一种高效节能的中压法制硝酸工艺的制作方法

1.本发明涉及化工技术领域，具体的说是一种高效节能的中压法制硝酸工艺。


背景技术：

2.硝酸是重要的基本化工原料，广泛应用于制染料、炸药、医药、塑料、氮肥、化学试剂以及用于冶金、有机合成。目前国内外用氨和空气生产硝酸工艺有常压法、中压法、高压法和双加压法。
3.利用中压法制硝酸，是指氨的氧化和氮氧化物的吸收均在0.35～0.6mpa压力下进行。此种方法就有设备较为紧凑，生产强度有所提高，基建投资及特种钢材用量较少等优点，因此吸收压力高，其no2吸收率高，成品酸浓度高，吸收塔容积小；
4.但是传统的中压法制硝酸工艺由于自身工艺的缺陷，在能耗上往往仍然存在较多的技术问题，难以对能量进行高效利用。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明目的是提供一种有效提高对热量的回收利用、节约能量消耗的中压法制硝酸工艺。
6.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种高效节能的中压法制硝酸工艺，具有如下步骤：
7.s1：氨气的催化氧化处理
8.对使用前的氧化反应器通过预热处理器进行预加热至100～300℃，将氨气与空气按照一定比例充分混合并通入氧化反应器中，通过加热处理器对氧化反应器加热至850～950℃，并控制氧化反应器中的压力处于0.35～0.6mpa范围内，使氨气与空气进行充分的催化氧化反应，通过选择性催化剂加速生成一氧化氮气体，并抑制一氧化二氮、氮气的生成；
9.s2：一氧化氮的氧化处理
10.步骤s1处理完成后通过余热回收设备对氧化反应器进行冷却降温至180～220℃之间，通过快速冷却器对氧化反应器中生成的气体快速冷却，并去除冷凝成液态的水，将冷却后的气体输送至氧化塔停留足够的时间进行加压氧化，同时应用所述余热回收设备对氧化塔中一氧化氮氧化产生的热量进行回收，进而保证一氧化氮的氧化在室温下稳定进行，以生成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮的混合气体；
11.s3：氮氧化合物吸收制硝酸
12.将步骤s2产生的二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮混合气体通入吸收塔，在低温加压的反应条件下与水反应生成硝酸及一氧化氮，并且通过所述余热回收设备将该反应产生的热量进行回收，进而保证反应稳定进行；
13.s4：浓硝酸的制取
14.将步骤3产生的硝酸溶液输入至蒸馏反应器中，并向蒸馏反应器中加入脱水剂，利用所述余热回收设备回收的热量对蒸馏反应器进行加热，以对其中的硝酸进行蒸馏去除部
分水分，制得浓硝酸，同时余热回收热备向预热处理器输送热量，并由预热处理器对氧化反应器进行预加热，以准备进行下一批次步骤s1的进行。
15.所述步骤s1中的氧化反应器中配套安装有多层铂网，将铂网作为氨气氧化反应的催化剂。
16.所述步骤s1中的氧化反应器中加装的所述铂网，所述铂网属于选择性催化剂，能够加入氨气氧化生成一氧化氮，并抑制氨气氧化生成一氧化二氮和氮气。
17.所述步骤s3中生成硝酸溶液的过程中会伴随产生溶解在硝酸溶液中的氮氧化合物，在步骤s3处理完成后并将硝酸溶液向步骤s4中蒸馏反应器输送的过程中加入漂白工序，将硝酸溶液中溶解的氮氧化合物解析出来。
18.在步骤s3处理完成后并肩硝酸溶液向步骤s4中蒸馏反应器输送完成后，吸收塔中残留的氮氧化合物气体通过碱溶液进行吸收。
19.所述余热回收设备包括多组换热单元，且各组换热单元分别配套安装在氧化反应器、氧化塔、吸收塔处。
20.所述预热处理器采用螺旋绕制在氧化反应器外侧壁的加热管，所述蒸馏反应器的侧壁同样螺旋绕制有加热管，所述余热回收设备中的载热介质中的通过蒸汽过热器对蒸汽进行加热生成过热蒸汽，过热蒸汽通入各组加热管以分别对氧化反应器、蒸馏反应器进行加热。
21.经过所述蒸汽过热器加热的过热蒸汽对漂白工序、碱溶液进行加热。
22.本发明的有益效果：由于一氧化氮的氧化、氮氧化合物与水反应生成硝酸溶液的反应均是放热反应，并且在低温高压环境下反应更为彻底，通过预热回收设备将其在反应过程中产生的热量充分收集，并且通过氧化反应器将氨气氧化成一氧化氮后，同样需要对生成的一氧化氮进行冷却降温以保证一氧化氮进一步氧化的稳定进行，因此预热回收设备同样安装在氧化反应器上，对生成的高温一氧化氮进行冷却降温并吸收其热量；
23.由于氧化反应器在对氨气进行氧化时为了保证一氧化氮的高产出量，需要对氧化反应器的反应环境进行高温加压控制，因此要对氧化反应器进行加热，首先通过预热处理器对氧化反应器进行初步加热至100～300℃，进而通过加热处理器将其加热至850～950℃；在对生成的硝酸溶液生成浓硝酸时同样需要对硝酸溶液进行加热蒸馏，需要吸收热量来保证浓硝酸的稳定制取；
