Утилизации азотной кислоты и оксидов азота - Производство нитратной кислоты АК-72. Анализ стадий переработки оксидов азота в HNO3
Запасы этих растворов, несоответствующих показателям качества, исчисляются сотнями тысяч тонн и дальнейшее их хранение становится очень опасным для окружающей среды. В связи с чем явилось целесообразным разработать технологию, позволяющую переработать скопившиеся йодсодержащие растворы и получить при этом необходимые и полезные для Украины продукты. Утилизация некондиционных растворов сводится к извлечению остродефицитного и дорогого йода и получению жидких оксидов азота для производства концентрированной азотной кислоты и водного раствора HNO3 для производства аммиачной селитры или других минеральных удобрений.
Йодсодержащие растворы HNO3-N2O4-H2O могут быть утилизированы несколькими способами: разбавлением водой или слабой азотной кислотой с подачей и без подачи воздуха в реактор; извлечением йода с помощью нитрата кальция или нитрата калия; ректификацией.
Первый способ является самым простым и доступным в аппаратурном оформлении. Изучение процессов взаимодействия исходных компонентов и абсорбции образующихся при этом нитрозных газов применительно к существующим параметрам промышленного агрегата показало, что кислородные соединения йода превращаются в молекулярный йод, который полностью удаляется с отходящими газами, если подавать воздух в зону реакции для интенсификации процесса десорбции оксидов азота и йода. Присутствие йода в отходящих газах может привести к образованию взрывоопасного йодистого азота на стадии каталитической очистки с использованием аммиака. Кроме того, этот способ не позволяет извлекать и затем использовать дефицитный йод.
Возможность извлечения йода появляется при разбавлении йодсодержащих растворов без подачи воздуха в реактор. Исследования процесса выделения йода из растворов в твердую фазу, его растворимости в водных растворах азотной кислоты и кинетики испарения йода позволили установить оптимальные технологические параметры.
В процессе разбавления исходного раствора водой протекает реакция кислотообразования и выделяющийся оксид азота(II) восстанавливает молекулярный йод из его кислородных соединений, что благоприятно влияет на процесс выделения его из жидкой фазы. Растворимость йода понижается с ростом концентрации азотной кислоты до 70% и уменьшением температуры. Минимальная растворимость (0,01-0,03%г/л) соответствует температурам 0-20 0С и концентрациям азотной кислоты 65-70%. Благодаря низкой растворимости йода в азотной кислоте данной концентрации происходит его кристаллизация. Определены условия осаждения и фильтрации кристаллического йода: полное извлечение достигается на фильтрующем элементе с диаметром пор не более 5? 10-6 м.
Оставшиеся в разбавленной азотной кислоте йод и оксиды азота испаряют, а затем поглощают концентрированной азотной кислотой, которую возвращают в начало процесса. Экспериментально показано, что полное выделение йода из водного раствора азотной кислоты и оксидов азота происходит при концентрациях HNO3 ниже 80%.
В концентрированной азотной кислоте, не содержащей оксидов азота, йод находится исключительно в виде кислородных соединений, которые при испарении остаются в жидкой фазе. Свойство концентрированной азотной кислоты окислять йод до нелетучих кислородных соединений целесообразно использовать для его поглощения из нитрозных газов, образующихся при взаимодействии перерабатываемых растворов с водой. Исследование процесса абсорбции нитрозных газов водными растворами азотной кислоты показало, что степень извлечения йода повышается с ростом концентрации азотной кислоты, поверхности массообмена и времени контакта газовой и жидкой фаз.
Полное извлечение йода из нитрозных газов происходит при использовании 97-100%-ной азотной кислоты, в которой его растворимость максимальна (0,21-0,45г/л) при температурах 0-80 0С.
С учетом полученных научно-исследовательских результатов и технических решений разработана принципиальная технологическая схема переработки йодсодержащих растворов азотной кислоты и оксидов азота разбавлением их водой без подачи воздуха в реактор.
При переработке 1т йодсодержащего водного раствора азотной кислоты и оксидов азота получают 1,54т 60-%-ной азотной кислоты и 1,5кг йода. Расход концентрированной азотной кислоты для орошения отходящих газов, содержащих йод, составляет 14кг, тепла - 126000кДж.
Другим эффективным способом утилизации йодсодержащих растворов азотной кислоты и оксидов азота является предварительное извлечение из них йода с помощью нитрата кальция или нитрата калия. Физико-химические и технологические исследования позволили определить условия извлечения йода путем взаимодействия указанных растворов с твердыми солями нитратов кальция и калия с последующей фильтрацией суспензии. Существенное влияние на степень извлечения йода оказывают время взаимодействия, исходное соотношение реагентов, концентрация азотной кислоты и диаметр пор фильтрующего элемента. Полное извлечение йода достигается при взаимодействии реагентов в течение 30-40 часов с последующей фильтрацией суспензии на фильтрующем элементе с диаметром пор не более 3? 10-6 м.
