1 азотная кислота. Курсовая работа: Синтез и анализ ХТС в производстве азотной кислоты

волокна диаметром ~1 мкм. Общая поверхность фильтрации 52 м2 . Очищенная аммиачно-воздушная смесь через огнепреградительную насадку2 направляется на катализатор, состоящий из платиновых сеток и слоя неплатинового катализатора, где происходит окисление аммиака. Образовавшиеся нитрозные газы при температуре 850°С поступают в котел-утилизатор, где охлаждаются до температуры 300–350°С с выработкой водяного пара. Дальнейшее охлаждение нитрозных газов и окисление NO до NO2 осуществляется в экономайзере, подогревателе химически очищенной воды, холодильнике-конденсаторе и промывной колонне.

Абсорбция оксидов азота осуществляется в тарельчатой колонне диаметром 4 м и высотой 57 м с 45 ситчатыми тарелками. Охлажденные нитрозные газы подаются под нижнюю тарелку, а на верхнюю тарелку подается паровой конденсат. Для отвода теплоты абсорбции и поддержания оптимальной температуры на нижних 25 тарелках располагаются змеевиковые холодильники из трубки диаметром 26×2 мм, по которым циркулирует охлаждающая вода. Общая поверхность теплообмена змеевиков составляет 1670 м2 .

Степень поглощения оксидов азота в абсорбционной колонне составляет 99–99,5%, концентрация NOx в выхлопных газах – 0,05– 0,10%, а концентрация получаемой азотной кислоты – 60%. Обезвреживание хвостовых нитрозных газов осуществляется путем восстановления оксидов азота природным газом, а рекуперация их энергии – путем расширения в газовой турбине, установленной на одном валу с компрессором. Окончательное охлаждение расширившихся нитрозных газов осуществляется в теплообменниках, используемых для подогрева выхлопных газов перед каталитическим восстановлением NOx .

По техническому уровню агрегаты АК-72 являются наиболее совершенными, поэтому они строятся на всех современных заводах по производству азотной кислоты.

ПРОИЗВОДСТВО КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

Как указывалось выше, получить азотную кислоту с концентрацией выше 60% при абсорбции реальных нитрозных газов, образующихся при контактном окислении аммиака воздухом практически невозможно. Это объясняется тем, что реакция образования

азотной кислоты является обратимой и протекает с выделением вторичного оксида азота (II):

3NO2 + H2 O ↔ 2HNO3 + NO.

В реальных нитрозных газах всегда присутствует некоторое количество NO, так как достичь полного окисления NO до NO2 практически невозможно. Поэтому в присутствии даже незначительных количеств NO равновесие реакции смещается влево и абсорбция оксидов азота прекращается.

Получаемая азотная кислота может успешно использоваться для производства азотно-кислых солей и минеральных удобрений. В то же время в органическом синтезе для нитрования органических соединений необходимо применять концентрированную азотную кислоту с концентрацией вплоть до 100%.

Производство концентрированной азотной кислоты осуществляется двумя методами – выпаркой разбавленных растворов HNO3 в присутствии водоотнимающих средств и прямым синтезом из жидкого 100%-го тетроксида азота.

Концентрирование разбавленных растворов азотной кислоты

Как известно, азотная кислота образует с водой азеотропную смесь при концентрации 68,4%. Температура кипения азеотропной смеси составляет 121°С. Поэтому простая дистилляция разбавленных растворов HNO3 позволяет сконцентрировать ее только до состава азеотропной смеси. Для получения более концентрированных растворов процесс выпарки необходимо осуществлять в присутствии водоотнимающих средств – концентрированной серной или фосфорной кислоты или концентрированных растворов нитратов магния и кальция.

Эти вещества связывают воду в более прочные гидраты по сравнению с азотной кислотой, поэтому в присутствии водоотнимающих средств происходит реакция:

HNO3 ·n H2 O + H2 SO4 = HNO3 + H2 SO4 ·n H2 O.

