автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Влияние окислительно-массообменных элементов на кинетику переработки оксидов азота в азотную кислоту

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Косіиркін Олег Володимирович

ВПЛИВ ОКИСЛЮВАЛЬНО -?/іАСООБМІ ННИХ ЕЛЕМЕНТІВ НА ' КІНЕТИКУ ПЕРЕРОБКИ ОКСИДІВ АЗОТУ В АЗОТНУ КИСЛОТУ

05.17.01 - технологія неорганічних речовин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

РГБ ОД

і 1 ІЇІАҐ №6

На правах рукопису

кандидата технічних наук

Харків - 1995

Дисертацією р, рукопис

Робота виконана на кафедрі хімічної технології неорганічних речовин, каталізу та екології Харківського державного політехнічно університету і кафедрі охорони праиі та навколишнього середовища Харбінської державної академії залізничного транспорту

Науковий керівник: доктор технічних наук, процесор

на засіданні спеніалізованої вченої ради Д 02.09.10 в Харківському державному політехнічному університеті / 310002, м.Харків, МОП, вул.Фрунзе, 21 /

З дтаертаиівю можна ознайомитися в бібліотепі університету.

Папка Олексій Васильович

Оі'ігтйні опоненти: доктор технічтіх наук , професор

Є^імов Вячеслав Тихонович

кандидат технічних наук Салвява Антоніна Денисівна

Провідна організація: Державний науково-дослідний та

проектний інститут хімічної технології, Міністерство промисловості України,’ м.Севвродонепьк

Захист дисертапії відбудеться

Автореферат розісланий " 2б " ________І99бр,

Вчений секретар спеніалізованої вченої ради

з

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРАЦІ

Актуальність проблеми. Сучасне виробництво азотної кислоти ?мае важливе місце в хімічній промисловості. Подальший розвиток зобництва неконцентрованої азотної кислоти можливий на основі генсифікації усіх стадій переробки оксидів азоту в азотну кисло, розробки технологічних рішень для діючих агрегатів без засто-іання енергетичних витрат для глибокої абсорбції ^0^.

Виробництво азотної кислоти зв'язано зі значним вихлопом ок-іів азоту в атмосферу. Щоб запобігти цьому, сучасні агрегати юбництва азотної кислоти обладнані каталітичною очисткою від :идів азоту, яка потребуе використання дорогих каталізаторів і іродного газу. Оптимізація співвідношень окислювальних та аб-ібційних процесів у абсорбційній колоні шляхом внесення додатко-: контактних елементів в міжтарілочний простір дає змогу більш іно абсорбувати оксиди азоту, що зменшуе вихлоп нітрозних газів, іволяе збільшити кількість продукційної азотної кислоти, а також іншити потребу у природному газі на каталітичну очистку.

Разом з тим, питання про вплив окислювально-масообмінних еле-;тіз на кінетику переробки оксидів азоту в азотну кислоту визче-недостатньо, що й зумовило необхідність досліджень впливу окис-іально-масообмінних елементів на кислотоутворення в абсорбційних ратах, що працюють під тиском.

Заодивим такок е визначення оптимальних зон розміщення окис-ально-масообмінних елементів в абсорбційній колені та їх пито-поверхня, що дозволить підвищити ступінь використання оксидів ту.

Робота виконувалась відповідно до координаційного плану, за-рдженого спільною постановою ДКНТ СРСР №535 від 31.12.86, на-у Мінзузу України М32 від 16.05.30 і завдання Рівенського ВО от" /договір №001-91/, де і впроваджена в цеху неконцентрованої тної кислоти в 1992 році.

Мета' роботи. Розробка нового інтенсивного способу переробки ндів азоту в азотну кислоту з розглядом таких питань:

- вивчення впливу додаткових контактних елементів на швид-ть абсорбції Л'Оо азотною кислотою в лабораторних умовах;

- розробка методики оцінки впливу окислювально-масообмінних ментів при абсорбції нітрозних газів в процесі одержування не-центрованої азотної кислоти на основні показники абсорбції;

- перевірка запропонованого технологічного рішення у промислових умовах;

- розробка математичної моделі процеса абсорбції з використанням окислювально-масообмінних елементів у широкому діапазоні технологічних параметрів і уточнення методики розрахунку абсорбційного процесу.

