Файл: Софронов А.Л. Технология связанного азота курс лекций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.07.2024
Просмотров: 70
Скачиваний: 1
- 146 -
Насыщенной двуокисью азота раствор азотной кислоты подается в отбелочную колонну 18, а отходящие газы, насыщенные парами азот
ной кислоты, промываются в аппарате 17 разбавленной азотной кисло той, поступающей из газового холодильника 8. Отбелочная колонна изготовлена из чистого алюминия и снабжена барботажными тарелками или насадкой из колец. Необходимая температура поддерживается с помощью паровой рубашки. Отгонку окислов азота обычно проводят при температуре около 85°С.
Свежий раствор подают в верхнюю часть колонны, стекая вниз, раствор встречается на насадке с поднимающимися ему навстречу па раш, нагревается и, выделяя окислы азота, обогащается азотной кис лотой. Скорость десорбции окислов азота увеличивается с понижением давления. В то же время при уменьшении давления парциальное давле ние HN0Sнад раствором изменяется незначительно, а суммарное давле ние окислов азота существенно снижается (пары обогащаются азотной J.полотой). Поэтому для уменьшения потерь азотной кислоты отбелку
желательно вести |
при повышенных давлениях. |
|
На практике |
для ослабления коррозии и |
избежание утзчкп |
окислов азота в атмосферу цеха в отбелочной |
-'олокне поддерживают |
|
гбольшое разрежение.
Азотная кислота, выходящая из отбелочной колонны после охлаж дения в холодильнике 19, поступает в сборник 20, откуда часть кис лоты отводится в качестве продукционной, а часть возвращается в цикл на доокисление и поглощение двуокиси азота из нитрозных газов.
Отогнанная из кислоты двуокись азота охлаждается в дефлегмато ре. 21 с 50 до 40°С. Образующийся при этом конденсат (азотная кисло та) поступает на орошение отбелочной колонны 18. Затем окислы азо та охлаждаются водой до 20°С в первом холодильнике 22 и рассолом до -8°С во втором холодильнике 22. Полученная четырехокись азота поступает в аппарат 24, где смешивается с разбавленной азотной кис лотой. Сырая смесь перекачивается в автоклав 25, куда компрессором 28 через промежуточный баллон 26 подается кислород под давлением
40-50 ат. |
|
|
4. |
Механизм автоклавного процесса получения концентрированно |
|
азотной кислота можно представить в виде следующих уравнений: |
|
|
N - 2 |
°, ( ж и д К ) ~ 2 N Q l ( p a c m 6 ) |
(26) |
^^2(ростб) * |
^^l(pacm S) *^^гфастб) |
(27) |
|
|
|
|
- 147 - |
|
J///W7 |
|
|
|
+2N9(la3j ~ /8,!ккал |
(28) |
2Н Щ (Ра«г,б) |
+0г (г а з )^ Ш 0 |
ф и д к ) |
+ 2 ,1 4 ккал |
(29) |
|
2 ^(газ) * ^г(газ) ~~ 2 ^г(газ) |
|
^\(жидк) t48,4ккал |
(30) |
||
^^ 4 (ж и дк ) |
* 2 Нц ®(хидк) * ^і(газ) |
~ |
4HNO, |
(31) |
|
|
'зіжидл! + /8,8ккал |
||||
Технологический режим синтеза должен обеспечить высокую сте пень превращения компонентов реакции и ее большую скорость. По скольку скорость образования азотной кислоты сильно тормозится в присутствии окиси азота, следует, прежде всего, максимально уско рить окисление окиси азота. Это вызывает необходимость создания высокого парциального давления кислорода и проведения процесса под высоким давлением (40-50 ат). При небольшом давлении и высо кой температуре скорость процесса лимитируется окислением окиси азота (или азотистой кислоты), при низкой температуре - разложе нием азотистой кислоты, при высоком давлении и в концентрирован ных растворах азотной кислоты - скоростью взаимодействия окислов азота с водой. При давлении 40 ат оптимальный температурный режим процесса находится в пределах 70-80°С (температуру повышают для ускорения реакции (27).
Равновесие реакции (31) смещается вправо, и скорость процес са увеличивается при применении избытка четырехокиси азота. При большом избытке в смеси процесс ее переработки в автоклаве можно вести и при низком давлении. Однако при этом выработка кон центрированной азотной кислоты за*одну операцию уменьшается, воз растают также затраты на отгонку избыточной из продукционной кислоты и расход воды и холода на конденсацию отогнанной четырех окиси азота. На практике обычно используют избыток /К,0^ против стехиометрического количества 25-30%.
