Способ пуска установки для получения серной кислоты нитрозным методом

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Воскресенский филиал Научно-исследовательского института по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Самойлова Я.В.(56) Беанковский С.В., Райнов К.К, Смыслов Н.И. Производство серной кислоты башенным способом. М.-Л. Госхимиздат, 1940, с. 146-149.(54) СПОСОБ ПУСКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ НИТРОЗНЫМ МЕТОДОМ(57) Изобретение относится к основной химической промышленности и может быть использовано при пуске установок для получения серной кислоты нитрозным способом, а также для получения нитрозилсерной кислоты. Целью изобрете ния является сокращение продолжительности стадии наработки нитрозы и снижение выбросов вредных веществ с отходящими газами в пусковой период. Способ заключается в наработке нитрозы непосредственно на вводимом в эксплуатацию объекте с помощью смесей серной и азотной кислот и диоксида серы газовой фазы при автономном орощении всех аппаратов сернокислотной системы. При осуществлении способа аппараты денитрационной зоны орощают смесью, содержащей 50-60 мас. Н 2 О 4 и 5-20 мас. НМОЗ, а последнюю бащню продукционной зоны смесью, содержащей не более 50 мас. Н 2 О 4 при минимальном содержании азотной кислоты,определяемом по формуле СНМОЗ 25,5-0,5 Стзш,где СНМОЗ и Стш - содержания азотной и серной кислот соответственно. Образующиеся газы состава, близкого к эквимолярному. поглощаются концентрированными растворами серной кислоты в перерабатывающей и в абсорбционных бащнях.Изобретение относится к производству серной кислоты и может быть использовано на предприятиях химической промышленности.Целью изобретения является сокращение продолжительности стадии наработки нитрозы и снижение выбросов вредных веществ с отходящими газами в пусковой период.Способ осуществляется следующим образом.После завершения подготовки оборудования,проверки качества орошения всех башен крепкой серной кислотой и отработки передачи жидких фаз из цикла одного аппарата в цикл другого аппараты переводят на автономное орошение. Последнюю башню продукционной зоны в этот период орошают автономно водой, вводимой в циркуляционный сборник и выводимой из цикла орошения через запорную арматуру по байпасной линии в канализацию или систему водоочистки. После этого в цикл аппаратов дениграционной зоны начинают вводить необходимое количество азотной кислоты или меланжа. После окончания дозирования азотной кислоты начинают, если требуется для достижения заданной концентрации, постепенное дозирование воды. При дозировании реагентов контролируют температуру жидких фаз. После достижения необходимого состава кислотных смесей в аппаратах дениграционной зоны (50-60 мас. Н 2 О 4 и 5-20 мас. НМОЗ,остальное вода) продолжают рециркулировать жидкие фазы в каждой башнеОдновременно при рециркуляции минимального количества воды в последней башне продукционной зоны начинают вводить в цикл этой башни необходимое количество азотной кислоты или меланжа, а затем - концентрированной серной кислоты, также контролируя температуру жидкой фазы. Можно ограничиться вводом минимального количества серной кислоты или же совсем не вводить ее, т.е. приготовить любой первоначальный состав смеси, в которой минимально необходимое содержание азотной кислоты определяют по формулеО 5 С н 2 о 4 50 Рециркуляцию жидкой фазы продолжают.По завершении приготовления смесей серной и азотной кислот начинают подачу в систему 302-содержащего газа в количестве до 50 от номинальной газовой нагрузки.Одновременно контролируют состав и температуру смесей серной и азотной кислот по аппаратам, а также прирост нитрозности в перерабатывающей башне и аппаратах абсорбционной зоны. Также контролируют концентрацию диоксида серы на входе в систему и состав газа после каждого аппарата продукционной зоны и на выходе из системы.