Температура кипения водных растворов серной кислоты намного выше, чем 100%-ной азотной кислоты, поэтому при нагревании таких смесей в паровую фазу будет переходить 100%-ная азот-

ная кислота. После конденсации паров можно получить концентрированную азотную кислоту вплоть до чистой 100%-ной HNO3 .

Выпарка разбавленных растворов азотной кислоты осуществляется в концентрационной тарельчатой колонне с 20 тарелками по схеме, представленной на рис. 34.

Конденсат

На концентрирование 68% H2 SO4

В хранилище

Рис. 34. Схема установки для концентрирования разбавленной азотной кислоты с помощью серной кислоты:

1 – напорный бак азотной кислоты;2 – напорный бак серной кислоты;3 – расходомеры азотной кислоты;4 – испаритель азотной кислоты;5 – расходомер серной кислоты;6 – концентрационная колонна;

7 – холодильник-конденсатор; 8 – сборник концентрированной азотной кислоты;9 – холодильник;10 – абсорбционная колонна;11 – сборник слабой азотной кислоты

Разбавленная азотная кислота из напорного бака 1 направляется в концентрационную колонну6 через два расходомера3 . Часть кислоты проходит испаритель4 и в виде парожидкостной смеси поступает на 10-ю тарелку колонны, остальная кислота в холодном состоянии подается на 13-ю тарелку.

Концентрированная серная кислота (93–94%) из напорного бака2 через расходомер5 направляется на 16-ю тарелку. Под первую тарелку колонны подается острый пар с давлением 0,15 МПа

и температурой 250°С для нагревания и денитрации отработанной серной кислоты. Серная кислота, стекая по тарелкам, связывает воду, содержащуюся в азотной кислоте, и выводится с нижней тарелки с концентрацией 68–70% при температуре 160°С. Отработанная серная кислота подвергается выпарке до концентрации 93– 94% и возвращается в цикл.

При нагревании смеси кислот на тарелках в паровую фазу переходит азотная кислота. Пары азотной кислоты отводятся с верхней тарелки и конденсируются в холодильнике 7 . Образующаяся азотная кислота содержит большое количество растворенных оксидов азота и поэтому возвращается на верхнюю тарелку колонны, где продувается парами азотной кислоты с целью десорбции растворенных оксидов азота. Пройдя две отбелочные тарелки, концентрированная азотная кислота отводится в сборник8 и после охлаждения отправляется на склад. Несконденсированные пары азотной кислоты в смеси с оксидом азота после холодильникаконденсатора7 направляются в абсорбционную колонну10 , где поглощаются водой с образованием 50%-ной азотной кислоты, которая собирается в сборнике11 и возвращается на выпаривание.

По аналогичной схеме может осуществляться выпарка разбавленных растворов азотной кислоты и в присутствии других водоотнимающих средств – концентрированной фосфорной кислоты или концентрированных растворов нитратов магния и кальция.

Прямой синтез концентрированной азотной кислоты

Получение концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза основано на взаимодействии жидкого тетроксида азота с водой и кислородом при высоких давлениях и повышенных температурах по реакциям:

N2 O4 H2 O HNO3 HNO2 ;

3HNO2 HNO3 2NO H2 O;

2NO O2 2NO2 :

N2 O4 H2 O 0,5O2 2HNO3 39,4 кДж.

Для реализации этого процесса необходимо максимально увеличить скорость окисления вторичного оксида азота. С этой целью в качестве окислителя используют чистый кислород, а процесс

проводят при давлениях 4–5 МПа. В этих условиях лимитирующей стадией процесса становится не скорость окисления NО, а скорость разложения азотистой кислоты. Для ускорения этой реакции необходимо повысить температуру до 70–80°С. Кроме того, для смещения равновесия реакции вправо и увеличения скорости суммарного процесса необходим большой избыток N2 O4 в исходной смеси по сравнению со стехиометрическим количеством. В этих условиях возможно получение азотной кислоты с концентрацией 98–99% при достаточно высокой скорости.

