RU2069174C1

RU2069174C1 - Method of sodium nitrite production

Info

Publication number: RU2069174C1
Application number: RU9393045492A
Authority: RU
Inventors: М.Л. Ферд; М.Ю. Александрова; И.Н. Яшугин; А.В. Воронова; В.В. Луценко; А.П. Стародумов
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1996-11-20

Abstract

FIELD: process of production of sodium nitrite out of nitrous gasses. SUBSTANCE: method of sodium nitrite production provides for nitrous gasses compression in compressor and absorption of nitrogen oxides by alkaline solutions under high pressure. In the case before compression nitrous gasses are cooled with formation of 12 - 25 % nitric acid and after compression using adsorption of $$$ part by nitric acid condensate produced during cooling of nitrous gas keep at inlet in alkaline adsorber mole ratio of $$$ in limits of 1.2 - 1.5 : 1.0. EFFECT: sodium nitrite production method allows to save amount of used ammonia and energy resource in the form of steam, cooling water and electric power. 3 cl, 1 dwg

Description

Заявляемое техническое решение относится к области производства нитрита натрия из концентрированных нитрозных газов и может быть использовано при получении нитритов других щелочных металлов. The claimed technical solution relates to the field of production of sodium nitrite from concentrated nitrous gases and can be used to obtain nitrites of other alkali metals.

Нитрит натрия широко используется в пищевой и машиностроительной промышленности, в строительстве и т.д. Sodium nitrite is widely used in the food and engineering industries, in construction, etc.

Его производство в промышленном масштабе основано на поглощении оксидов азота щелочными растворами карбоната натрия (соды) или гидрооксида натрия (едкого натра) с образованием нитрита натрия по реакциям:
Na₂CO₃ + N₂O₃ 2NaNO₂ + CO₂ (1);
2NaOH + N₂O₃ 2NaNO₂ + H₂O (1a);
Na₂CO₃ + 2NO₂ NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂ (2);
2NaOH + 2NO₂ NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O (2a).Its production on an industrial scale is based on the absorption of nitrogen oxides by alkaline solutions of sodium carbonate (soda) or sodium hydroxide (caustic soda) with the formation of sodium nitrite by the reactions:
Na ₂ CO ₃ + N ₂ O ₃ 2NaNO ₂ + CO ₂ (1);
2NaOH + N ₂ O ₃ 2NaNO ₂ + H ₂ O (1a);
Na ₂ CO ₃ + 2NO ₂ NaNO ₂ + NaNO ₃ + CO ₂ (2);
2NaOH + 2NO ₂ NaNO ₂ + NaNO ₃ + H ₂ O (2a).

Стpемятся обычно к тому, чтобы параллельно с NaNO₂ образовывалось как можно меньше NaNO₃, особенно это важно в отдельных случаях, например, если растворы нитрита натрия используются в производстве капролактама или при получении нитрита натрия высшего качества.Usually tend to ensure that as little as possible NaNO _{3 is} formed in parallel with NaNO ₂ , this is especially important in some cases, for example, if sodium nitrite solutions are used in the production of caprolactam or in the preparation of superior quality sodium nitrite.

Установлено, что для достижения этой цели необходимо поддерживать соотношение NO: NO₂ в газе на всем протяжении процесса абсорбции оксидов щелочным раствором не выше 1:1 [В.И.Атрощенко "Технология азотной кислоты", М. Химия, 1970 г. с. 177]
Когда производство нитрита натрия базировалось на щелочном поглощении оксидов азота из низкоконцентрированных нитрозных газов под атмосферным давлением после кислотного поглощения в производстве азотной кислоты, поддержание такой степени окисленности нитрозных газов не представляло особого труда.It was established that in order to achieve this goal, it is necessary to maintain the NO: NO ₂ ratio in the gas throughout the process of oxide absorption by an alkaline solution of not higher than 1: 1 [V.I. Atroshchenko “Technology of nitric acid”, M. Chemistry, 1970, p. 177]
When the production of sodium nitrite was based on the alkaline absorption of nitrogen oxides from low-concentration nitrous gases under atmospheric pressure after acid absorption in the production of nitric acid, maintaining this degree of oxidation of nitrous gases was not difficult.

Однако в современных производствах азотной кислоты щелочная очистка выхлопных газов от оксидов азота не практикуется. However, in modern production of nitric acid, alkaline purification of exhaust gases from nitrogen oxides is not practiced.