После завершения разложения основной массы азотной кислоты в аппаратах денитрационной зоны и достижения необходимойнитрозности в перерабатывающей башне и первом абсорбере систему переводят на рабочую схему кислотооборота. Не прекращая ввода азотной кислоты в последнюю башню продукционной зоны, в нее вводят воду и выводят слабые растворы серной кислоты, содержащие азотную кислоту, в башни продукционной зоны. При этом постепенно доводят газовую нагрузку до номинальной величины.(94-ной Н 2 ЗО 4), переводят денитратор на автономное орошение и постепенно вводят 21,7 т 47-ной НМОЗ. Получают 63,3 т смеси серной и азотной кислот следующего состава, мас. Н 2 О 4 56,4 НМОЗ 16,1 остальное вода.В циркуляционный сборник башниконцентратора вводят 37,5 т 94-ной Н 2 ЗО 4,осуществляют автономное орошение и вводят 20,5 т 47-ной НМОЗ, после чего дополнительно вводят 2,5 т воды. Получают 60,5 т смеси кислот состава, мас. Н 2 О 4 58,3 НМОЗ 15,9 остальное вода.В циркуляционном сборнике последней башни продукционной зоны доводят количество воды до 27,3 т и осуществляют автономное орошение аппарата, после чего постепенно вводят в шитркуляционный сборник 16,3 т 47-ной НМОЗ, а затем 16,2 т 94-ной Н 2 ЗО 4. Получают 59,8 т смеси серной и азотной кислот состава, мас. Н 2 О 4 25,4 НМОЗ 12,8 остальное вода.В циркуляционных сборниках перерабатывающей и трех абсорбционных башен доводят количество 94-ной Н 2 О 4 соответственно до 228 и 114 т и осуществляют автономное орошение этих башен.После завершения приготовления кислот в систему подают 10 тыс. мз/ч (измеренного при нормальных условиях) обжигового газа от печей сжигания колчедана, содержащего 11 об. диоксида серы (примерно 24 от номинальной газовой нагрузки). Газовый поток на вход в денитратор и концентратор делят на две равные части. На вход в перерабатывающую башню и далее поступает объединенный газовый поток. Газ через установку пропускают в течение 8 ч.По истечении этого времени в циркуляционном сборнике денитратора наработано 64,4 т 77,5-ной серной кислоты. Остаточное содержание НМОЗ - 0,1 мас. .По истечении 4 ч в циркуляционный сборник последней башни продукционной зоны постепенно вводят дополнительно 6,5 т 47-ной азотной кислоты. По истечении 8 ч в сборнике этой башни содержится 68,6 т. кислотной смеси состава, мас. Н 2 О 4 35,0 НМОЗ 7,5.В сборнике перерабатывающей башни за 8 ч образуется 238,4 т нитрозы, содержащей 4,4 мас. М 2 О 3 или 7,2 мас. в пересчете на НМОЗ. В сборнике первого абсорбера образуется 118 т нитрозы, содержащей 3,4 мас. М 2 О 3. или 5,7 мас. в пересчете на НМОЗ. В сборнике второгоабсорбера образуется 114,4 т нитрозы, содержащей 0.35 мас. ЪЬОЗ или 0,6 мас. в пересчете на НМОЗ. Содержание ЪЬОЗ в кислоте третьего абсорбера не превышает 0,1 мас.Всего за пусковой пеоиод через установку пропускают 80 тыс. мз 11-ного диоксида серы. Состав газа на входе в перерабатывающую башню (средние значения), об. 02 2,5 МОХ 8,5. Состав газа на входе в первый абсорбер (средние значения),об. О 2 0,05 МОХ 3,6.Всего за пусковой период из установки выходит около 71 тыс. мз газа. содержащего до 0,05 об. 02 и от 0,05 до 0,17 об. МОХ, что соответствует потерям НМОЗ с отходящими газами около 5,2 кг/т моногидрата Н 2 ЗО 4.Использование в дениграторе и концентраторе пусковых кислотных смесей с содержанием серной кислоты менее 50 мас . нецелесообразно ввиду резкого снижения коррозионной устойчивости металлических материалов, используемых в кислотных циклах этих башен. Так, коррозионные испытания показали, что в смесях. содержащих 520 мас. НМОЗ и 45-46 мас. Н 2 О 4 при 30-40 С скорость коррозии углеродистой стали превышает 10 мм/г, а при содержании серной кислоты на уровне 50-60 мас. скорость коррозии находится в пределах 0,28-0,65 мм/г.Повышение содержания серной кислоты более 60 мас. нецелесообразно ввиду снижения скорости взаимодействия диоксида серы с азотной кислотой, что приводит к значительному повышению концентрации диоксида серы в выходящем газе и снижению в 2,0-2,5 раза концентрации образующихся оксидов азота.