Таким образом, для получения концентрированной азотной кислоты необходимо выделить чистый тетроксид азота из нитрозных газов, получаемых при контактном окислении аммиака. Эта задача может быть решена путем полного окисления NO до NO2 и охлаждения нитрозных газов до температуры конденсации N2 O4 (температура кипения N2 O4 составляет 21°С, температура кристаллизации –10°С). Однако нитрозные газы наряду с оксидами азота содержат большое количество водяного пара, образующегося по реакции

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2 O.

При окислении NO и охлаждении нитрозных газов происходят реакции:

4NO + 2O2 = 4NO2 ; 4NO2 + 2H2 O + O2 = 4HNO3 .

Суммарная реакция образования азотной кислоты описывается следующим уравнением:

4NH3 + 8O2 = 4HNO3 + 4H2 O.

Следовательно, из 6 молей Н2 О, образующихся при контактном окислении аммиака, в азотную кислоту превращаются только 2 моля, а 4 моля H2 O остаются в свободном виде и разбавляют образующуюся азотную кислоту. Максимальная концентрация получаемой кислоты составляет 77,8%. Для получения 100%-ной азотной кислоты из нитрозных газов необходимо выделить две трети реакционного водяного пара. Эта задача решается путем конденсации водяного пара при охлаждении нитрозных газов в скоростных холодильниках, имеющих малый объем, большую поверхность теплообмена и большую разность температур между газами и охлаж-

дающей водой. Время пребывания нитрозных газов в теплообменниках составляет 0,1–0,2 с. В этих условиях окисление NO до NO2 происходит в незначительной степени и образующийся конденсат содержит 2–3% HNO3 . Следовательно, потери оксидов азота с конденсатом избыточного водяного пара незначительны. После выделения избыточного водяного пара проводят окисление NO до NO2 . При получении концентрированной азотной кислоты этот процесс осуществляют в две стадии. На первой стадии в качестве окислителя используется кислород, содержащийся в нитрозных газах, а на второй стадии – концентрированная азотная кислота по реакции

NO + 2HNO3 = 3NO2 + H2 O.

Это связано с тем, что достичь полного окисления NO до NO2 кислородом практически невозможно, так как по мере протекания реакции концентрация NO сильно уменьшается и скорость окисления падает. Поэтому степень окисления NO до NO2 на первой стадии составляет 92–94%, а оставшийся оксид азота (II) окисляют концентрированной азотной кислотой, содержащей 98–99% HNO3 . При этом азотная кислота разбавляется до концентрации 68–70%, а нитрозный газ обогащается оксидом азота (IV).

Следующей стадией является выделение жидкого тетроксида азота из окисленных нитрозных газов путем их охлаждения. Минимальная температура, до которой можно охлаждать нитрозные газы, составляет –10°С, так как при этой температуре тетроксид азота кристаллизуется и затвердевает.

Парциальное давление оксидов азота над жидким N2 O4 при температуре –10°С составляет 152 мм рт. ст. В то же время парциальное давление NO2 в окисленных нитрозных газах, получаемых окислением аммиака, при концентрации NH3 10,5–11,5% составляет 75–85 мм рт. ст., а с учетом полимеризации NO2 до N2 O4 при охлаждении до –10°С оно уменьшается до 45–50 мм рт. ст. Таким образом, при охлаждении окисленных нитрозных газов до температуры –10°С конденсация N2 O4 не происходит. Для того чтобы сконденсировать N2 O4 из нитрозных газов, необходимо максимально повысить концентрацию NO2 в газовой фазе вплоть до 100%. Эта проблема решается путем абсорбции NO2 из окисленных нитрозных газов концентрированной азотной кислотой по реакции

HNO3 +n NO2 ↔ HNO3 ·n NO2 + Q.