Поэтому целевые установки по производству нитрита натрия базируются на переработке концентрированных нитрозных газов, причем с целью достижения глубокой очистки выхлопных газов от оксидов азота, по крайней мере на последней стадии абсорбции, используют повышенное давление [2]
В наиболее совершенном производстве нитрита натрия окисление аммиака осуществляют под атмосферным давлением, поглощают раствором соды из горячих нитрозных газов 90% всех оксидов азота, затем охлажденный газ компримируют до 4 ата и оставшиеся оксиды азота (10% от общего количества полученных конверсией аммиака оксидов азота) поглощают раствором соды под этим давлением в санитарной абсорбционной колонне, на выходе из которой газ содержит до 0,3 об. оксидов азота, поэтому дальнейшая очистка осуществляется при помощи аммиака на специальном катализаторе.Therefore, target installations for the production of sodium nitrite are based on the processing of concentrated nitrous gases, and in order to achieve a deep purification of exhaust gases from nitrogen oxides, at least at the last stage of absorption, high pressure is used [2]
In the most advanced production of sodium nitrite, ammonia is oxidized under atmospheric pressure, 90% of all nitrogen oxides are absorbed by a solution of soda from hot nitrous gases, then the cooled gas is compressed to 4 ata, and the remaining nitrogen oxides (10% of the total amount of nitrogen oxides converted by ammonia) are absorbed a solution of soda under this pressure in a sanitary absorption column, at the outlet of which the gas contains up to 0.3 vol. nitrogen oxides, so further purification is carried out using ammonia on a special catalyst.

Это производство, описанное в [3] принято в качестве прототипа заявляемого способа. This production described in [3] is adopted as a prototype of the proposed method.

По прототипу для предотвращения переокисления нитрозных газов необходимо в колонну щелочной абсорбции 1-ой ступени нитрозный газ подавать горячим с температурой 250 300^oC.According to the prototype, in order to prevent the oxidation of nitrous gases, it is necessary to supply nitrous gas to a column of alkaline absorption of the 1st stage hot with a temperature of 250 300 ^o C.

Такой способ производства сопряжен с энергетическими потерями, так как физическое тепло нитрозных газов и тепло окисления оксида азота в диоксид недостаточно глубоко утилизируется для получения пара, и соответственно, перерасходуется охлаждающая вода. Но главное состоит в том, что при таком способе производства трудно регулировать соотношение NO:NO₂ в оптимальном диапазоне с точки зрения минимального образования NaNO₃, особенно на стадии абсорбции оксидов азота под повышенным давлением. Кроме того, так как в башне щелочной абсорбции одновременно конденсируются водяные пары, то дополнительно образуется нитрат натрия вследствие взаимодействия NO₂ с водой с образованием азотной кислоты.This production method is associated with energy losses, since the physical heat of nitrous gases and the heat of oxidation of nitric oxide into dioxide are not utilized sufficiently deeply to produce steam, and accordingly, cooling water is consumed. But the main thing is that with this production method it is difficult to regulate the ratio of NO: NO ₂ in the optimal range from the point of view of minimal formation of NaNO ₃ , especially at the stage of absorption of nitrogen oxides under high pressure. In addition, since water vapor condenses simultaneously in the alkaline absorption tower, sodium nitrate is additionally formed due to the interaction of NO ₂ with water to form nitric acid.

Это показал опыт эксплуатации цеха нитрита натрия по 1 способу с "горячей" абсорбцией оксидов азота из газов после конверсии аммиака под атмосферным давлением и санитарной щелочной абсорбцией под давлением 3,5 ата, описанному в [3] и который принят в качестве прототипа для настоящего изобретения. This was shown by the operating experience of the sodium nitrite workshop according to method 1 with "hot" absorption of nitrogen oxides from gases after the conversion of ammonia at atmospheric pressure and sanitary alkaline absorption at a pressure of 3.5 atm, described in [3] and which was adopted as a prototype for the present invention .

Практика показала, что по прототипу в нитрат натрия в процессе щелочной абсорбции перерабатывается до 10% всех оксидов азота. Practice has shown that according to the prototype, up to 10% of all nitrogen oxides are processed into sodium nitrate during alkaline absorption.

Образование значительных количеств нитрата натрия обусловлено тем, что нитрозный газ переокисляется на стадии основной "горячей" щелочной абсорбции, но особенно на стадии щелочной санитарной абсорбции под давлением 3,5 ата; переокисление газа на этой стадии усугубляется тем, что на всас компрессора для сжатия нитрозных газов подается дополнительный воздух для предотвращения помпажных режимов. The formation of significant amounts of sodium nitrate is due to the fact that nitrous gas is oxidized at the stage of the main "hot" alkaline absorption, but especially at the stage of alkaline sanitary absorption under a pressure of 3.5 atm; gas peroxidation at this stage is exacerbated by the fact that additional air is supplied to the compressor inlet to compress nitrous gases to prevent surge conditions.