24.通过预热回收设备将低温环境反应所产生的热量进行收集，将需要冷凝处理所述换热而吸收的热量进行收集，并作用于需要进行加热的反应环境下，能够有效提高对热量的回收利用，节约能量消耗。
附图说明
25.图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例1
28.请参阅图1，一种高效节能的中压法制硝酸工艺，具有如下步骤：
29.s1：氨气的催化氧化处理
30.对使用前的氧化反应器通过预热处理器进行预加热至100～300℃，将氨气与空气按照一定比例充分混合并通入氧化反应器中，通过加热处理器对氧化反应器加热至850～950℃，并控制氧化反应器中的压力处于0.35～0.6mpa范围内，使氨气与空气进行充分的催化氧化反应，通过选择性催化剂加速生成一氧化氮气体，并抑制一氧化二氮、氮气的生成；
31.s2：一氧化氮的氧化处理
32.步骤s1处理完成后通过余热回收设备对氧化反应器进行冷却降温至180～220℃之间，通过快速冷却器对氧化反应器中生成的气体快速冷却，并去除冷凝成液态的水，将冷却后的气体输送至氧化塔停留足够的时间进行加压氧化，同时应用余热回收设备对氧化塔中一氧化氮氧化产生的热量进行回收，进而保证一氧化氮的氧化在室温下稳定进行，以生成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮的混合气体；
33.s3：氮氧化合物吸收制硝酸
34.将步骤s2产生的二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮混合气体通入吸收塔，在低温加压的反应条件下与水反应生成硝酸及一氧化氮，并且通过余热回收设备将该反应产生的热量进行回收，进而保证反应稳定进行；
35.s4：浓硝酸的制取
36.将步骤3产生的硝酸溶液输入至蒸馏反应器中，并向蒸馏反应器中加入脱水剂，利用余热回收设备回收的热量对蒸馏反应器进行加热，以对其中的硝酸进行蒸馏去除部分水分，制得浓硝酸，同时余热回收热备向预热处理器输送热量，并由预热处理器对氧化反应器进行预加热，以准备进行下一批次步骤s1的进行。
37.实施例2
38.步骤s1中的氧化反应器中配套安装有多层铂网，将铂网作为氨气氧化反应的催化剂；步骤s1中的氧化反应器中加装的铂网，铂网属于选择性催化剂，能够加入氨气氧化生成一氧化氮，并抑制氨气氧化生成一氧化二氮和氮气。
39.实施例3
40.步骤s3中生成硝酸溶液的过程中会伴随产生溶解在硝酸溶液中的氮氧化合物，在步骤s3处理完成后并将硝酸溶液向步骤s4中蒸馏反应器输送的过程中加入漂白工序，将硝酸溶液中溶解的氮氧化合物解析出来。
41.在步骤s3处理完成后并肩硝酸溶液向步骤s4中蒸馏反应器输送完成后，吸收塔中残留的氮氧化合物气体通过碱溶液进行吸收。
42.实施例4
43.余热回收设备包括多组换热单元，且各组换热单元分别配套安装在氧化反应器、氧化塔、吸收塔处。
44.预热处理器采用螺旋绕制在氧化反应器外侧壁的加热管，蒸馏反应器的侧壁同样螺旋绕制有加热管，余热回收设备中的载热介质中的通过蒸汽过热器对蒸汽进行加热生成过热蒸汽，过热蒸汽通入各组加热管以分别对氧化反应器、蒸馏反应器进行加热。
45.经过蒸汽过热器加热的过热蒸汽对漂白工序、碱溶液进行加热。
46.实施例5
47.由于一氧化氮的氧化整体属于放热反应，而氧化塔中的反应温度控制在较低水平下能够有效加速一氧化氮氧化反应的进行，进而将一氧化氮高效氧化成能够与水反应生成硝酸的二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮，因此需要在氧化塔处理过程中持续对其产生的热量进行回收，以保证一氧化氮反应持续稳定进行；
48.由于氮氧化合物与水在吸收塔中反应生成硝酸的过程属于放热反应，而吸收塔中的反应温度控制在较低水平能够保证硝酸的稳定生成，因此需要在吸收塔处理过程中持续对其产生的热量进行回收，以保证硝酸溶液的稳定生成；
49.由于氧化反应器在对氨气进行氧化时为了保证一氧化氮的高产出量，需要对氧化反应器的反应环境进行高温加压控制，因此要对氧化反应器进行加热，首先通过预热处理器对氧化反应器进行初步加热至100～300℃，进而通过加热处理器将其加热至850～950℃；
50.在对生成的硝酸溶液生成浓硝酸时同样需要对硝酸溶液进行加热蒸馏，需要吸收热量来保证浓硝酸的稳定制取；
51.因此通过预热回收设备将低温环境反应所产生的热量进行收集，将需要冷凝处理换热而吸收的热量进行收集，并作用于需要进行加热的反应环境下，能够有效提高对热量的回收利用，节约能量消耗。
52.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。