2.0 Технологическая схема производства.

Технологическая схема ХТС дает наиболее полное качест­венное представление об её организации. Каждый аппарат на ней представляется в виде условного стандартного изображения, а по­токи (связи) - стрелками, соответствующими их направлению. Со­отношение размеров аппаратов и расположение их на схеме соот­ветствует реальному. При этом приводится спецификация обору­дования. Иногда на этих схемах дается информация о составе по­токов и технологических параметрах процесса, а также приводится схема автоматического контроля и регулирования.

Эти схемы наглядны и широко используются как на стадии проектирования, так и при эксплуатации ХТС.

На рис.2.1 приведена технологическая схема процесса производства азотной кислоты.

Рис. 2.1. Технологическая схема производства азотной кислоты под давлением 0,716 МПа с приводом компрессора от газовой турбины:

1 — фильтр воздуха, 2 — реактор каталитической очистки; 3 — топочное устрой­ство: 4 — подогреватель метана; 5 — подогреватель аммиака; 6 — смеситель аммиа­ка и воздуха с паралитовым фильтром; 7 — холодильник-конденсатор; 8 — сепара­тор; 9 — абсорбционная колонна; 10 — продувочная колонна; 11 — подогреватель отходящих газов; 12 — подогреватель воздуха; 13 — сосуд для окисления нитрозных газов; 14 — контактный аппарат; 14а – катализатор; 15 — котел-утилизатор; 16, 18 — двухсту­пенчатый турбокомпрессор: 17 — газовая турбина.

9

Воздух проходит очистку в фильтре 1. Очищенный воздух сжимают двухступенчатым воздушным компрессором (16,18).

Основной поток воздуха после сжатия нагревают в подогревателе воздуха 12 до 250-270°С теплотой нитрозных газов и подают на смешение с аммиаком в смеситель 6.

Газообразный аммиак, после очистки от влаги, масла и катализаторной пыли через подогреватель 5 при температуре 150°С также направляют в смеситель 6. После очистки аммиачно-воздушную смесь с содержанием NH₃ не более 10% подают в контактный аппарат 14 на конверсию аммиака.

Конверсия аммиака протекает на платинородиевых сетках

(14 а) при температурах 870-900ºС, причем степень конверсии составляет ≈ 96%. Нитрозные газы при 890-910°С поступают в котел-утилизатор 15, расположенный под контактным аппаратом. В котле за счет охлаждения нитрозных газов до 170°С происходит испарение воды, питающей котел-утилизатор; при этом получают пар с давлением 1,5 МПа и температурой 230°С.

Нитрозные газы поступают в окислитель нитрозных газов 13. Частично окисление нитрозных газов происходит уже в котле-утилизаторе (до 40%). В окислителе 13 степень окисления возрастает до 85%. За счет реакции окисления нитрозные газы нагреваются до 300-335°С. Эта теплота используется в подогревателе воздуха 12. Охлажденные в теплообменнике 12 нитрозные газы поступают в теплообменник 11, где происходит снижение их температуры до 150°С и нагрев выхлопных (хвостовых) газов до 110-125°С. Затем нитрозные газы направляют в холодильник-конденсатор 7. При этом конденсируются водяные пары, и образуется слабая азотная кислота. Нитрозные газы отделяют от сконденсировавшейся азотной кислоты в сепараторе 8, из которого азотную кислоту направляют в адсорбционную колонну 9 на 6-7-ю тарелку, а нитрозные газы - под нижнюю тарелку абсорбционной колонны. Кислота направляется в продувочную колонну 10, а отбеленная азотная кислота поступает на склад. Воздух после продувочной колонны подается в нижнюю часть абсорбционной колонны 9.

Степень абсорбции оксидов азота достигает 99%. Выходящие из колонны хвостовые газы с содержанием оксидов азота до 0,11% при температуре 35°С проходят подогреватель 11, где нагреваются до 110-145°С и поступают в топочное

10

устройство (камера сжигания 3 установки каталитической очистки). Здесь газы нагреваются до температуры 390-450 °С за счет горения природного газа, подогретого в подогревателе 4, и направляются в реактор с двухслойным катализатором 2. Очистку осуществляют при 760°С. Очищенные газы поступают в газовую турбину 17 при температуре 690-700°С; энергия, вырабатываемая турбиной за счет теплоты хвостовых газов, используется для привода турбокомпрессора 18. Содержание оксидов азота в очищенных выхлопных газах составляет 0,005-0,008%, содержание СО₂ - 0,23%.

11