Наукова новизна. Вперле вивчено вплив окислювально-масообмінних елементів на кінетику переробки оксидів азоту в азотну кислоту під тиском. Одержано залежності абсолютних значень приросту кислотоутворення від розвиненої поверхні при різних значеннях концентрації азотної кислоти, тиску та швидкості газу.

Вивчений процес одержання азотної кислоти в абсорбційній колоні в умовах внесення додаткових окислювально-масообмінних елементів дозволяє у тому я самому реакційному об’ємі колони збільшити загальну ступінь абсорбції оксидів азоту без значних додаткових енергетичних затрат.

Запропонована методика розрахунку абсорбційної колони дозволяє проаналізувати вплив окислювально-масообмінних елементів на процес кислотоутворення залежно від питомої площі окислювально-масообмінних елементів, внесених в міжтарілочний об’єм колош.

Практична цінність та реалізація результатів роботи. Наслідком теоретичних обгрунтувань та проведених досліджень е математична модель, яка дозволяє врахувати вплив окислювально-масообмінних елементів на інтенсивність процесу кислотоутворення азотної кислоти під тиском.

Результати досліджень використані на Рівенському БО "Азот" під час реконструкції абсорбційної колош агрегату УКЛ у цеху виробництва неконцентрованої азотної кислоти.

Ефект від впровадження окислювально-масообмінних елементів є як екологічним /кількість оксидів азоту у вихлопних газах абсорб ційної колони зменшується з 0,1155 об. до 0,05% об./, так і економічним. Очікуваний економічний ефект складає 20,50232 млрд.карбованців /за цінами травня 1995 року/.

На захист виноситься:

1. Інтенсивний метод переробки оксидів азоту в азотну кислоту з використанням окислювально-масообмінних елементів, що забезпечують додаткове кислотоутворення в мечах контактного елементу абсорб ційної колони.

2. Методика обчислення інтенсифікації окислювальних і десорб-

:Йних процесіе на тарілці через відносне прирощення кислотоутво-;ння.

3. Кінетичні закономірності роботи окислювально-масообмінних іементів і методика їх використання при розрахунках абсорбційного зоцесу у виробництві азотної кислоти.

4. Метод оцінки технологічної ефективності додаткових окислю-зльно-масообмінних елементів.

Характеристика методології методу дослідження предмета і_

Ї’екта. Об’єктом дослідження s технологічний засіб використання шслюЕально-масообмінних елементів для прискорення процесу кисло-зутворення. При вивченні та дослідженні процесів, що лежать в ос-зві технології, яка розробляється, використовувався системний сдхід. Виконано комплекс розрахунково-теоретичних, аналітичних і кспериментальних досліджень з використанням ЕОМ. Лабораторні до-іідження проводилися на збільшеній лабораторній установці, розмі-і абсорбційної колони якої' дозволяють епєвнєно змоделювати проце-

і, що відбуваються у виробництві. Використовувались сучасні мето-t дослідження, моделювання, обробки результатів, контрольно-вимі-звальні прилади та методи контролю, що пройшли державну перевірку.

Апробація роботи. Основні результати дисертаційної роботи довідались і обговорювались на науково-технічних конференціях Хар-гзського політехнічного інституту в 1990-1994 роках: на ХУ Всесо-зній конференції хімічної технології неорганічних речовин, Казань, 391; на УІІ Всесоюзному семінарі "Вдосконалення агрегатів вироб-іцтва азотної кислоти", Харків, 1991; на УІІІ Республіканській знференції "Підвищення ефективності, вдосконалення процесів і іаратів хімічних виробництв", Дніпропетровськ, 1991; на 53, 55,

7 науково-технічних конференціях кафедр інституту та спеціаліс-гв залізничного транспорту, Харків, 1991, 1993, 1995; на міжна-здній науково-технічній конференції "Екологія хімічних виробництв", ївзродонецьк, 1994; на міжнародній науково-технічній конференції Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здо-зз*я", Харків, 1995.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 9 робіт.