Настоящее техническое решение направлено на увеличение доли оксидов азота, перерабатываемых в нитрит натрия, по сравнению с долей, перерабатываемой в нитрат натрия, а также на одновременное снижение энергетических затрат на единицу перерабатываемых оксидов азота. This technical solution is aimed at increasing the proportion of nitrogen oxides processed into sodium nitrite, compared with the share processed into sodium nitrate, as well as at the same time reducing energy costs per unit of processed nitrogen oxides.

Указанная задача осуществляется применением технологии переработки нитрозных газов после окисления аммиака, которая включает:
глубокое охлаждение нитрозных газов (не ниже 150^oC) с утилизацией тепла для получения пара;
охлаждение нитрозного газа до 40^oC с конденсацией водяных паров и получением конденсата азотной кислоты с концентрацией 12 25% HNO₃;
сжатие нитрозного газа в нагнетателе, в частности, до 3,5 4 ата;
окисление нитрозного газа с подъемом температуры от 240 до 340 - 350^oC и с утилизацией этого дополнительного тепла на подогрев выхлопного газа и, в конечном счете, на получение механической энергии в турбодетандере;
раскисление нитрозного газа до мольного соотношения NO:NO₂ 1,2 - 1,5:1 путем абсорбции части NO₂ кислым конденсатом (12 25% HNO₃), полученным при охлаждении нитрозного газа;
промывку нитрозного газа раствором нитрит-нитратных солей, направляемым далее на инверсию, от брызг и паров азотной кислоты;
щелочную абсорбцию оксидов азота под давлением (3,5 4 ата) с получением нитрита натрия.This task is carried out by applying the technology of processing nitrous gases after the oxidation of ammonia, which includes:
deep cooling of nitrous gases (not lower than 150 ^o C) with heat recovery to produce steam;
cooling the nitrous gas to 40 ^o C with condensation of water vapor and obtaining a condensate of nitric acid with a concentration of 12 25% HNO ₃ ;
compression of nitrous gas in the supercharger, in particular, up to 3.5 4 ata;
oxidation of nitrous gas with a rise in temperature from 240 to 340 - 350 ^o C and with the utilization of this additional heat to heat the exhaust gas and, ultimately, to obtain mechanical energy in a turboexpander;
deoxidation of nitrous gas to a molar ratio of NO: NO _{2 of} 1.2-1.5: 1 by absorption of part of NO _{2 with} acid condensate (12 25% HNO ₃ ) obtained by cooling nitrous gas;
washing nitrous gas with a solution of nitrite-nitrate salts, then sent to the inversion, from the spray and vapor of nitric acid;
alkaline absorption of nitrogen oxides under pressure (3.5–4 ata) to produce sodium nitrite.

Благодаря тому, что на входе в щелочной абсорбер окисленность нитрозного газа не превышает 45 47% (соотношение NO:NO₂ 1,5 1,2:1), а в процессе абсорбции из-за низкого содержания кислорода (не более 0,2% на входе в абсорбер) газ не переокисляется, доля оксидов азота, перерабатываемых в нитрат натрия, не превысит 5% Кроме этого, нитрозный газ на входе в щелочной абсорбер сухой, поэтому устраняется образование азотной кислоты в абсорбере при конденсации водяных паров и предотвращается дополнительное получение нитрата натрия.Due to the fact that at the entrance to the alkaline absorber, the oxidation of nitrous gas does not exceed 45 47% (ratio of NO: NO ₂ 1.5 1.2: 1), and during the absorption process due to the low oxygen content (not more than 0.2% at the inlet to the absorber) the gas is not oxidized, the proportion of nitrogen oxides processed into sodium nitrate will not exceed 5%. In addition, the nitrous gas at the inlet to the alkaline absorber is dry, therefore, the formation of nitric acid in the absorber during condensation of water vapor is prevented and the additional production of nitrate is prevented sodium.

В предлагаемом способе с газом в щелочной абсорбер и соответственно в раствор солей вносится суммарно на 400 кг воды (в пересчете на 1 т NaNO₂) меньше, чем по прототипу. При одинаковой концентрации исходного содового раствора (260 г Na₂CO₃ на литр раствора) по настоящему способу концентрация раствора по нитриту натрия увеличивается с 270 275 г/л раствора до 300 310 г/л.In the proposed method, a total of 400 kg of water (in terms of 1 ton of NaNO ₂ ) is added to the alkaline absorber and, accordingly, to the salt solution in total than in the prototype. At the same concentration of the initial soda solution (260 g of Na ₂ CO ₃ per liter of solution) according to the present method, the concentration of the solution by sodium nitrite increases from 270,275 g / l of the solution to 300,310 g / l.

