生产硝酸的工艺制造技术

公开了一种用于从粗硝酸液体料流中除去亚硝组分以生产经漂白的硝酸产物(55)的工艺。该粗硝酸液体料流(37)来自硝酸工艺的吸收塔(19)。该工艺包括在漂白阶段(52)中使粗硝酸液体料流与氧化气体(12)接触。来自漂白阶段的至少一些气体流出物(12c)进入(12d)硝酸工艺的燃烧阶段(15)。进入漂白阶段(52)的氧化气体(12)可包含至少约三分之一的进料至该硝酸工艺的氧化气体进料(12)。至少约十分之一的漂白阶段气体流出物(12c)可进入(12d)燃烧阶段(15)。

The process of producing nitric acid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产硝酸的工艺
公开了一种用于生产硝酸的工艺。更具体地讲，公开了一种用于生产硝酸的工艺，该工艺在硝酸产物中产生极低水平的亚硝组分，并且产生可忽略的NOx的气体排放。
技术介绍
美国专利9,199,849公开了一种生产硝酸的工艺，其中将基本上由氨、蒸汽和氧化气体组成的气态氧化剂进料暴露于一定的条件，由此将氨氧化，以产生包括一氧化氮和水蒸气的反应混合物。然后使反应混合物在热交换器中冷却，由此：a)将一氧化氮氧化，并使水蒸气冷凝；b)使一氧化氮氧化的产物与冷凝水反应并被冷凝水吸收；以及c)使反应混合物中的基本上所有一氧化氮都转化为硝酸。通过US9,199,849的工艺产生的硝酸固有地是稀释的，具有例如约20％至40％HNO3(w/w)量级的浓度，这取决于反应混合物中所含的水的量。尽管通过US9,199,849的工艺产生的稀硝酸不需要漂白以便从酸产物中除去颜色，但是已经发现，出于一些目的，稀硝酸中的亚硝酸水平可能过高。例如，如果将硝酸用于制造硝酸铵，则其中存在的亚硝酸可导致亚硝酸铵的形成，该亚硝酸铵是不稳定的，因此是意外爆炸的潜在原因。在这些情况下，即使在没有颜色的情况下，从产物酸中除去溶解的亚硝酸和其它亚硝组分，例如通过在漂白塔中进行气提，可以是有益的。美国专利4,081,517公开了一种从流体料流中除去氮氧化物并将其转化为硝酸的工艺。该流体料流源自氨氧化工艺。US4,081,517的工艺包括如下步骤：(a)进一步氧化流体料流中携带的一部分氮氧化物；(b)从氧化步骤中除去液态和气态流出物；(c)用硝酸水溶液洗涤从氧化步骤中除去的气态流出物；(d)分离从洗涤步骤中除去的料流的液态组分和气态组分；(e)漂白与逆流气体流接触的氧化和洗涤液体料流；(f)使从漂白步骤排出的气体料流进入到氧化步骤；以及(g)从漂白步骤中回收产物硝酸。在上述内容中，“亚硝酸”具体指的是组分HONO(或HNO2)，其氮氧化态为+3，相对于硝酸(HNO3)产物(其中氮的氧化态为+5)而言氧化不足。以上对
技术介绍
的引用并不代表承认该技术形成本领域普通技术人员的公知常识的一部分。以上引用也不旨在限制本文所公开的工艺的应用。
技术实现思路
本文公开了一种用于从粗硝酸液体料流中除去亚硝组分以生产经漂白的硝酸产物的工艺。粗硝酸液体料流来自硝酸工艺的吸收塔。该工艺包括在漂白阶段使粗硝酸液体料流与氧化气体接触。在该工艺中，来自漂白阶段的至少一些气体流出物进入硝酸工艺的燃烧阶段。与来自漂白阶段的气体流出物完全绕过燃烧阶段时相比，在氧化气体进入燃烧阶段之前使至少一些氧化气体通过漂白阶段能够实现通过漂白阶段的漂白塔的更大的氧化气体流量。进而，这可以使漂白塔的尺寸和/或漂白阶段的操作温度最小化。本文公开的工艺可以例如提供对US9,199,849中描述的工艺的改进。就这一点而言，通过在漂白阶段中使氧化气体进料流与硝酸液体流出物料流物理接触，可以从来自吸收塔的硝酸液体流出物中除去亚硝组分。此外，与US4,081,517中描述的工艺相比，如本文公开的工艺包括以下步骤：在该步骤中来自漂白阶段的至少一些气体流出物进入硝酸工艺的燃烧阶段。然而，在US4,081,517中，进料至该工艺的流体料流是氨燃烧过程的产物(即已经从氨燃烧过程中去除)的料流。在一个实施方案中，可以以足以除去大部分亚硝酸(例如，达到每千克硝酸漂白塔液体流出物低于100毫克亚硝酸的水平)的气体的体积流速进行这种接触。除此之外，最小气体体积流速可以随液体体积流速、漂白塔的操作温度和漂白阶段(即漂白塔)体积而变化。在一个实施方案中，进入漂白阶段的氧化气体可包括至少约三分之一的进料至硝酸工艺的氧化气体进料。在该实施方案中，至少约十分之一的漂白阶段气体流出物可以进入燃烧阶段。当将至少三分之一的氧化气体进料用于酸漂白过程时，来自漂白阶段的至少十分之一的气体流出物被引入到燃烧阶段的进料中，以便使燃烧阶段接收完全氧化氨所需的氧化气体流速。这与现有技术工艺中的常规实践相反，在现有技术工艺中，漂白气体(空气)仅是二次空气(secondaryair)(其不进入燃烧阶段)。在一个实施方案中，至少90％的进料至硝酸工艺的氧化气体进料可进入漂白阶段。在该实施方案中，至少65％的漂白阶段气体流出物可进入燃烧阶段。更具体而言，至少67％的漂白阶段气体流出物可进入燃烧阶段。例如，在100％的氧化气体进料进入漂白阶段的情况下，该工艺可以被认为是最不复杂的，因为：-无需分流氧化气体进料(否则可能会导致管道输送和潜在的控制成本)；-可以在尽可能最低的温度下操作固定尺寸的漂白阶段，以达到所要求的残留亚硝酸水平。可选地，在固定温度下操作的漂白阶段可为最小尺寸，以实现所要求的残留亚硝酸水平。在一个实施方案中，进入燃烧阶段的漂白阶段气体流出物的分数可以为至少：其中B是进入漂白阶段的进料至硝酸工艺的氧化气体进料的分数，C是绕过漂白和燃烧阶段的氧化气体进料的分数。在一个实施方案中，进入漂白阶段的氧化气体的体积进料速率与进入漂白阶段的粗硝酸的体积流速的比率可以不小于：其中Tb为漂白阶段中液体的以凯氏度数表示的平均绝对温度。在另一个实施方案中，进入漂白阶段的氧化气体的体积进料速率与进入漂白阶段的粗硝酸的体积流速的比率可以不小于：其中Tb为漂白阶段中液体的以凯氏度数表示的平均绝对温度，且其中Hbl是漂白塔体积与通过该工艺产生的硝酸产物(即，离开该工艺的硝酸产物)的体积流速的比率。如上文所引用和本文所用的术语“氧化气体(oxidisinggas)”可以指包含约80％(v/v)的氧气或大于约80％(v/v)的氧气的气体。例如，氧化气体可包含至少90％(v/v)的氧气，并且取决于工厂规模，可包含至少95％(v/v)的氧气。如上文所引用和本文所用的术语“亚硝组分(nitrouscomponent)”应被理解为统指亚硝酸与氮氧化物的任何组合，其中氮的氧化态为+2至+4(包括端点)(NO、NO2、N2O3和N2O4)。下表1列出了亚硝组分，指出了其氧化态和由它们中的每一个产生+5氮氧化态(N2O5或HNO3)所需的臭氧分子的化学计量数，假定每个臭氧分子都向亚硝组分的氧化贡献一个氧原子。表1：各亚硝组分中氮的氧化态，以及每个分子达到氮氧化态+5的臭氧分子数。氧化的氮组分氮氧化态实现氧化态+5所需的臭氧分子数NO+21.5N2O3+32HNO2+31NO2+40.5N2O4+41应该注意的是，虽然通过二次空气料流对硝酸进行漂白以除去亚硝组分是常规浓硝酸(50％-68％w/w)生产工艺的正常部分，但是本专利技术人已发现，当应用于稀硝酸时，诸如来自US9,199,8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从粗硝酸液体料流中除去亚硝组分以生产经漂白的硝酸产物的工艺，所述粗硝酸液体料流来自硝酸工艺的吸收塔，所述工艺包括在漂白阶段中使所述粗硝酸液体料流与氧化气体接触，其中来自所述漂白阶段的至少一些气体流出物进入所述硝酸工艺的燃烧阶段。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170824 AU 20179034091.一种从粗硝酸液体料流中除去亚硝组分以生产经漂白的硝酸产物的工艺，所述粗硝酸液体料流来自硝酸工艺的吸收塔，所述工艺包括在漂白阶段中使所述粗硝酸液体料流与氧化气体接触，其中来自所述漂白阶段的至少一些气体流出物进入所述硝酸工艺的燃烧阶段。


