов и технологическими схемами. Однако независимо от

схемы, синтез азотной кислоты из аммиака описывается общей химической схемой:

NН3 NО NО2 (N2О4) НNО3

[Окисление ][ доокисление абсорбция ]

Конверсия аммиака переработка нитрозных газов

Первая стадия процесса одинакова как для получения разбавленной, так и для получения

концентрированной кислоты. Вторая стадия отличается рядом особенностей. Решающее значение

при выборе параметров той или иной технологической схемы имеет выбор оптимального давления на

каждой из стадий производства, позволяет использовать более совершенные массобменные

устройства и, в конечном итоге, позволяет снизить капитальные затраты.

В то же время повышение давления оказывает и негативное воздействие на экономические

показатели работы агрегата: ускоряются побочные реакции на стадии окисления аммиака, снижается

степень конверсии.

Технико-экономический анализ показывает, что применение единого давления на всех стадиях

производства целесообразно лишь в том случае, когда мощность установки не превышает 600-

800т/сутки. Установки большей мощности экономически выгодно создавать только с использованием

разных давлений на стадии конверсии аммиака и стадии переработки нитрозных газов.

При окислении аммиака кислородом воздуха на катализаторе возможно протекание следующих

реакций:

4NН3 +5О2 = 4NО +6Н2О –ΔН ΔН = 907.3 кДж (1)

4NН3 + 4О2 = 2N2О +6Н2О –ΔН ΔН = 1104.9 кДж (2)

4NН3 + 3О2 = 2N2 + 6Н2О –ΔН ΔН = 1269.1 кДж (3),

а также реакция с участием образующегося оксида азота (3)

4NН3 + 6NО = 5N2 + 6Н2О –ΔН ΔН = 110 кДж (4)

Все реакции практически необратимы, поэтому направление процесса окисления определяется

соотношением скоростей реакций 1 – 4. Из трех основных реакций окисления аммиака реакция 3

термодинамически наиболее вероятна, так как протекает с максимальным выделением тепла.

Поэтому, в отсутствии катализатора окисление аммиака идет преимущественно до элементарного

азота. Для ускорения целевой реакции окисления до оксида азота (2) применяются селективно

действующие катализаторы. В современных установках используют платиновые катализаторы в виде

пакета сеток из сплава платины с 7.5% родия. Введение родия повышает механическую прочность и

уменьшает потери платины за счет ее уноса током газа. Поверхность подобных катализаторов

достигает 1.5 м2/м3 объема.

Механизм гетерогенного каталитического окисления аммиака состоит из следующих

последовательных стадий:

– диффузия молекул аммиака и кислорода из газовой фазы к поверхности катализатора;

– активированная адсорбция молекул кислорода на поверхности катализатора с образованием

промежуточного соединения

– хемосорбция молекул аммиака и образование комплекса;

– разложение комплекса с регенерацией катализатора и образованием молекул оксида азота(2) и

воды;

– диффузия продуктов реакции с поверхности катализатора в газовую фазу.

Определяющей стадией всего процесса окисления является диффузия кислорода к поверхности

катализатора. Следовательно, каталитическое окисление аммиака на платиновом катализаторе

протекает преимущественно в диффузионной области.

Платиновые катализаторы весьма чувствительны к каталитическим ядам, содержащимся в

аммиаке и воздухе, образующим аммиачно-воздушную смесь (АмВС). Так как вследствие отравления

ядами активность катализатора снижается, его периодически регенерируют промывкой соляной

кислотой, обжигом в пламени водорода. В процессе работы поверхность катализатора разрушается, и

частицы его уносятся потоком газа. Эрозия катализатора тем больше, чем выше температура,

давление и объемная скорость газа, проходящего через катализатор. Для систем, работающих под

высоким давлением, унос катализатора составляет 0.3-0.4 г на 1т азотной кислоты.

Повышение температуры способствует увеличению скорости реакции и коэффициента

диффузии аммиака в смеси и, поэтому, является наиболее эффективным средством, увеличения

скорости процесса, протекающего преимущественно в диффузионной области.

Соотношение аммиака и кислорода в газовой смеси влияет на температурный режим и общую

скорость процесса в том случае, если лимитирующим в нем является химическая реакция, т.е.

процесс протекает в кинетической области. При стехиометрическом соотношении компонентов в

АмВС степень превращения аммиака в оксид азота (2) не превышает 0.65 дол. ед. Для увеличения

выхода оксида азота (2) процесс ведут при отношении О2: NН3 = 1.9 –2.0, что соответствует

содержанию в АмВС 0.095–0.105 об. дол. аммиака и 0.18–0.19 об. дол. кислорода. Избыток

кислорода используется на стадии доокисления оксида азота (2), а указанный состав АмВС

обеспечивает автотермичность процесса окисления и лежит за пределом взрывчатости АмВс.