В сочетании с тем, что в получаемом растворе существенно меньше нитрата натрия, достигается экономия пара и электроэнергии на стадиях выделения нитрита натрия, так как, во-первых, выпаривается на 400 кг/т NaNO₂ меньше воды, а во-вторых, на первой стадии выпарки и выделения NaNO₂ за счет более глубокой упарки достигается большее выделение NaNO₂, что позволяет сократить выделение солей на 2-ой стадии упарки и дополнительно экономить пар и электроэнергию.In combination with the fact that in the resulting solution there is substantially less sodium nitrate, steam and energy are saved at the stages of sodium nitrite extraction, since, firstly, 400 kg / t of NaNO _{2 is} evaporated less water, and secondly, on the first the stage of evaporation and extraction of NaNO ₂ due to a deeper evaporation, a greater release of NaNO _{2 is} achieved, which allows to reduce the salt release at the 2nd stage of evaporation and to further save steam and electricity.

Так как доля NaNO₃ уменьшена вдвое, то при одинаковой с прототипом концентрации раствора NaNO₂ и NaNO₃, направляемого на инверсию, вдвое уменьшается его количество, вдвое уменьшается расход соды на нейтрализацию избыточной азотной кислоты в растворе после инверсии, следовательно, и на этой стадии достигается уменьшение образования нитрата натрия.Since the proportion of NaNO _{3 is} halved, then at the same concentration as the prototype, the solution of NaNO ₂ and NaNO ₃ directed to the inversion, its amount is halved, the consumption of soda to neutralize the excess nitric acid in the solution after the inversion is halved, therefore, at this stage a decrease in the formation of sodium nitrate is achieved.

По настоящему способу по сравнению с прототипом исключается выдача из цеха загрязненного конденсата сокового пара, поскольку вся реакционная вода стадии окисления аммиака (400 кг на 1 т NaNO₂) выводится из системы с 45%-ной азотной кислотой, и на инверсию не требуется азотная кислота со стороны, с которой вносится в систему не менее 200 кг воды на 1 т NaNO₂ дополнительно.According to the present method, in comparison with the prototype, the production of contaminated juice condensate from the workshop is excluded because all the reaction water of the ammonia oxidation stage (400 kg per 1 ton of NaNO ₂ ) is removed from the system with 45% nitric acid, and nitric acid is not required for inversion from the side from which at least 200 kg of water is added to the system per 1 t of NaNO ₂ additionally.

Этим исключаются затраты на очистку конденсата сокового пара перед сбросом в водоем. This eliminates the cost of cleaning the condensate of juice steam before discharge into the reservoir.

В процессе производства нагрузка установки может снижаться по разным причинам. В этом случае во избежание помпажа турбокомпрессора на всас подают обычно воздух. Но избыток кислорода в сжатых газах, ускоряя окисление NO в NO₂, может осложнить поддержание окисленности газа в процессе щелочной абсорбции на уровне 50% Поэтому по предлагаемому способу в таких режимах вместо воздуха в систему подаются выхлопные газы, содержащие кислород на уровне 0,2 0,3 об. Циркулирующими выхлопными газами ведут продувку продукционной азотной кислоты от растворенных оксидов азота.During the manufacturing process, the installation load can be reduced for various reasons. In this case, in order to prevent surging of the turbocharger, air is usually supplied to the inlet. But the excess oxygen in compressed gases, accelerating the oxidation of NO to NO ₂ , can complicate the maintenance of gas oxidation during alkaline absorption at a level of 50%. Therefore, according to the proposed method, instead of air, exhaust gases containing oxygen at a level of 0.2 0 are fed into the system in such modes , 3 about. Circulating exhaust gases purge the production nitric acid from dissolved nitrogen oxides.

Вторым дополнительным приемом по настоящему изобретению является промывка нитрозных газов после кислой абсорбции от брызг и паров азотной кислоты щелочным нитрит-нитратным раствором. Это предотвращает образование нитрата натрия в процессе щелочной абсорбции. По изобретению промывка ведется раствором после выкристаллизовывания из него нитрита натрия, т.е. раствором, который направляется на инверсию нитрита натрия в нитрат. Таким образом, такое техническое pешение позволяет свести к минимуму образование в системе нитрата натрия. The second additional method of the present invention is the washing of nitrous gases after acid absorption from sprays and vapors of nitric acid with an alkaline nitrite-nitrate solution. This prevents the formation of sodium nitrate during alkaline absorption. According to the invention, washing is carried out with a solution after crystallization of sodium nitrite from it, i.e. a solution that is sent to invert sodium nitrite to nitrate. Thus, this technical solution allows to minimize the formation of sodium nitrate in the system.