При утилизации 1т йодсодержащего раствора по разработанной технологической схеме получают 0,26т жидких оксидов азота, 0,73т 90-95%-ной азотной кислоты и 5,24кг твердого йодсодержащего отхода. Расход нитратов кальция и калия составляет 3-4кг, затраты тепла - 336000кДж.
Наиболее перспективным способом переработки некондиционных продуктов является способ ректификации йодсодержащих растворов азот-ной кислоты и оксидов азота, при котором в кубовом отходе получают водный раствор азотной и йодноватой кислот и затем отделяют кристаллы йодноватой кислоты методом упаривания. Осуществление такого технологического процесса и получение результатов представляет значительный научный и практический интерес для экономики Украины.
В целях реализации процесса ректификации были изучены фазовые равновесия в системах HNO3 - H2O - HIO3 и HNO3 - H2O - N2O4 - I2 - HIO3 и установлено влияние компонентов, находящихся в жидкой фазе, на содержание йода в парах. На основании равновесных данных системы HNO3 - H2O - N2O4 - I2 - HIO3 рассчитаны числа теоретических тарелок ректификационной колонки при различных флегмовых числах и установлено их оптимальное значение. Технологические исследования позволили определить допустимые линейные скорости паров и плотности орошения при заданном температурном режиме по высоте колонки, а также рассчитать высоту, эквивалентную теоретической тарелке. Полученные данные по фазовому равновесию жидкость - пар системы HNO3 - H2O - HIO3 , кинетике выделения йода и растворимости HIO3 в водных растворах азотной кислоты были использованы для разработки конструкции выпарного аппарата и расчета его размеров.
При переработке 1т йодсодержащего раствора методом ректификации получают 0,26т жидких оксидов азота, 0,73т 90-95%-ной азотной кислоты и 10.4кг твердого йодсодержащего отхода. Расход кальцинированной соды составляет 1,3кг, затраты тепла - 1080000кДж.
Похожие статьи
-
Полимеризация двуокиси азота. Переработка нитрозных газов в азотную кислоту обычно происходит при температурах от О до 50 °С. В этих условиях двуокись...
-
В 1960-х годах разработан агрегат по производству азотной кислоты мощностью 120 тыс. т год под давлением 0,716 МПа с использованием высокотемпературной...
-
Выбор метода производства (или выделение) готового продукта Современные методы производства азотной кислоты основаны на применении синтетического аммиака...
-
Азотный кислота утилизация оксид Методы получения азотной кислоты Первый завод по производству HNO3 из аммиака коксохимического производства был пущен в...
-
Этот способ концентрирования обеспечивает получение чистой концентрированной азотной кислоты без вредных выбросов в атмосферу. Однако у него есть ряд...
-
Введение - Производство нитратной кислоты АК-72. Анализ стадий переработки оксидов азота в HNO3
Азотная кислота - одна из важнейших минеральных кислот. По объему производства в химической промышленности она занимает второе место после серной...
-
Азотная кислота широко применяется для производства многих продуктов, используемых в промышленности и сельском хозяйстве Список использованной литературы...
-
Производство азотной кислоты - Анализ и технологическая оценка химического производства
Безводная азотная кислота HNO3--тяжелая бесцветная жидкость плотностью 1520 Кг/м 3 (при 15° С). Она замерзает при температуре --47° С и кипит при 85°С,...
-
Технология производства соляной кислоты - Анализ и технологическая оценка химического производства
Соляная кислота--бесцветная жидкость, представляющая собой раствор хлористого водорода в воде. Она энергично растворяет многие металлы и их окислы. В...
-
Агрегат АК-72М является модернизированным агрегатом АК-72 с изменением ряда узлов, направленным на повышение мощности и устранение выявленных в первые...
-
Реакция с реактивом Марки. К сухому остатку на фарфоровой чашке добавляют 1 каплю реактива Марки, наблюдают лимонно-желтое окрашивание, переходящее при...
-
Актуальность темы. В современных условиях глобальной конкуренции на все более интегрирующихся мировых рынках, развитие химической промышленности...
-
К числу бактерий, способных вырабатывать салициловую кислоту (рис. 4.4) при росте в средах с нафталином, принадлежат многие виды Pseudomonas,...
-
Процессы, основанные на микробиологической ферментации, разработаны и для получения ряда других органических кислот. Среди них -- глюконовая кислота и ее...
-
Производство лимонной кислоты методом ферментации - Бродильное производство органических кислот
Производство лимонной кислоты методом ферментации при участии грибов также принадлежит к числу давних биотехнологических процессов; оно было налажено в...