Обсяг дисертації. Дисертація викладена на 101 сторінках мзши-зписного тексту, містить 94 найменувань праць вітчизняних та акордонних авторів. Додаток викладено на ЗІ сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ПРАЩ

Аналітичний огляд. Зроблено аналіз літературних даних з кінетики абсорбційних процесів у виробництві неконцентрованої азотної кислоти, розглянуті питання окислення¿/0, абсорбції оксидів азоту водними розчинами азотної кислоти, впливу тиску, температури, швидкості нітрозного газу і наявності кисню в абсорбційній колоні на кислотоутворення. Також розглянуто вплив каталізаторів на окислення МО до Дуже обмежені відомості /які носять якісний характер/ про вплив розвиненої поверхні на швидкість кислотоутворення, зокрема на стадію окислення /0 до /0£. Обмежені дані по впливу конструкційного оформлення процесу абсорбції на швидкість кислотоутворення та по зниженню енерговитрат. Відсутні теоретичні виклади про вплив розвиненої поверхні на проходження процесів окислення та абсорбції нітрозного газу в абсорбційній колоні. Все викладене вище й зумовило постановку завдання в даній праці - дослідити вплив окислювально-масообмінних елементів на кінетику переробки оксидів азоту в азотну кислоту у широкому діапазоні фізико-хімічних та гідродинамічних параметрів, вивчити зплкз окислювально-масообмінних елементів на окислення та абсорбцію оксидів азоту, одержати математичну модель впливу їх у їлиро-кощ діапазоні названих вище параметрів.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ

Дослідження проводили на збільшеній лабораторній установці, головним апаратом якої була абсорбційна колона, виготовлена з нержавіючої сталі з внутрішнім діаметром 0,1 м та висотою 2,9 м з трьома сітчастими тарілками. Відстань між тарілками від 0,6 до 1,2 м, що відповідає відстані між тарілками у промислових агрегатах. Рівень рідини на тарілках контролювався крізь оглядові віконця. Для утворення режиму незрошуваної насадки використовувалась зовнішня переливна трубка, якою кислота перетікала з тарілки, що розташована вище, на тарілку, розташовану під насадкою.

Для приготування нітрозного газу використовувалися рідкі оксиди азоту, які . випаровувалися у випарнику.

Аналіз газової та рідкої фаз проводили за стандартними методиками. Дослідження були проведені в таких інтервалах змін техно-

логічних параметрів:

Т - температура на тарілці 293-308 К;

0.ЩГ концентрація нітрозного газу 0,4-4,0 % об.; а - окисленість нітрозного газу 35-85 %\

Сум - концентрація азотної кислоти С-45 %;

Р -Зтиск 0,35-1,2 Ша;

ty' - лінійна швидкість газу 0,2-0,4 м/с;

$ - питома поверхня масообмінних елементів від 100 до 300 м2/м3.

На зрошення подаєали розчин кислоти, який містив рівноважну кількість оксидів азоту. Показники процесу переробки оксидів азоту розраховували за формулами та в розмірностях, що прийняті серед азотників.

Для інтенсифікації процесу кислотоутворення нами був запропонований спосіб, який полягає в тому, що у мгктарілочний простір абсорбційної колони зміїдуаться окислювально-масообмікні елементи, їх роль, на наш погляд, полягає в тому, що вони інтенсифікують процес окислення монооксиду азоту в діоксид, а також прискорюють процес розкладення азотистої кислоти, яка утворюється при одержанні азотної кислоти.

Для визначення параметрів, які найбільше впливають на кислотоутворення при використанні насадки, нами було проеєдєно ряд досліді з. Спочатку експерименти проводились без насадки для одержання базових даних установки. Потім експерименти проводились з використанням насадки типу кілець Рашига, поверхня масообмінних елементів змінювалась від 0,325 до 0,975 м^.