Новизна технических приемов заключается в том, что нитрозный газ окисляется глубоко, тепло окисления утилизируется, водяные пары удаляются из нитрозного газа в процессе охлаждения газа, а затем нитрозный газ раскисляется до оптимального значения (40 45% окисленности NO) путем взаимодействия конденсата азотной кислоты, полученного на стадии охлаждения газа; пары и брызги азотной кислоты отмываются от нитрозного газа растворами нитрит-нитратных солей, а окисление газа выше 50% в щелочном абсорбере предотвращается низким содержанием кислорода в газе, так как он сработан до этого на окисление газа и кислотообразование. The novelty of the technical methods is that nitrous gas is oxidized deeply, oxidation heat is utilized, water vapor is removed from the nitrous gas during gas cooling, and then nitrous gas is deoxidized to the optimum value (40–45% NO oxidation) by the interaction of nitric acid condensate obtained at the stage of gas cooling; Nitric acid vapors and sprays are washed from nitrous gas with solutions of nitrite-nitrate salts, and gas oxidation above 50% in an alkaline absorber is prevented by a low oxygen content in the gas, since it was previously used for gas oxidation and acid formation.

Осуществление заявляемого способа представлено схемой на чертеже, в которой: 1 линия газообразного аммиака; 2 линия воздуха; I смеситель; 3 линия аммиачно-воздушной смеси; II реактор окисления аммиака; 4, 5, 7, 8, 9 линии нитрозных газов; III котел-утилизатор; IV экономайзер; V - холодильник-конденсатор; 6 линия 12-25%-ного конденсата азотной кислоты; VI компрессор нитрозных газов; VIa турбодетандер; VII окислитель; VIII - подогреватель выхлопных газов; IX комбинированная колонна кислой и щелочной абсорбции; 10, 16, 19 линии выхлопных газов; 11 линия 45%-ной азотной кислоты; 12 линия нитрит-нитратного раствора (после выделения основной массы нитрита); 13 линия нитрит-нитратного раствора (на инверсию); 14, 17 линии орошающего нитрит-нитратного раствора; 15, 18 линии нитрит-нитратного раствора (на переработку в кристаллический продукт); X санитарная колонна; XI реактор каталитической очистки выхлопных газов; 20, 21 линии очищенных выхлопных газов; 22, 26 линии циркулирующих выхлопных газов; XII - инверсионная колонна; 23 линия нитрит-нитратного раствора; 24 линия инверсионных газов; 25 линия раствора нитрата натрия; 27 линия продукционной азотной кислоты; 28 линия азотной кислоты на инверсию; 29 - линия питательной воды; 30 линия водяного пара; 31, 32, 33 линии охлаждающей воды; 34 линия воздуха. The implementation of the proposed method is represented by the diagram in the drawing, in which: 1 line of gaseous ammonia; 2 air line; I mixer; 3 line ammonia-air mixture; II ammonia oxidation reactor; 4, 5, 7, 8, 9 lines of nitrous gases; III recovery boiler; IV economizer; V - refrigerator-condenser; 6 line of 12-25% nitric acid condensate; VI compressor of nitrous gases; VIa turboexpander; VII oxidizing agent; VIII - exhaust heater; IX combined column of acid and alkaline absorption; 10, 16, 19 exhaust gas lines; 11 line of 45% nitric acid; 12 line of nitrite-nitrate solution (after separation of the main mass of nitrite); 13 line nitrite-nitrate solution (inversion); 14, 17 lines irrigating nitrite-nitrate solution; 15, 18 lines of nitrite-nitrate solution (for processing into a crystalline product); X sanitary column; XI reactor for catalytic exhaust gas purification; 20, 21 lines of cleaned exhaust gases; 22, 26 circulating exhaust gas lines; XII - inversion column; 23 line nitrite nitrate solution; 24 line inversion gases; 25 line sodium nitrate solution; 27 line production nitric acid; 28 line of nitric acid for inversion; 29 - feed water line; 30 line of water vapor; 31, 32, 33 lines of cooling water; 34 air line.

