Научные основы высокоэффективных технологий регенерации нитрозной серной кислоты

• Автор: Ким, Павел Павлович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Дзержинск
• Количество страниц: 331 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Гидролиз нитрозил серной кислоты

1.2 Денитрация шпрозной серной кислоты

1.3 Утилизация отходящих газов, содержащих диоксид серы, совмещение производств серной и азотной кислот

1.4 Цель и постановка задач исследования

2 РАВНОВЕСИЕ И КИНЕТИКА ГИДРОЛИЗА IГИТРОЗИЛСЕРГОЙ КИСЛОТЫ

2.1 Исследование гидролиза нитроз ил серной кислоты

2.2 Равновесное парциальное давление оксидов азота и азотной кислоты

над нтрозной

2.3 О схеме гидролиза нтпрозил серной кислоты
3 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ
ТЕХНОЛОГИИ ДЕ1ГИТРАЦИИIГИТРОЗЮЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
3.1 Десорбция соединений азота
3.2 Денитрация кислоты паровоздушной смесью
3.3 Совмещение денитрации и конпенгрироватгия
3.4 Термодинамический анализ системы
НКО НМОз восстановитель
3.5 Исследование химизма денитрации, состава газовой фазы и выбор дснитрпрующих агентов
3.6 Денитрация кислоты восстановителями, дефиксирующими
связанный азот
3.6.1 Денитрация кислоты, содержащей оксид азота ПО
3.6.2 Денитрация кислоты, содержащей азотную кислоту
3.6.3 Денитрация кислоты, содержащей оксид азота III и азотную кислоту
3.7 Денитрация кислоты соединениями, не дсфихсирующими
связанный азот
3.8 Исследование эффективности использования деннгрирующих агентов
3.9 Фюико химические свойства дешприрующих агентов
3. Совмещение процессов экстракции ншросоединений и денитрации
3. Кинетика взаимодействия соединений азота с восстановителями
3. Денитрация отработанной серной кислоты
Десорбция ннтропродуктов из серной кислоты и влияние
их 1ш денитрацию нитрозной серной кислоты
Денитрация ОСК действующего производства
3. Исследование процесса концентрирования и разработка конструкции концентраторов
3. Обезвреживание отходящих газов концентрирования серной кислоты
3. Направленна усовершенствования и создания высокоэффективной технологии регенерации ОСК
4 ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КОНТАКТНОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
5 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ, СОДЕРЖАЩИХ ДИОКСИД СЕРЫ
5.1 Утилизация нитрозных газов и разработка абсорбционной зоны
5.2 Равновесие между оксидом азота III и серной кислотой
5.3 Влияние избытка оксида азота IV на абсорбцию оксидов азота серной кислотой
5.4 Исследование переработки концентрированного сернистого таза и
разработка продукционной зоны
5.5 Технологическая схема установки и технико экономические показатели 2 6 ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ТЕХНОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В связи с этим предложенные схемы характеризуются чрезвычайных развитием хвоста абсорбционная часть сернокислотной системы составляет до всего объема сернокислотной системы при большом объеме продукционной части. Впервые процесс одновременного производства серной и азотной кислот в промышленном масштабе был осуществлен Кашкаровым совместно с Матиньоном. Впоследствии этот процесс получат название процеоса КашкнроваМатиньона. Процесс был осуществлен Мапшьопом в лаборатории, а в г. СенШамоне была построена первая небольшая опытная установка. Хотя результаты этих опытов были убедительными и освоение производственного процесса оказалось успешным, первая крупная установка промышленного типа была построена лишь в г. ВадоЛгаури Италия. В разработке проекта вместе с Кашкаровым принимал участие проф. Генуэзского университета Гуарепш. Позднее ими была построена вторая установка в Фоссано, а затем и третья в Версели. Процесс КашкароваМатяньона является модификацией нитрозного сернокислотною производства. Основной его особенностью является применение концентрированной кислоты ВУЮО с высоким содержанием огсидов азота 9 ИР,. Первая промышленная установка, построенная в г. Ншрозныс газы после контактного аппарата 1 охлаждались в котлеутилизаторе 2 с получением пара, необходимого для денитрации В холодильнике 3 охлаждение газов заканчивалось. Обжиговый газ посте очистки поступал в башню 6 для окончательной денитрации серной кислоты Гловер, откуда выдавалась продукционная серная кислота концентрации ВДЗО Далее обжиговый и нигрозные газы смешивались и поступали в систему продукционных башен 4, где они подвергались одновременной абсорбции орошающей нитрозой. Остаток оксидов азота поглощатся в башне 5, и далее газы выбрасывались в атмосферу. Образующаяся нитроза из продукционных башен поступала в декитратор 7, где она дснитрировалась под действием водяного пара и слабой азотной кислоты, поступающей из поглотительных башен 9 азотнокислотной системы. Выделяющиеся при этом концентрированные оксиды азота охлаждались в конденсаторе 8, где получали ю азотную кислшу. Рисунок 1 Технологическая схема процесса КашкароваМатиньона. Эта установка производила т й серной кислоты и т й азотной кислоты в сутки. Практические результаты показали возможность получения кг серной кислоты с 1м реакционного объема в сутки в случае производства обеих кислот, и более 0 кг в случае производства одной серной кислоты. Для азотной кислоты абсорбционный объем составлял м3т азотной кислоты, производимой в сутки. Использование оксидов азота составляло , а серы . Расход электроэнергии кВт ч т серной кислоты и кВт ч г азотной кислоты. Расход водяного пара 0,5 0,8 т г азотной кислоты. Положительной стороной процесса является возможность одновременною получения серной и азотной кислот при сравнительно высокой производительности аппаратуры и низкой себестоимости й азотной кислоты. Недостатком процесса яатястся возможность получения только й серной кислоты и совместная абсорбция оксидов азота и серы. Исследования, проведенные на этой установке, позволили сделать далеко идущие выводы и улучшения как в аппаратурном оформлении, так и в самом методе. Так как основные реакции тггенсифицируются, и процесс абсорбции может бьгть осуществлен в более простых аппаратах, то оказалось возможным у1гразднип ггродукцконные и поглотительные башни, холодильникконденсатор и заменить их очень простым поглотителем, представляющим собой пустой цилиндр, снабженный специальными диспергирующими элементами без холодильников и приемников. Принцип работы его состоит в том. Образующаяся жидкостная завеса обладает хорошими абсорбциогшыми свойствами. Одновременно происходит охлаждение газов. Такие абсорберы располагают каска дао, что облегчает прохождение газов. Нижняя часть абсорберов используется как сборники Гловер 6 на рисунке 1 был заменен двумя башнями. Первая, используя тепло обжиговых газов, концентрировала частично или полностью Продукционную кислоту до Н2ЪОА. Вторая башня полностью дснитрировала кислоту, полученную в сернокислотной системе. В случае, когда газ содержит серный ангидрид. Важным факторам процесса КагпкароваМатинынш является баланс воды.