Эта реакция является обратимой и происходит с выделением тепла. Поэтому при низких температурах ее равновесие смещено вправо, а при повышенных температурах – влево. При температуре –10°С растворимость NO2 в 100%-ной азотной кислоте при 10%-ном содержании NO2 в газовой фазе составляет 29,4%, а при повышении температуры до 80°С растворимость NO2 падает до 0%. Это создает благоприятные возможности для получения концентрированных оксидов азота из реальных нитрозных газов абсорбционным методом. С этой целью абсорбцию NO2 из окисленных нитрозных газов осуществляют концентрированной азотной кислотой при температуре –10°С в насадочных башнях, а десорбцию NO2 из нитроолеума – в отбелочных колоннах при нагревании до 80–85°С. В этих условиях в газовую фазу выделяется 100%-ный оксид азота (IV), который не содержит инертных газов, поэтому его конденсация может быть легко осуществлена при охлаждении до температуры –10°С.

Для получения концентрированной азотной кислоты жидкий N2 O4 смешивают с водой при массовом соотношении N2 O4 : H2 O, равном (6,2–7,5) : 1, и полученную смесь направляют в автоклав, в который нагнетается кислород под давлением 4–5МПа. При этом в автоклаве при температуре 60–80°С происходит реакция

2N2 O4 + 2H2 O + O2 = 4HNO3 .

Поскольку в реакционной смеси присутствует большой избыток тетроксида азота, то продуктом реакции является не азотная кислота, а нитроолеум HNO3 ·n NO2 . Для получения азотной кислоты нитроолеум направляется в отбелочную колонну, где при температуре 80°С происходит десорбция NO2 , который возвращается в процесс. Образовавшаяся 100%-ная азотная кислота делится на два потока – часть азотной кислоты выпускается в качестве готового продукта, а вторая часть возвращается в технологический процесс на стадии доокисления оксида азота (II) и на абсорбцию NO2 .

Таким образом, производство концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза состоит из следующих стадий:

1) окисление аммиака воздухом под атмосферным давлением;

2) охлаждение нитрозных газов в скоростных холодильниках

с выделением избыточного водяного пара;

3) окислениеNO кислородом, содержащимсявнитрозныхгазах;

4) доокисление NO концентрированной азотной кислотой;

5) абсорбция NO 2 из нитрозных газов концентрированной азотной кислотой с образованием нитроолеума;

6) десорбция NO 2 из нитроолеума;

7) конденсация N 2 O4 при охлаждении;

8) смешение жидкого N 2 O4 с разбавленными растворами HNO3 , образующимися на различных стадиях процесса при массовом соотношении N2 O4 : H2 O, равном 6,2–7,5;

9) взаимодействие N 2 O4 с водой и кислородом в автоклаве при давлении 4–5 МПа и температуре 70–80°С с образованием нитроолеума;

10) отбелка нитроолеума в отбелочной колонне путем нагревания до 80°С с образованием 100%-ной азотной кислоты.

Технологическая схема получения концентрированной азотной кислоты представлена на рис. 35.

В приведенной на рис. 35 схеме аммиак окисляется воздухом при атмосферном давлении. Концентрация в смеси поддерживается в пределах 10,0–11,5%.

Нитрозные газы для отделения от избытка реакционной воды пропускают через скоростной холодильник 2 , в котором их температура снижается с 200 до 34–40°С. Для предотвращения окисления нитрозных газов скоростной холодильник обычно монтируют непосредственно за паровым котлом без промежуточной соединительной коммуникации. В скоростном холодильнике отделяется 2–3%-ная азотная кислота, которая в последующих стадиях процесса не участвует. После холодильника слабоокисленные нитрозные газы (отношение оксидов азота к воде составляет 5,1: 1,0) поступают в газовый холодильник9 . Здесь выделяется 25–35%-ная кислота, которая поступает в смеситель сырой смеси20 ,

а нитрозные газы при помощи вентилятора 4 подаются в две последовательно включенные окислительные башни5 , работающие под давлением до 1400 мм вод. ст. Тепло реакции окисления оксида азота отводится циркулирующей через водяные холодильники 6 кислотой, которая образуются в башне в результате частичной конденсации паров воды. Концентрация азотной кислоты в первой башне достигает 50–55%, во второй – 60–62%. Из первой башни кислота передается во вторую, а из второй отводится в смеситель20 .