Газообразный аммиак по линии 1 в количестве 2185 кг поступает в смеситель 1, в котором смешивается с атмосферным воздухом, поступающим по линии 2. Ammonia gas through line 1 in the amount of 2185 kg enters mixer 1, in which it is mixed with atmospheric air entering through line 2.

В линии 3 после смесителя 1 содержание аммиака в аммиачно-воздушной смеси составляет 11,25 об. После реактора окисления аммиака II нитрозные газы охлаждаются в котле-утилизаторе III до температуры 230 250^oC, а затем с целью увеличения выработки пара в экономайзере IV до температуры 150^oC.In line 3 after mixer 1, the ammonia content in the ammonia-air mixture is 11.25 vol. After the oxidation reactor of ammonia II, nitrous gases are cooled in a waste heat boiler III to a temperature of 230 250 ^o C, and then with the aim of increasing the production of steam in economizer IV to a temperature of 150 ^o C.

В холодильнике-конденсаторе V при температуре 30-50^oC протекают процессы окисления NO и абсорбции образовавшегося NO₂ сконденсировавшимися парами воды с получением азотной кислоты концентрацией 12 25% вес.In the refrigerator-condenser V at a temperature of 30-50 ^o C, the processes of oxidation of NO and absorption of the formed NO _{2 by} condensed water vapors occur to produce nitric acid with a concentration of 12 25% by weight.

При использовании холодной охлаждающей воды (15-18^oC) зимой получают 12% -ный кислый конденсат; при более теплой воде летом получают более концентрированный конденсат, но выше 25%-ной концентрации получать конденсат нецелесообразно, если стремятся переработать в азотную кислоту возможно меньшее количество оксидов азота.When using cold cooling water (15-18 ^o C) in the winter receive 12% acid condensate; with warmer water in summer, more concentrated condensate is obtained, but it is not advisable to obtain condensate above 25% concentration if they try to convert as little nitrogen oxides as possible into nitric acid.

В примере принята концентрация азотной кислоты 25% По линии 6 она подается в количестве 3000 кг на орошение кислотной части комбинированной колонны IX. Охлажденный нитрозный газ сжимается в турбокомпрессоре IV до 3,5 - 4 атм, при этом его температура возрастает до 250 280^oC. Перед сжатием в нитрозный газ добавляются продувочный и инверсионные газы.In the example, a concentration of nitric acid of 25% was adopted. On line 6, it is supplied in an amount of 3000 kg for irrigation of the acid part of the combined column IX. Cooled nitrous gas is compressed in the turbocharger IV to 3.5 - 4 atm, while its temperature rises to 250 280 ^o C. Before compression, purge and inversion gases are added to the nitrous gas.

С целью максимального использования тепла химических реакций окисления NO в NO₂ после сжатия нитрозный газ окисляют в окислителе VII, при этом температура нитрозных газов растет до 320 350^oC.In order to maximize the use of heat from chemical reactions of oxidation of NO to NO ₂ after compression, nitrous gas is oxidized in oxidizer VII, while the temperature of nitrous gases rises to 320 350 ^o C.

Тепло нитрозных газов используется в подогревателе выхлопных газов VIII для нагрева до 260 290^oC выхлопных газов, которые далее расширяются в турбодетандере VIa до атмосферного давления. Если выхлопные газы очищают от оксидов азота, то перед расширением устанавливают реактор каталитической очистки XI.The heat of nitrous gases is used in the exhaust gas heater VIII to heat the exhaust gases up to 260,290 ^° C, which are then expanded in the VIa turboexpander to atmospheric pressure. If the exhaust gases are cleaned of nitrogen oxides, a catalytic purification reactor XI is installed before expansion.

Охлажденные до 100 120^oC нитрозные газы перед абсорбционной колонной IX имеют степень окисленности до 65%
В нижней части колонны XI происходит абсорбция NO₂ 25%-ным конденсатом азотной кислоты, поступающим по линии 6 из холодильника-конденсатора V. Процесс абсорбции протекает с выделением NO, что приводит к раскислению нитрозного газа.Cooled to 100 120 ^o C nitrous gases in front of the absorption column IX have a degree of oxidation of up to 65%
In the lower part of column XI, NO ₂ is absorbed by a 25% nitric acid condensate, coming in line 6 from refrigerator condenser V. The absorption process proceeds with the release of NO, which leads to the oxidation of nitrous gas.

Степень абсорбции NO₂ регулируют таким образом, чтобы окисленность нитрозных газов на выходе из зоны кислой абсорбции составила 40 45%
В настоящем примере принята окисленность газа на выходе 45% при этом получают 45%-ную азотную кислоту.The degree of absorption of NO _{2 is} regulated so that the oxidation of nitrous gases at the outlet of the acid absorption zone is 40 45%
In the present example, the oxidation of the gas at the output of 45% is adopted, while 45% nitric acid is obtained.