Повышение давления ускоряет процесс окисления аммиака за счет увеличения концентрации

реагентов и производительности катализатора, что позволяет сократить размеры аппаратуры. При

этом снижается, однако, выход оксида азота (2) и увеличивается эрозия и унос катализатора, что

удорожает продукцию

Скорость каталитического окисления аммиака до оксида азота (2) весьма высока. За

десятитысячные доли секунды степень превращения составляет 0.98 –0.97 дол. ед. при атмосферном

давлении и 0.97 –0.98 при давлении 0.8 –1.0 МПа.

Нитрозные газы, полученные на стадии окисления аммиака, содержат оксид азота (2), азот,

кислород и пары воды. При окислении оксида азота (2) в оксид азота (4) в этой системе протекают

три параллельные реакции:

2NО + О2 ↔ 2NО2-ΔН ΔН =112.3 кДж

2NО2 ↔ Ν2О4 –ΔН ΔН =57.9 кДж

ΝО2 + ΝО ↔ Ν2О3 –ΔН ΔН = 40.0 кДж

Все эти реакции обратимы, протекают в гомогенной системе с выделением тепла и

уменьшением объема. Вследствие этого понижение температуры и повышение давления сдвигает

равновесие их вправо. Так как нитрозные газы выходят из реактора при температуре 8000С, то в них

оксид азота (4) практически отсутствует. Для превращения оксида азота (2) в оксид азота (4) газы

необходимо охладить ниже 1000С.

Обычно переработку нитрозных газов ведут при 10-500С В этих условиях часть оксида азота (4)

димеризуется в тетроксид Ν2О4. Степень димеризации его существенно зависит от температуры.

Нитрозные газы, поступающие на абсорбцию, представляют сложную смесь различных оксидов

азота, элементарного азота, кислорода и паров воды. Их состав зависит от условий окисления. Все

оксиды азота, входящие в состав нитрозных газов, нерастворимы в воде, но, за исключением оксида

азота (2), взаимодействуют с ней. Поглощение их водой сопровождается химической реакции

хемосорбции, протекающей в системе «газ – жидкость», описываемой уравнениями:

2ΝО2 + Н2О ↔ НΝО3 + НΝО2 –ΔН ΔН =116кДж

Ν2О4 + Н2О ↔НNО3 + НNО2 –ΔН ΔН = 59 кДж

и распада нестойкой азотистой кислоты по уравнению

3НΝО2 ↔ НΝО3 + 2ΝО +Н2О + ΔН ΔН =76 кДж

Из этих уравнений следует, что при абсорбции из трех молей оксида азота (4) образуется два

моля азотной кислоты и один моль оксида азота (2), который возвращается в цикл и снова окисляется

до оксида азота (4).Состояние системы «ΝО2–НΝО3–Н2О» и, следовательно, концентрация

получаемой азотной кислоты зависит от температуры, давления, парциального давления оксида азота

(4) в поглощаемой газовой смеси и концентрации образовавшейся кислоты. При понижении

температуры и концентрации кислоты и повышении давления степень абсорбции оксида азота (4)

водной азотной кислотой возрастает, при том тем интенсивнее, чем выше концентрация его в

нитрозных газах.

Степень абсорбции оксида азота (4) непосредственно связана с абсорбционным объемом

аппаратуры. Повышение степени абсорбции требует значительного увеличения абсорбционного

объема.

Независимо от конкретной технологической схемы принципиальная схема производства

разбавленной азотной кислоты включает шесть основных операций:

Н2О Н2О Н2О Νа2СО3 ОГ

аммиак

АмВС НГ НГ НГ

1 2 3 4 5 6

воздух

Пар Н2О НΝО3 ΝаΝО3, ΝаΝО2

Принципиальная схема производства разбавленной азотной кислоты

1-очистка аммиака и воздуха и их смешение; 2- окисление аммиака на катализаторе;

3, 4 – охлаждение нитрозных газов с использованием теплоты процесса окисления;

5- окисление оксида азота (2) и образование азотной кислоты; 6- очистка (нейтрализация)

отходящих газов; АмВС - аммиачно-воздушная смесь; НГ – нитрозные газы; ОГ – отходящие газы.

Аммиак и воздух, очищенные от примесей, смешиваются и направляются на стадию окисления

аммиака. Разогретая за счет теплоты реакции, газовая смесь (нитрозные газы) охлаждается в котле-

утилизаторе с выработкой технологического пара и холодильнике, где происходит частичное

окисление оксида азота (2) до оксида азота (4). Дальнейшее окисление его осуществляется

одновременно с образованием азотной кислоты в процессе абсорбции оксида азота (4) водой.

Отходящие газы, содержащие остаток оксида азота (4) не вступившего в реакцию, очищают