HNO3

Рис. 35. Схема производства концентрированной азотной кислоты из нитрозных газов, получаемых окислением аммиака воздухом под атмосферным давлением:

1 – паровой котел;2 – скоростной холодильник;3 – холодильник;4 – вентилятор (газодувка);5 – окислительные башни;6 – кислотные холодильники;7 – насосы для кислот;8 – доокислитель;9 – газовый холодильник;10 – абсорбционная башня;11 – рассольные холодильники;12 – холодильник 98%-ной азотной кислоты;13 – промывная башня;

14 – отбелочная колонна;15 – головной холодильник;16 – водяной холодильник;17 – сборник чистой 98%-ной азотной кислоты;18 – водянойконденсаторN2 O4 ;19 – рассольныйконденсаторN2 O4 ;20 – смеситель;21 – поршневойнасос(Р. Окисленные нитрозные газы охлаждаются рассолом в трубчатом холодильнике9 до –10°С и поступают в башню10 на поглощение 98%-ной азотной кислотой.

Процесс поглощения NO2 проводится в три ступени при температуре около –10°С. В первой ступени колонны циркулирует кислота, содержащая до 30% NO2 , во второй – до 20%, в третьей – до 10%. В верхнюю часть колонны подается свежая, предварительно охлажденная до –10°С азотная кислота. Тепло, выделяющееся при растворении оксидов азота, отводится в холодильниках11 .

Каждая ступень поглощения в колонне имеет два слоя насадки: верхний слой орошается перетекающим раствором; нижний – раствором, циркулирующим при помощи насосов. Раствор азотной кислоты, насыщенный NO2 , отводится с нижней ступени в отбелочную колонну14 , отходящие газы – в башню13 , где промываются разбавленной азотной кислотой, поступающей из холодильника3 . Кислота предварительно отбеливается от растворенных оксидов азота продувкой воздухом.

Промывная башня 13 работает без охлаждения. За счет поглощения паров кислоты и частично NO2 кислота концентрируется до содержания ~40% HNO3 и отводится в смеситель сырой смеси. Окончательно газ промывается водой в башне13 на верхнем слое насадки. Разбавленная кислота после промывки выводится из системы.

При нагревании растворов оксидов азота в азотной кислоте в отбелочной колонне 14 , снабженной паровой рубашкой, отгоняется чистый NO2 . Азотная кислота после охлаждения в холодильнике16 собирается в сборник17 , откуда часть ее отводится на склад в качестве товарного продукта, а остальное количество возвращается в цикл для поглощения NO2 из газов. Оксид азота (IV) после отбелочной колонны14 охлаждается до 40°С в холодильнике15 . Образующийся конденсат – азотная кислота – в виде флегмы поступает на орошение отбелочной колонны14 .

Затем оксиды азота охлаждаются примерно до 20°С водой в первом холодильнике 18 и рассолом до –8°С во втором холодильнике19 . Жидкий N2 O4 направляется в смеситель20 , сюда же поступает разбавленная азотная кислота. Смесь насосом (периодически или непрерывно) подается в автоклав22 , где взаимодействует с кислородом, поступающим при помощи компрессора23 через буферный баллон при давлении 40–50 атм.

Полученная в автоклаве кислота содержит около 25% избыточного N2 O4 . Раствор собирается в баке25 и отбеливается в колонне14 . Все выделяющиеся из сборников нитрозные газы присоединяются к нитрозным газам перед вентилятором4 .