Предлагаемый способ не ставит ограничений по верхнему пределу концентрации продукционной кислоты. Если хотят получать более крепкую кислоту, увеличивают степень отмывки NO₂, а окисленность газа на выходе из зоны кислой абсорбции снижают до 30 40%
В примере получают 6000 кг 45%-ной кислоты, что соответствует переработке на кислоту 1/3 всех оксидов азота. Если поднять концентрацию азотной кислоты, например, до 50% то на кислоту будет переработано до 40% всех оксидов азота.The proposed method does not impose restrictions on the upper limit of the concentration of production acid. If you want to get a stronger acid, increase the degree of washing NO ₂ , and the oxidation of the gas at the outlet of the acid absorption zone is reduced to 30 40%
In the example, 6000 kg of 45% acid are obtained, which corresponds to the conversion to acid of 1/3 of all nitrogen oxides. If you increase the concentration of nitric acid, for example, up to 50%, then up to 40% of all nitrogen oxides will be converted to acid.

По примеру содержание кислорода в нитрозных газах на выходе из зоны кислой абсорбции составляет 0,2 об. According to the example, the oxygen content in nitrous gases at the outlet of the acid absorption zone is 0.2 vol.

При необходимости добавляют воздух на всас нитрозного нагнетателя через инверсионную колонну или напрямую. If necessary, add air to the inlet of the nitrous supercharger through an inversion column or directly.

Перед щелочной абсорбцией нитрозные газы отмывают от брызг и паров азотной кислоты раствором нитрит-нитратных солей, направляющихся затем на инверсию. В среднюю часть комбинированной колонны IX подают при этом 3500 кг раствора, содержащего 200 г/л нитрита натрия и 100 г/л нитрата натрия. Before alkaline absorption, nitrous gases are washed from the spray and nitric acid vapors with a solution of nitrite-nitrate salts, then sent to the inversion. At the same time, 3,500 kg of a solution containing 200 g / l sodium nitrite and 100 g / l sodium nitrate are fed into the middle part of the combined column IX.

Щелочная абсорбция NO и NO₂ осуществляется в верхней секции комбинированной колонны IX. Окисленность нитрозных газов перед щелочной абсорбцией составляет 45 47% (отношение NO:NO₂ 1,5 1,2:1), далее газ окисляется до оптимального соотношения NO: NO₂ 1:1 в зоне щелочной абсорбции; переокисление исключено ввиду низкого содержания кислорода.Alkaline absorption of NO and NO _{2 is} carried out in the upper section of the combined column IX. The oxidation of nitrous gases before alkaline absorption is 45 47% (ratio of NO: NO ₂ 1.5 1.2: 1), then the gas is oxidized to the optimal ratio of NO: NO ₂ 1: 1 in the zone of alkaline absorption; peroxidation is excluded due to the low oxygen content.

Общее содержание оксидов азота в нитрозных газах 3700 кг. The total content of nitrogen oxides in nitrous gases is 3700 kg.

Благодаря тому, что окисленность газа в процессе щелочной абсорбции близка к 50% 96% оксидов азота перерабатываются в нитрит натрия, остальное - в нитрат. Due to the fact that gas oxidation during alkaline absorption is close to 50%, 96% of nitrogen oxides are processed into sodium nitrite, the rest into nitrate.

Отводимый по линии 15 раствор, содержащий 5000 кг нитрита натрия и 260 кг нитрата натрия, направляется далее на переработку в кристаллический продукт: выпарку, центрифугирование и т.п. (на рисунке эта часть технологической схемы не показана). The solution withdrawn along line 15, containing 5000 kg of sodium nitrite and 260 kg of sodium nitrate, is then sent for processing into a crystalline product: evaporation, centrifugation, etc. (This part of the technological scheme is not shown in the figure).

Выхлопные газы, содержащие после щелочной абсорбции в линии 10 до 1 об. NOx, направляются в санитарную колонну Х, где происходит глубокая щелочная абсорбция до содержания NOx в линии 16 не более 0,1 0,2 об. Exhaust gases containing after alkaline absorption in line 10 to 1 vol. NOx, sent to the sanitary column X, where there is a deep alkaline absorption until the NOx content in line 16 is not more than 0.1 0.2 vol.