-
Все аминокислоты, из которых состоят белки, являются" L-а-амино - (или имино-) кислотами. Они находят применение как пищевые добавки, приправы, усилители...
-
Таблица 2 - Структура сырья в производстве метанола, %. Сырье В мире Беларусь и Россия Природный газ 73,8 70,7 Нефть и нефтепродукты 24,4 4,0 Отходы...
-
Органические кислоты применяются при разложении минерального сырья лишь в единичных случаях, главным образом в фазовом анализе. Наиболее часто для...
-
Полировка - Производство стекла
Огневая полировка (оплавление поверхности изделий) обычно производится вручную. К холодной обработке стекла относятся его резка, (сверление, шлифовка и...
-
Соединения азота - Азот, его соединение и свойства. Азот в природе
Из почвы соединения азота попадают в растения. Далее: "лошади кушают овес", а хищники -- травоядных живот-ных. По пищевой цепи идет круговорот вещества,...
-
1. Азотная кислота. Чистая азотная кислота HNO--бесцветная жидкость плотностью 1,51 г/см при - 42 °С застывающая в прозрачную кристаллическую массу. На...
-
При кипячении с разведенной хлороводородной кислотой происходит процесс гидролиза с образованием бензгидрола: Обнаружение димедрола методом ТСХ....
-
Подготовка угля к коксованию - Анализ и технологическая оценка химического производства
Коксование-- Процесс сухой перегонки каменных углей при их нагревании до 900--1050° С без доступа воздуха. В результате сложных физических и химических...
-
Получение синтезированного газа - Анализ и технологическая оценка химического производства
Химические методы переработки нефти проводят при высоких температурах без катализатора (термический крекинг), при высоких температурах в присутствии...
-
В конце XIX в. началось промышленное производство молочной кислоты при участии молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii, L. leichmannii и L....
-
Исходя из технологии получения стекла и стеклоизделий главными компонентами стекла являются диоксид кремния SiO2, содержание которого в стекле составляет...
-
Использование предшественников при производстве аминокислот позволяет успешно обходить метаболический контроль, осуществляющийся по механизму обратной...
-
В какой-то мере не много мы коснулись этих вопросов в предыдущем параграфе. Однако, весь комплекс переработки ТПО металлургических производств нами не...
-
Обсуждение результатов - Синтез пара-нитродифенила. Теоретические основы нитрования
Для нитрования дифенила использовалась смесь азотной и уксусной кислот. Так как при нитровании в смеси азотной и серной кислот образуются...
-
Процесс нитрования углеводородов смесью азотной и серной кислот протекает в гетерогенной среде, так как образуются две фазы - органическая...
-
Строение и физико-химические свойства аскорбиновой кислоты - Аскорбиновая кислота
Аскорбиновая кислота (Acidumascorbinicum) - это белые кристаллы с резким кислым вкусом. Молекулярная масса = 176,13. Температура плавления аскорбиновой...
-
Существует два основных способа получения полиарилатов: переэтерификация и взаимодействие хлорангидридов карбоновых кислот с двухатомными фонолами. 1....
-
Это метод который нашел мировое применение для анализа лекарствнных средств. Он основан на свойстве галогенидов количественно осаждаться нитратом серебра...
-
ТЕХНОЛОГИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ., ПРИМЕНЕНИЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ. - Получение серной кислоты
Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью, серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Объясняется...
-
В сухую колбу Кьельдаля вносят 0,1 г исследуемого продукта, наливают 5 см3 концентрированной серной кислоты. Добавляют небольшое количество катализатора....
-
Определение галоида по методу Кариуса. Навеску вещества при нагревании окисляют дымящей азотной кислотой в присутствии нитрата серебра. При этом галоид...
-
Подготовка сырья. - Переработка твердых отходов промышленных стройматериалов и машиностроения
Механическая обработка, девулканизата. Девулканизация резины. Остающаяся после регенерации РТИ текстильные волокна применяются для получения технической...
-
Свойства азота - Азот, его соединение и свойства. Азот в природе
Всем известно: азот инертен. Часто мы сетуем за это на элемент № 7, что естественно: слишком дорогой ценой приходится расплачиваться за его относительную...
-
АНАЛИТИКА Компиляция выдержек из различных источников - удельная б-активность U235 и U238 составляет соответственно 0,08 и 0,012 Бк/мкг (или 80 и 12...
-
АБСОРБЦИЯ ТРИОКСИДА СЕРЫ. - Получение серной кислоты
Последней стадией процесса производства серной кислоты контактным способом является абсорбция триоксида серы из газовой смеси и превращение его в серную...
Утилизации азотной кислоты и оксидов азота - Производство нитратной кислоты АК-72. Анализ стадий переработки оксидов азота в HNO3