Технологические свойства азотной кислоты

Безводная азотная кислота (моногидрат HNO₃) представляет бесцветную жидкость с температурой кристаллизации –41,6⁰С, температурой кипения –82,6⁰С и плотностью – 1.513 г/м³. Смешивается с водой во всех отношениях, образуя при этом индивидуальные соединения – гидраты состава HNO₃×H₂O и HNO₃ × 3H₂O.

Применение азотной кислоты

Сырье для производства азотной кислоты

Общая схема азотнокислотного производства

Принципиальная схема производства

 Принципиальная схема производства разбавленной кислоты:

1. очистка аммиака и воздуха и их смешение;
2. окисление аммиака на катализаторе;
3. охлаждение нитрозных газов с использованием теплоты процесса окисления;
4. охлаждение нитрозных газов с использованием теплоты процесса окисления;
5. окисление оксида азота (II) и образование азотной кислоты;
6. очистка (нейтрализация) отходящих газов.

АмВС – аммиачно–воздушная смесь; НГ – нитрозные газы; ОГ – отходящие газы

Технологическая схема производства азотной кислоты АК–72

Технологическая схема производства азотной кислоты АК-72:

1. фильтр очистки воздуха;
2. воздушный компрессор;
3. контактный аппарат;
4. подогреватель газообразного аммиака;
5. продувочная колонна;
6. испаритель жидкого аммиака;
7. фильтр очистки аммиака;
8. смесительная камера контактного аппарата;
9. встроенный котел–утилизатор;
10. экономайзер (водонагреватель);
11. холодильник;
12. абсорбционная колонна;
13. нитрозный компрессор;
14. подогреватель отходящих газов;
15. холодильник–конденсатор;
16. система каталитической очистки выхлопных газов;
17. рекуперационные газовые турбины.

Атмосферный  воздух,  очищенный  от пыли в фильтре 1,  сжимается до 0,42 МПа в воздушном компрессоре 2 и делится на два потока. Один подается в контактный аппарат 3, другой через подогреватель аммиака 4 – в продувочную колонну 5. Газообразный аммиак из испарителя 6 очищается в фильтре 7 и нагревается в подогревателе 4 горячим воздухом до 80–120⁰С. Очищенный аммиак и воздух поступают в смесительную камеру 8 контактного аппарата 3. Образовавшаяся АмВС, содержащая около 0,11 об. дол. аммиака, проходит тонкую очистку в керамическом фильтре, встроенном в контактный аппарат, и  поступает на двухступенчатый катализатор, состоящий из платиноидных сеток и слоя окисного катализатора. Образовавшиеся нитрозные газы проходят котел–утилизатор 9, размещенный в нижней части контактного аппарата, и поступают последовательно сначала в экономайзер 10 и затем в холодильник 11, где охлаждаются до 55⁰С. При охлаждении нитрозных газов происходит конденсация паров воды с образованием азотной кислоты различной концентрации, которая  подается в абсорбционную колонну 12. Нитрозные газы сжимаются в нитрозном компрессоре 13 до 0,108–               0,110 МПа, разогреваясь при этом до 230⁰С, охлаждаются в холодильнике 14, являющимся одновременно подогревателем отходящих газов, до 150⁰С и холодильнике–конденсаторе 15 до 40–60⁰С, после чего подаются в абсорбционную колонну 12, в которую сверху поступает вода (паровой конденсат). Образовавшаяся 58–60% кислота из нижней части колонны направляется в продувочную колонну 5, где освобождается от растворенных в ней оксидов азота, и оттуда в  хранилище. Отходящие газы из абсорбционной колонны, пройдя подогреватель 14, поступают в систему каталитической очистки 16, состоящей из топки и каталитического реактора. Очищенные выхлопные газы с содержанием оксидов азота не более 0,008 % объема при температуре 750⁰С направляются в рекуперационные турбины 17 и 17, обеспечивающие работу воздушного 2 и нитрозного 13 компрессоров.