Вопрос №54

Вопрос №54: ХТС производства азотной кислоты. Химическая, функциональная и структурная схемы производства. Физико-химические основы окисления оксида азота, аппаратурное оформление. Решение концепции эффективного использования сырьевых и энергоресурсов, минимизации отходов, эффективного использования оборудования.

Окисление оксида азота - гомогенная обратимая экзотермическая реакция:

При температурах ниже 400 К равновесие практически полностью сдвинуто в сторону образования NO2. Данная реакция может протекать везде: в трубопроводах, теплообменниках и в других аппаратах. Установлено, что кинетическая модель отвечает стехиометрии реакции:

Как видно, давление ускоряет реакцию, что также говорит в пользу его повышения в ХТС. Вследствие не очень высокой скорости реакции устанавливают окислитель - полый аппарат, обеспечивающий необходимое время пребывания реакционной смеси для завершения реакции.

Так как реакция окисления NO - экзотермическая, необходимо дополнительное охлаждение питрозного газа. При охлаждении конденсируется вода - ее образуется в 1,5 раза больше потребляемою аммиака. В результате взаимодействия конденсирующейся воды с нитрозным газом образуется азотная кислота. Целесообразно сократить время контакта газа с водой, для чего используют специальный скоростной теплообменник-конденсатор. Образующаяся в нем 30%-ная кислота направляется в соответствующее этой концентрации сечение абсорбционной колонны