За основний показник приймали ступінь абсорбції оксидів азоту. Так як масообмін між оксидами азоту і розчинами азотної кислоти приводить до зменшення концентрації оксидів азоту по висоті абсорбційної колони і, разом з тим, до зменшення ступеня окислення нітрозких газів, то у базовому варіанті експериментів спостерігалось зменшення ступеня абсорбції від 14 % при нітрозності газів 4,5 % об. до 5 % при нітрозності газів 0,4 % об.

Знесення насадки дозволило підняти ступінь абсорбції у 2-4 рази в залежності від початкової концентрації нітрозного газу.

Для зручності оцінки впливу насадки на процес кислотоутворення нами використовувалась величина приросту кислотоутворення ¿1/ , моль/хвил , що найбільш об’єктивно відбиває кінетику кислотоутворення з урахуванням процесів окислення та абсорбції.

з

Розглянемо залежність приросту кислотоутворення від концентрації азотної кислоти при різних площах насадки. Результати досліджень, зображені на рис.І, показують на те, що зростання поверхні оклслювально-масообмінних елементів призводить до лінійного зростання приросту кислотоутворення. Про це можна судити по зростанню ступеня абсорбції нітрозних газів. Зростання концентрації абсорбуючої кислоти приводить до росту абсолютного значення додаткового кислотоутворення і змінення кута нахилу прямої на рис.І. Це пояснюється тим, що більш високі" концентрації кислоти відповідає газ більш високої концентрації оксидів азоту.

к

х

©

р*

о

д

о

О

е; го ОХ

« А

^ О К 2

з:

&

о

р.

£

О,

Рис.І. Залежність прирощення кислотоутворення від площі насадки при різких концентраціях азотної кислоти

Т = 295-308 К; Р = 0,7 МПа; И/ = 0,3 м/с І - Сй - 5 масЛ; 2

СЦ- 15 мас.%; 3 - Сш- 25 мас.?0

У верхній частині абсорбційної колони, де низька концентрація оксидів азоту, швидкість окислення оксидів азоту /II/ сповільнюється згідно з законом дії мас

СІК

<£ъ

/І/

із якого видно, що швидкість реакції окислення пропорційна квад-

рату тиску оксиду азоту /II/ і парціальному тиску кисню.

Лінійна швидкість газу визначає гідродинамічні умови в колоні. З одного боку, при зростанні швидкості зростав продуктивність системи, покращується гдродинамічна обстановка на тарілці до певного значення і тому швидкість газу повинна бути найбільш високою, з іншого боку, при зростанні лінійної швидкості газу зменшується його час проходження крізь абсорбційну колону і наслідком є зменшення часу, необхідного для окислення монооксиду азоту і часу контакту фаз при абсорбції, що приводить до зменшення ЮЭД тарілки, до зниження ступеня абсорбції і до зростання кількості оксидів азоту у хвостових газах колони. Необхідно вибирати тиск і лінійну □видкість газу в системі у їх взаємозв’язку, враховуючи при цьому необхідність досягнення максимальної швидкості кислотоутворення.

Для вивчення впливу лінійної швидкості'та тиску на процес кислотоутворення при внесенні у колону насадки були проведені дослідження при різних значеннях тиску і лінійних швидкостей газу. Тиск змінювався від 0,35 до 1,2 МПа, лінійна швидкість змінювалась від 0,2 до 0,4 м/с, склад нітрозного газу, що подавався на абсорбцію, відповідав концентрації азотної кислоти на тарілці. Ефективність технологічного прийому, що досліджувався, оцінювали по величині питомого прирощення кислотоутворення л/7/ £ , моль/м^ хзнл.

Залежності питомого прирощення кислотоутворення від тиску та лінійної швидкості зображені на рис.2,3.