2.根据权利要求1所述的工艺，其中进入所述漂白阶段的所述氧化气体包括至少约三分之一的进料至所述硝酸工艺的氧化气体进料，并且其中至少约十分之一的所述漂白阶段气体流出物进入所述燃烧阶段。


3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，至少90％的所述硝酸工艺的所述氧化气体进料进入所述漂白阶段，且至少65％的所述漂白阶段气体流出物进入所述燃烧阶段。


4.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，进入所述燃烧阶段的所述漂白阶段气体流出物的分数至少为：



其中B为进入所述漂白阶段的所述硝酸工艺的所述氧化气体进料的分数，C为绕过所述漂白阶段和燃烧阶段的所述氧化气体进料的分数。


5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中进入所述漂白阶段的氧化气体的体积进料速率与进入所述漂白阶段的粗硝酸的体积流速的比率不小于：



其中Tb为所述漂白阶段中液体的以凯氏度数表示的平均绝对温度。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的工艺，其中，进入所述漂白阶段的氧化气体的体积进料速率与进入所述漂白阶段的粗硝酸的体积流速的比率不小于：



其中，Tb为所述漂白阶段中液体的以凯氏度数表示的平均绝对温度，且其中Hbl为漂白塔体积与通过所述工艺产生的硝酸产物的体积流速的比率。


7.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，进一步包括洗涤阶段，在所述洗涤阶段中，来自所述漂白阶段的经漂白的硝酸与来自所述吸收塔的气相流出物接触。


8.根据权利要求7所述的工艺，其中从所述漂白阶段流入所述洗涤阶段的所述经漂白的硝酸的流量为通过所述工艺产生的硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·S·海恩斯，A·M·约翰斯顿，
申请(专利权)人：雅苒国际集团，悉尼大学，
类型：发明
国别省市：挪威;NO