В санитарной колонне получают дополнительно 600 кг NaNO₂ и 25 кг NaNO₃, раствор которых по линии 18 направляется на переработку в кристаллический продукт.An additional 600 kg of NaNO ₂ and 25 kg of NaNO ₃ are obtained in the sanitary column, the solution of which is sent to line 18 for processing into a crystalline product.

Выхлопные газы после предварительного подогрева в подогревателе VIII и каталитической очистки в реакторе XI расширяются в турбодетандере VIa, а затем выбрасываются в атмосферу. Exhaust gases after preheating in preheater VIII and catalytic purification in reactor XI are expanded in turbo-expander VIa and then released into the atmosphere.

Часть выхлопных газов (1700 кг) по линии 22 направляется сначала на отдувку оксидов азота из продукционной азотной кислоты в продувочную колонну XIII, а затем в качестве циркулирующего газа возвращается в линию 5 нитрозного газа перед турбокомпрессором. Part of the exhaust gases (1700 kg) via line 22 is first sent to blow off nitrogen oxides from production nitric acid to purge column XIII, and then returns to the nitrous gas line 5 in front of the turbocharger as circulating gas.

По линии 23 в колонну XII поступает на инверсию раствор, содержащий 270 кг NaNO₃ и 540 кг NaNO₂. Расход азотной кислоты на инверсию составляет 435 кг (в пересчете на 100% HNO₃). С учетом реакции взаимодействия соды со свободной кислотой в инверсионной колонне образуется 810 кг NaNO₃.On line 23, a solution containing 270 kg of NaNO ₃ and 540 kg of NaNO ₂ enters inversion column XII. The consumption of nitric acid for inversion is 435 kg (in terms of 100% HNO ₃ ). Taking into account the reaction of interaction of soda with free acid, 810 kg of NaNO _{3 are} formed in the inversion column.

Суммарно по примеру в установке производится 5060 кг нитрита натрия и 1095 кг нитрата натрия. In total, according to the example in the installation, 5060 kg of sodium nitrite and 1095 kg of sodium nitrate are produced.

Соотношение выработки нитрита и нитрата натрия определяется, в основном, количеством нитрата натрия, образующегося на стадии щелочной абсорбции. Определенное влияние на это соотношение имеет и стадия последующей переработки нитрит-нитратного раствора (кристаллизация NaNO₂, выделение и промывка кристаллов NaNO₂, инверсия), которые не являются предметом настоящего изобретения, поэтому указанное соотношение выработки NaNO₂ и NaNO₃ не учитывает возможного влияния этих факторов.The ratio of the production of nitrite and sodium nitrate is determined mainly by the amount of sodium nitrate formed at the stage of alkaline absorption. The stage of the subsequent processing of the nitrite-nitrate solution (crystallization of NaNO ₂ , isolation and washing of NaNO ₂ crystals, inversion), which are not the subject of the present invention, has a certain effect on this ratio, therefore, the indicated ratio of the production of NaNO ₂ and NaNO ₃ does not take into account the possible influence of these factors.

Одновременно потребителям выдается 2265 кг азотной кислоты (в пересчете на 100% HNO₃).At the same time, 2265 kg of nitric acid are given to consumers (in terms of 100% HNO ₃ ).

В результате использования предлагаемого способа достигается экономия аммиака и энергоресурсов: пара, охлаждающей воды, электроэнергии; уменьшается потребление дефицитной соды на тот же объем выработки нитрита натрия. As a result of using the proposed method, savings of ammonia and energy resources are achieved: steam, cooling water, electricity; reduced soda consumption for the same amount of sodium nitrite production.

Claims

1. A method for the production of sodium nitrite from concentrated gases, comprising compressing nitrous gases in a turbocharger and absorbing nitrogen oxides with alkaline solutions under pressure, isolating crystalline sodium nitrite from the obtained nitrite nitrate solution, and venting exhaust gases, characterized in that the nitrous gases are cooled down to compression with condensation of water vapor and the formation of 12 25% nitric acid, and after compression, the gases are subjected to oxidation followed by acid absorption of nitrogen dioxide, formed before compression of nitric acid slots, to obtain a molar ratio NO NO ₂ gas in the range 1.2 1.5 1 before it is fed to the absorption of alkaline solutions.

2. The method according to claim 1, characterized in that when regulating the performance of the turbocharger on the inlet, an exhaust gas is added to the nitrous gas and this gas is blown out of the dissolved nitrogen oxides from the formed nitric acid, which is withdrawn from the process in the form of production.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that after acid absorption, sprays and vapors of nitric acid from nitrous gases are washed with a nitrite-nitrate solution before absorption, obtained after crystalline sodium nitrate is isolated from it.