Спостерігається лінійна залежність питомого прирощення кислотоутворення від тиску та лінійної швидкості газу - це пояснюється тим, що на поверхні, куди внаслідок винесення попадає розчин азотної кислоти, утворюються сприятливі умови для розкладу азотистої кислоти з регенерацією монооксиду азоту, а також для окислення монооксиду азоту як киснем, так і парами азотної кислоти

* 2 н/03 пар - зЛ2 газ + н2%р • А/

В умовах абсорбції оксидів азоту протікає ряд паралельних і послідовних реакцій, роздільне дослідження яких практично неможливе. Крім того, ще маємо систему, ускладнену також і дифузійними процесами. Процес окислення монооксиду азоту при одержанні азотної кислоти протікає як у газовій, так і в рідинній фазі. При цьокгу величина поверхні розподілу фаз впливає на швидкість сумарного

ас

ж

<и

9"

О

О,

Я

е; г

х *=? <и х; Ру со О X

& ІЬ

О Е-*

О Ч О

<0

>:

о

ь

я

0.08 Г

0,06

0.04

0.02

0.00

І

2

0.1 0.2 0.3 0.4

Лінійна швидкість газу, м/с

Рис.2. Залежність величини питомого прирощення

кислотоутзорення від лінійної швидкості газу

Ст= Ю мас.55; Т = 295-303 К І - Р =3І,2 МПа; 2 - Р = 0,7 МПа; 3 - Р = 0,35 МПа

ьз

ж

£ X

0) X *=;

а- ф

о Рч

о* о И

ру <П

Е-»С\^

« >а .55

О \

о Е-»

О

О і=г о

в о 2

Ї52

си к

0.09

0.05

0.04

0.02

0.00-

0

ТГ£~

0.4 0.3

Тиск газу, Ша Рис.З. Залежність величини питомого прирощення

кислотоутворення від загального тиску газу

Снл®з_ шс*%; Т = 295-308 К І -у/= 0,2 м/с; 2 - IV = 0,3 м/с; 3 - и/ = 0,4 м/с

процесу окислення монооксиду азоту в газовій і рідинній фазах. Наявність зеликої поверхні контакту фаз сприяє швидкій регенерації оксиду азоту /II/ і виділенню його в газову фазу. У погранич-ній зоні утворюється збільшена концентрація оксиду азоту /II/ і тому процес окислення протікав більш інтенсизно.

Виявлено позитивний вплив збільшення тиску газу в колоні на величину питомого приросту кислотоутворення. Зменшення останнього із ростом лінійної швидкості газового потоку, як і характер впливу тиску, вказує на переважний вплив на загальний процес кис-лотоутворення гомогенного окислення оксиду азоту /II/ киснем.

Вплив температури на процес кислотоутворення неоднозначний. Підвищення температури негативно впливає на процес абсорбції і на швидкість гомогенного окислення монооксиду азоту, але, разом з цим, інтенсифікується процес розкладу азотистої кислоти. Проведені нами досліди у діапазоні температур 293 - 308 Н, тиску

0,32 - 1,2 МПа і концентрації азотної кислоти 0 - 45 % показали, що питоме збільшення кислотоутворення суттєво не залежить від температури.

В результаті математичної обробки експериментальних даних було одержано рівняння залетності питомого прирощення нислото-утЕорення від таких факторів, як лінійна швидкість і тиск ніт-розного газу в колоні, а також концентрації азотної кислоти на тарілці. Такі параметри, як концентрація нітрозного газу та його окисленість, в промислових умовах завжди взаємозв’язані умовами рівноБаг-и з концентрацією азотної кислоти на будь-якій тарілці. Умовно можна прийняти, що ступінь абсорбції нітрозного газу на тарілці по висоті колони відповідає визначеній концентрації кислоти. Вплив температури на відносне збільшення кислотоутворення в нашому експерименті був несуттєвим, що дозволило відмовитись бід його врахування в математичній моделі.

В кінцевому вигляді залежність питомого збільшення кислотоутворення мочена виразити рівнянням

= (0,38 + 0,0875-Р) [(0,023 - 0,00485 м)+

+ (0,043 - 0,0302, /З/

де Р - загальний тиск у колоні, МПа; и/ - лінійна швидкість газу, м/с;

С - концентрація азотної кислоти на тарілці, мас.$.

-

Результати розрахунків показали, що значення питомого збільшення кислотоутворення, розраховані за формулою /3/, та одержані експериментальні дані збігаються з точністю 5-Ю % відн.