Уменьшение начального содержания азотной кислоты в смесях, предназначенных для орошения денитратора и концентратора, ниже 5 мас. нецелесообразно как с точки зрения коррозионной устойчивости сталей вследствие образования недостаточно прочных пассивных пленок, так и с точки зрения снижения скорости взаимодействия диоксида серы с азотной кислотой. Последнее обусловливает уменьшение степени окисления диоксида серы и значительное снижение концентрации образующихся оксидов азота.Повышение содержания азотной кислоты более 20 мас. нецелесообразно, т.к. эффективность взаимодействия между азотной кислотой и диоксидом серы в этом случае также ухудшается.Если смесь, поступающая на орошение последней башни продукционной зоны, содержит более 50 мас. Н 2 ЗО 4, полное окисление диоксида серы невозможно.Содержание азотной кислоты в этой смеси ниже определяемого по формуле СНМОЗ 25,5-0,5 Ст 504 нецелесообразно, т. к. недостаток окислителя может привести к появлению проскока диоксида серы через систему.Содержание азотной кислоты больше определяемого по указанной формуле нецелесообразно, т. к. уже не влияет на полноту окисления диоксида серы.Пример 2. В продукционном сборнике башни-денитратора готовят 70 т пусковой смеси состава, мас. НМОЗ 5,0 Н 2 О 4 60,0. Для приготовления смеси используют 5,8 т 60-ной азотной кислоты, 44,9 т 93,5-ной серной кислоты и 19,2 г воды.В циркуляционном сборнике последней башни продукционной зоны готовят 45 т 25,5 ной азотной кислоты, смешивая 19,1 т 60-ной азотной кислоты и 40,9 т воды.В циркуляционные сборники перерабатывающей башни и абсорберов вводят соответственно 200 т и по 120 т 93,5-ной серной кислоты.После этого через установку в течение 9 ч пропускают газ. содержащий 10 02. Расход газа на денитратор - 3,5 тыс. мз/ч. на концентратор - 6,5 тыс. мз/ч.Все операции осуществляют аналогично примеру 1.Не прекращая подачи диоксида серы, в сборник денитратора через 4 ч дополнительно вводят 3,7 т 60-ной азотной кислоты.По истечении 9 ч в сборнике денитратора наработано 71,8 т 76,5-ной серной кислоты со следами оксидов азота (0,02 мас. в пересчете на НМОЗ). В циркуляционном сборнике концентратора - 63,2 т 76,7-ной серной кислоты с общим содержанием НМОЗ около 0,2 мас. . В циркуляционном сборнике последней башни продукционной зоны при этом находится 47,3 т кислотной смеси, содержащей 18,6 мас. Н 2 О 4 и 12,3 мас. НМОЗ. В перерабатывающей башне образуется 207,2 т нитрозы, содержащей 3,5 мас. ЪЬОЗ. В сборнике первого абсорбера образуется 124,4 т нитрозы (3,7 мас. ЪЬОЗ), второго абсорбера 120,5 т малонитрозной серной кислоты (0,4 мас. ЪЬОЗ). Всего за пусковой период из установки выходит около 62 тыс. мз газа, содержащего в среднем 0,06 об. МОХ и 0,01 об. 02.По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет сократить время вывода системы на рабочий режим с 4,5 сут (108 ч) до 9 ч, т. е. в 12 раз, и уменьшить потери вредных веществ в атмосферу с отходящими газами диоксида серы в среднем в 26 раз. а оксидов азота - в среднем в 5 раз.Способ пуска установки для получения серной кислоты нитрозным методом, включающий наработку нитрозы взаимодействием 02 содержащего газа со смесью серной и азотной кислот в аппаратах денитрационной и продукционной зон и последующую абсорбцию выделившихся в указанных зонах оксидов азота серной кислотой при автономном орошении каждого аппарата, отличающийся тем, что, с цельюсокращения продолжительности стадии наработ- ты составляет не более 50 мас. , а минимальное ки нитрозы и снижения выбросов вредных ве- содержание азотной кислоты определяют по форществ с отходящими газами в пусковой период, мулеорошение аппаратов денитрационной зоны ведут Сныоз 25,5-0,5 Стыд, смесью, содержащей 50-60 мас. Н 2 О 4 и 5-20 где Сныоз - содержание азотной кислоты,мас. НМОЗ, остальное - вода, а для орощения мас.последней бащни продукционной зоны исполь- Стзм - содержание серной кислоты, мас. .зуют смесь, в которой содержание серной кисло тк птнт иплнитль имв Ве с аКаз а е , с о е Люб о ИЮ Корректор Выщкварко А.Б. тв т тв нный вып к и в . . Оесе за сФазоаЭ 3