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Общая химическая технология»

на тему:

СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ХТС В ПРОИЗВОДСТВЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

Выполнил

студент группы:

_____________________

Проверил

Введение

1. Синтез ХТС

1.1. Литературная часть

1.2. Технологическая часть

1.2.1. Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции

1.2.2. Модели рассматриваемой ХТС

Химическая модель

Технологическая схема

Структурная модель

Функциональная модель

Операторная модель

2. Анализ ХТС

Заключение

Список используемых источников

ВВЕДЕНИЕ

Азотная кислота - один из важнейших продуктов химической промышленности. По объёму производства азотная кислота находится на втором месте после серной кислоты. Азотная кислота является сырьём для выработки многих продуктов, применяемых в промышленности и сельском хозяйстве. В нашей стране около 40% вырабатываемой азотной кислоты расходуется на производство сложных и азотных минеральных удобрений, нитратных солей (нитратов натрия, калия и кальция). Концентрированная азотная кислота применяется в производстве соединений ароматического ряда для синтеза красителей; в производстве взрывчатых веществ (нитроглицерина, продуктов нитрования толуола), уротропина, диметиланилина, ксилола; в фармацевтической промышленности; для получения нафталина, нитропроизводных бензола, химикатов для фотографии.

Сельское хозяйство потребляет соли азотной кислоты в качестве удобрений главным образом в виде нитрата аммония - аммиачной селитры, получаемой путём нейтрализации азотной кислоты аммиаком.

При получении удобрительных туков потребляется разбавленная азотная кислота, содержащая от 45% до 60% азотной кислоты.

В производстве взрывчатых веществ нитрованием толуола, уротропина, ксилола, нафталина и других органических продуктов применяют концентрированную азотную кислоту (96-98%). Для нитрования употребляют смеси азотной кислоты с концентрированной серной кислотой, которая связывает воду, выделяющуюся в процессе нитрования и замедляющая эту реакцию.

В качестве взрывчатых веществ применяют также аммониты - смеси аммиачной селитры с нитропроизводными ароматических соединений и некоторыми другими веществами.

Путем нитрования бензола, антрацена и других ароматических соединений получают полупродукты для производства синтетических красителей и ряда важных химикатов.

Большие количества азотной кислоты потребляются также в процессе получения серной кислоты нитрозным методом. В последнее время окислы азота и азотная кислота нашли применение в качестве окислительных компонентов ракетного топлива.

Основными потребителями азота являются химическая и металлургическая промышленность. Используют в борьбе с пожарами и для получения низких температур, а также в строительстве.

1. Синтез ХТС

1.1. Литературная часть

Производство неконцентрированной азотной кислот

До 50-х годов в производстве неконцентрированной азотной кислоты самой экономичной считалась схема, работающая под атмосферным давлением. Преимущество этого метода - в простоте оборудования, низком расходе электроэнергии, аммиака и платины. Однако для этой схемы характерны и значительные недостатки: высокие капитальные затраты на сооружение цехов, наличие щелочного поглощения остаточных оксидов азота, высокое содержание оксидов азота после щелочного поглощения и, кроме того, громоздкость оборудования и большой расход нержавеющей стали. В состав производства входят пять самостоятельных корпусов: контактное отделение, отделение абсорбции, склад неконцентрированной азотной кислоты, склад соды с содорастворением и цех натриевой селитры. Большое количество корпусов требует значительных капиталовложений на межцеховые коммуникации, увеличения штата обслуживающего персонала и т.д.

Государственный институт азотной промышленности разработал комбинированную схему получения неконцентрированной азотной кислоты в абсорбционном отделении под давлением 3,5·10 5 Па с новым контактным оборудованием и применением агрегатного принципа всего технологического процесса. Новый проект позволил сэкономить оборудование контактного отделения, поместить отделение абсорбции и склад продукции в одном корпусе, исключить щелочное поглощение хвостовых нитрозных газов. Обезвреживание выхлопных газов достигается за счёт низкотемпературной очистки с применением аммиака на ванадиевом катализаторе. Содержание оксидов азота после очистки в выхлопных газах не более 0,012%.