Доцільним е визначення ефективності кислотоутворення по висоті абсорбційної колони. Мірою цієї ефективності може бути фактор додаткового кислотоутворення на тарілці д// / . Проведені дослідження дозволили виявити вплив концентрації азотної кислоти на показник фактору додаткового кислотоутворення. Досліди проводились при тиску 0,7 МПа, лінійній швидкості газу 0,3 м/с, температурі 295-303 К. В дослідах спостерігалось збільшення фактору додаткового кислотоутворення при зменшенні концентрації кислоти. В результаті математичної обробки експериментальних даних було одержано рівняння, яке дозволяє оцінити ефективність використання додаткових окислювально-масообмінних елементів:

¡£ 2,35 - 1,399^ Сцл/о3 ^

Виведене рівняння з відносним огріхом не вище 10 % описує експериментальні дані і показує, що використання додаткових окислювально-масообмінних елементів більа ефективне в середній і верхній частинах абсорбційної колони.

Алгоритм і програма розрахунків абсорбційної колони використовувались в практичних розрахунках при реконструкції абсорбційної колони агрегату УКЛ-7 на Рівенському В0 "Азот".

Дослідження впливу о ккелю вально-ма со о бміннкх елементів на процес кислотоутворення у промисловому агрегаті УКЛ-7. На Рівен-ському В0 "Азот" у цеху неконцентрованої азотної кислоти на абсорбційній колоні агрегату УКЛ-7 були проведені дослідження впливу окислювально-масообмінних елементів на кислотоутворення, в яких критерієм оцінки ефективності роботи агрегату вважали концентрацію оксидів азоту на виході з абсорбційної колони або ступінь абсорбції. За базові показники було прийнято кількість оксидів азоту на виході з колони в розмірі 0,11-0,12 % об. при навантаженні по аміаку 4300 м^/годину і по повітрю 47000 м^/годкну.

Наш було запропоновано розмістити окислювально-масообмінні елементи у трьох зонах абсорбційної колони агрегату УЮІ-7. На першому етапі реконструкції було завантажено насадку у зоні над

14 та 22 тарілками колони. На другому етапі насадка була завантажена в зону над 7 тарілкою. На 7 та 14 тарілки була навантажена

насадка кільця Паля, на 22 тарілку - насадка марки ГІАП-3. Висота шару завантаження 0,3-0,4 м, умови проведення експерименту: тиск в абсорбційній колоні 0,7 МПа, середня температура 40 °С, концентрація продукційної кислоти 59 мас.;?, концентрація вхідного нітрозного газу 5,0 % об., навантаження по аміаку 4300 м^/год. Результати дослідів показані на рис.4.

>1

со

са

г-.

л

Сч

о

•м

X

со

о

а

• м

к

, Номер тарілки

Рис.4. Залегкність нітрозності газу від висоти абсорбційної колони

Використання насадки на 7, 14 та 22 тарілках дозволило знизити вміст оксидів азоту у газі, що залишає абсорбційну колону, з 0,11 до 0,05 % об. Слід зазначити, що даний спосіб інтенсифікації процесу кислотоутворення ке потребує додаткові« енергетичних витрат та нагляду і дозволяє повніше використовувати оксиди азоту.

Техніко-економічна оцінка запропонованих технологічних рішень. В цьому розділі проведено економічний аналіз запропонованого технічного рішення - збільшення ступеня переробки оксидів азоту за рахунок внесення окислювально-масообмінних елементів в зони 7, 14 та 22 тарілок абсорбційної колони агрегату УКЛ-7. В якості базового варіанту для цих розрахунків прийнята схема УКЛ-7 Рівенського ЗО "Азот'' до реконструкції.

Техніко-економічні розрахунки показали, що при впровадженні

даного технічного рішення на одній абсорбційній колоні агрегату УКЛ-7 передбачуваний річний економічний ефект складе 20,60232 млрд. крб. у цінах травня 1995 р. .

ВИСНОВКИ

1. На підставі детального аналізу стану питань переробки оксидів азоту в азотну кислоту та характеру впливу основних технологічних параметрів на кінетику кислотоутворення вибрані умови власних досліджень. Поставлена задача досліджень впливу окислю-вально-масообмінних елементів на кінетику абсорбції оксидів азоту розчинами азотної кислоти.

