[发明专利]用于生产硝酸的装置、相关方法和改造方法

说明书

一种用于合成硝酸的双压装置，包括：反应器(4)，其提供含有氮氧化物的气态流出物(15)；吸收塔(6)，在其中氮氧化物与水反应，从而提供粗硝酸，所述吸收塔在大于反应器压力的压力下操作；压缩机(5)，其将反应器流出物(15)的压力升高至吸收压力；所述装置还包括第一漂白机(37)和第二漂白机(7)，所述第一漂白机(37)用空气(39)从吸收塔(6)的输出流(27)汽提氮氧化物，从而提供部分汽提的硝酸流(40)和负载氮氧化物的空气流(41)，部分汽提的硝酸流(40)被进料到第二漂白机(7)并且负载氮氧化物的空气流(41)被再循环到所述压缩机(5)的递送侧。

技术领域

本发明涉及硝酸的工业生产领域。具体地，本发明涉及一种用于生产硝酸的双压装置、相关方法和改造方法。

背景技术

由氨和空气开始的硝酸生产基本上涉及：经由适合催化剂，用空气氧化氨，从而获得主要含有NO_x的气体产物的第一步骤；使所述气体产物与水接触以吸收以上提及的氧化物，从而获得硝酸和主要含有氮、氧和残余一氧化二氮的尾气的第二步骤。氧化步骤也称为燃烧。

用于合成硝酸的方法可以分成单压(单一压力)和双压(分压)。

在单压方法中，氨氧化和吸收发生在相同工作压力下。它们通常包括中压(2-6巴)方法和高压(7-11巴)方法。

在双压方法中，吸收压力高于氧化压力。现代双压方法的特征在于在2-6巴下操作的低压(LP)燃烧和在9-16巴下操作的高压(HP)吸收。

双压方法需要将空气进料到燃烧步骤的空气压缩机和对吸收步骤进料的亚硝气压缩机。

空气压缩机和亚硝气压缩机的驱动功率通常来自尾气透平机和汽轮机或电动机。

因此，装置的压缩机组通常包括空气压缩机、亚硝气压缩机、尾气透平机和汽轮机。

更详细地说，双压方法工作如下。

将氨与空气混合并且在反应器中经由催化剂氧化所得混合物，从而获得LP亚硝气混合物。术语“混合物”表示含有NO_x和N₂O的气体流。在反应器的出口处，回收所述混合物的热含量以加热尾气并产生蒸汽。

在冷凝步骤之后，形成弱酸并将其泵送到吸收塔。在与酸分离之后，将LP亚硝气送至亚硝气压缩机，其中将该压缩机的压力升高至吸收压力，从而获得送至吸收塔的HP亚硝气。在所述塔内，HP亚硝气与水反应，产生还含有残余亚硝气的粗硝酸流。然后在低压(LP)漂白机(bleacher)中用空气汽提出所述亚硝气；所述漂白机通常在约与氨氧化反应器相同的压力下操作。汽提的亚硝气被再循环到亚硝气压缩机的吸入侧。然后将来自漂白机的硝酸送至装置电池界区，通常送至储存装置。

用于氧化氨的空气通常表示为一次空气；用作漂白机中的汽提介质的空气通常表示为二次空气。

根据已知技术，所述硝酸装置的改造通常是基于增加通向反应器的一次空气的量，这导致所产生的硝酸的量成比例增加。

增加反应器中一次空气的量需要安装新的空气压缩机或改造现有空气压缩机。增加一次空气也使得更高量的气体被处理到后续亚硝气压缩机中，因此需要进一步改造亚硝气压缩机或安装新的亚硝气压缩机以及修改或更换尾气透平机和/或汽轮机。另外，亚硝气压缩机将容易达到其工艺限度，从而变成装置的瓶颈。

然而，所述改造具有显著缺点。首先，它需要高昂的成本来修改或更换现有机器，即空气压缩机、亚硝气压缩机和相应透平机。另外，所述机器的改造也存在技术需求，导致装置长期停工。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的上述缺点。

该目的使用根据权利要求1所述的用于合成硝酸的双压装置来实现。

所述双压装置包括：