Продолжительность синтеза существенно зависит от концентра ции получаемой кислоты. Если вместо 90%-ной кислоты получать 95%- ную, то продолжительность процесса увеличится вдвое, а при получе нии 98%-ной кислоты - в четыре раза. Скорость процесса можно уве личить, увеличивая поверхность контакта кислорода с жидкой фазой.
Полученная в автоклаве кислота содержит растворенные окислы азота. Этот раствор направляется через сборник 27 в отбелочную ко
- 148 -
лонну 18. Все газы, выделяющиеся при хранении кислоты, а также продувочные газы направляются в начало системы.
В последнее время в промышленности получили применение авто клавы непрерывного действия насадочного типа (рис.46). Автоклав
состоит из толстостенного стального стакана,рассчитанного на давление 50 ат. Внутренний .диаметр аппарата 1,14 м, вы сота около 8,5 м, В стальной стакан вставлены два стакана из чистого алюми ния. Внешний стакан служит для защиты корпуса автоклава от коррозии в случае нарушения плотности центрального стакана.
Через крышку автоклава проходят шесть труб, служащих для наполнения авто клава, перелива избытка, смеси, отвода га зов при продувке, гшеоединения аппарата к манометру, для отвода готовой кислоты и подачи кислорода. Кислород вводится в
нижнюю часть автоклава через пористую керамическую перегородку и одновременно в пространство между корпусом автоклава и реакционным стаканом едя выравнивания давления.
Насадка автоклава, обеспечивающая непрерывный режим е г о работы, пре .встав ляет собой ситчатые тарелки, собранные в виде этажерки, которая свободно встав
Рис.46. Автоклав с насадляется внутрь стакана. Насадка полностью кой для получения концен
трированной азотной кис |
заливается реагирующей смесью, тарелки |
лоты :1- корпус ;<2- защит |
не имеют переливных труб.- |
ный стакан;.?- реакцион |
Производительность такого автокла |
ный стакан;4- ситчатые |
|
тарелки;5- распорные |
ва в 3-5 раз больше производительности |
штанги;6- чехольные тру |
аппарата периодического действия. |
бы;?- переливные трубы |
|
- 149 -
Ли т е р а т у р а
1.Атрощенко В.И. и др. Курс технологии связанного азота. М., "Химия”, 1969.
2.Андреев Ф.А. и др. Технология связанного азота. М., "Хи мия", 1966.
3.Ведерников М.И., Кобозев В.С. и Рудой И.В. Технология соединений связанного азота. М., "Высшая школа", 1967.
4.Бласяк Е. и др. Технология связанного азота. Синтетичес кий аммиак. М., Госхимиздат, 1961.
5.Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной кислоты. М., "Химия", 1970.
6.Иоффе В.Б. Основы производства водорода. М. Гостоптехиздат, I960..
7.Справочник азотчика, т.І. М., "Химия", 1967.
8.Справочник азотчика, т.2. М., "Химия", І969.
|
О Г Л А В Л Е Н И Е |
|
|
Введение |
.................................. •9 |
. . . . . |
3 |
|
|
|
|
Методы фиксации атмосферного азота .................. |
7 |
||
Способы получения водорода и азотоводородной смеси . . |
13 |
||
Способы очистки газов ............................... |
|
34 |
|
Очистка газа от окиси углерода ..................... |
|
51 |
|
Производство ...................водорода из метана |
. |
53 |
|
Производство азота и водорода методом глубокого ох- |
|
||
лаядения............ ................ ................... |
|
' |
62 |
Синтез аммиака................................ |
85 |
|
|
■Производство ..........разбавленной азотной кислоты |
107 |
||
Концентрирование разбавленной азотной кислоты . . . . |
138 |
||
Прямой синтез концентрированной азотной кислоты . . . |
142 |
||
%
А.Л.САФРОНОВ
ТЕХНОЛОГИЯ СВЯЗАННОГО АЗОТА Курс лекций
Отв.редактор канд.техн.наук.ст.науч.сотр. Б.Ю.ЯГУД
Лит. редактор Э.П.Полнякова Техн. редактор Г.Я.Шилоносова
Корректор Н.А.Торжинская
Подписано к |
печати |
6/УТ-І973 |
|
ЛБ06956 Формат 60x84/16» |
Объем, |
9,5 п.л. |
|
Тираж-350. Заказ |
125 |
Цена |
I руб.07 коп. |
Редакционно-издательский отдел ППИ Ротапринт Пермского политехнического института