Созданная комбинированная система по всем технико-экономическим показателям значительно превосходит схему, работающую под атмосферным давлением. Однако ввиду постоянно растущей потребности в азотной кислоте была создана новая схема процесса получения неконцентрированной азотной кислоты под повышенным давлением 7,3·10 5 Па. Этот метод позволил повысить производительность агрегата, снизить капитальные затраты, стоимость тонны продукции, расход дефицитной нержавеющей стали и исключить потребление электрической энергии извне. Последнее достигается за счёт применения в схеме высокотемпературной очистки хвостовых газов от оксидов азота посредством разложения оксидов до N 2 природным газом. Используемый для этой цели алюминиево-палладиевый катализатор обеспечивает температуры хвостовых газов под давлением 7,3·10 3 Па до 973-1023 К в результате выделения тепла при разложении оксидов до N 2 за счёт высокой температуры газов, поступающих под давлением каталитической очистки на рекуперационную турбину, обеспечивается замыкание энергетического баланса агрегата .

Разработанная технологическая схема, работающая под повышенным давлением 7,3·10 3 Па, относится к типу энерготехнологических процессов, в которых невозможно разделение чистой технологии и энергетики, они взаимосвязаны и не могут существовать отдельно. Схема эффективна как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным показателям. Однако применение давления при процессе конверсии аммиака до оксида азота примерно на 4% снижает степень конверсии по сравнению с окислением под атмосферным давлением, что ведёт к увеличению расхода аммиака.

Рис. 1. Технологическая схема производства азотной кислоты

1-воздухозаборная труба; 2-воздухоочиститель; 3-газовый компрессор; 4-газовая турбина; 5-воздухоподогреватель; 6-испаритель аммиака; 7-смеситель с фильтром; 8-контактный аппарат; 9,17-котёл-утилизатор; 10-окислитель с фильтром; 11-абсорбционная колонна; 12-отдувочная колонна; 13-холодильник-конденсатор; 14-подогреватель хвостовых газов; 15-реактор каталитической очистки; 16-камера сгорания; 18-выхлопная труба.

В установках такого типа степень превращения аммиака в азотную кислоту достигает 98-99%, а концентрация кислоты - 60-62%.

Основное оборудование производства азотной кислоты под повышенным давлением.

ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ВОЗДУХА предназначен для подогрева воздуха, выходящего из нагревателя, за счет охлаждения нитрозных газов, удущих из окислительного объёма. Подогреватель выполнен из нержавеющей стали, представляет собой теплообменник с U-образными трубками.

СМЕСИТЕЛЬ И ПОРОЛИТОВЫИ ФИЛЬТР совмещены в одном аппарате. Аммиак проходит по трубкам и на выходе из них смешивается с воздухом, который поступает в межтрубное пространство и выходит через отверстия трубной решётки. Полученная аммиачно-воздушная смесь подаётся в фильтр тонкой очистки в верхней части аппарата.

КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ, предназначенный для каталитического окисления аммиака до оксида азота, состоит из двух частей. Верхняя коническая часть размером 2200 - 1600 мм имеет внутренний конус, который обеспечивает лучшее распределение газа по сечению аппарата. Нижняя часть аппарата выполнена в виде цилиндра диаметром 2200мм с огнеупорной футеровкой. Общая высота контактного аппарата 4352мм.

ОКИСЛИТЕЛЬ, предназначенный для окисления оксида NO до оксида J\,"de":["NWP4kYQCKK4"],"es":["-GeFDWgFEJs","-GeFDWgFEJs","-GeFDWgFEJs","-GeFDWgFEJs","12SX5MqhA3s"],"pt":["IVzQpGh-Q6s","IVzQpGh-Q6s","f53jmTCHVow","IVzQpGh-Q6s"],"bg":["pEpznf1EMAg"],"cs":["hcU4PgwGfbE"],"pl":["jjxGNOCnjIg","fWFuEHdcHgc"],"la":["Pq4WUAtcXVI"]}