2. На модельній установці діаметром 0,1 м проведені експериментальні дослідження процесу абсорбції оксидів азоту розчинами азотної кислоти під тиском 0,35-1,2 МПа в присутності окислю-вально-масообмінних елементів. Отримані абсолютні значення прирощення кислотоутворення в присутності окислювально-масообмінних елементів. Встановлена залетаість прирощення кислотоутворення від основних фізико-хімічних та гідродинамічних параметрів.

2. Показано, що абсолютне значення величини додаткового кислотоутворення /прирощення кислотоутворення/ пропорційне поверхні окислювально-масообмінних елементів, що використовується, і збільшується з ростом концентрації азотної кислоти.

4. Виявлено позитивний вплив зростання тиску газу з колоні

на величину питомого збільшення кислотоутворення. Зменшення останньої величини з ростом лінійної швидкості газового потоку, як і характер впливу тиску, свідчить про переважний вплив на загальний процес кислотоутворення гомогенного окислення оксиду азоту /II/ киснем. '

5. В зв’язку з протилежним впливом температури на кінетику гомогенного окислення оксиду азоту /II/ киснем і швидкість десорбції оксиду азоту /II/ суттєвої залежності відносного збільшення кислотоутворення від температури не виявлено.

6. На підставі експериментальних даних одержано рівняння для розрахунків питомого збільшення кислотоутворення д£/3 -(0,38 + 0,0875’Р) [(0,023 - 0,00485 и^ + (0,043 - 0,0302*^^0^, що дозволяє кількісно врахувати величину додаткового кислотоутворення в присутності окислювально-масообмінних елементів.

7. Для оцінки ефективності використання додаткових окислга-зально-масообмінних елементів на підставі експериментальних даних виведено рівняння для розрахунків фактору додаткового кисло-тоутворення 4 =/"2,35 - 1,399 фСя^/фС#^ ♦ Показано, що використання додаткових окислювально-масообмінних елементів найбільш ефективне у середній та верхній частинах абсорбційної колони.

8. Запропоновані зміни в методику розрахунку абсорбційного процесу враховують додаткове кислотоутворення, отримане завдяки використанню додаткових окислювально-масообмінних елементів.

9. Проведені промислові випробування дослідженого процесу підтвердили достовірність лабораторних дослідів. Впровадження роботи дозволяв отримати економічний ефект в розмірі 20,50232 млрд. крб. в цінах травня 1995 р.

10. Проведений орієнтовний техніко-економічний розрахунок засвідчує ефективність використання запропонованого технологічного прийому - внесення в міжтарілочний простір абсорбційної колони додаткових окислювально-масообмінних елементів з високороз-винензю поверхнею контакту фаз.

Основні матеріали дисертації опубліковані в таких роботах:

1. Шапка A.B., Костыркин О.В., Ворожбиян М.И. Снижение содержания оксидов азота в выхлопных газах абсорбционных колонн в производстве неконцентрированной азотной кислоты. - Деп. статья РГАСНТИ, ІУ5І5 - 95.- 1995. - С.1-7.

2. Ворожбиян М.И., Костыркин О.В., Копейкина А.И. Интенсификация жидкофазных процессоз как способ поешєния степени переработки окислоъ азота // ХУ Всесоюзная конференция по химической технологии неорганических веществ.- Казань.- 1991.— С.274-275,

3. Зорожбиян М.И., Лобойко А.Я., Шапка A.B., Костыркин О.В. и др. Пути повышения степени абсорбции окислов азота в агрегатах производства неконцентрированной азотной кислоты // Харьков.-1991.- С.39-41.

4. Шапка А.З., Ворожбиян М.И., Костыркин О.В. Интенсификация массообменных процессов в получении азотной кислоты // УІІІ Республиканская конференция "Повышение эффективности, совершенствование процессов и аппаратов химических производств'.' - Днепропетровск.- 1991.- С.125-126.

5. Шапка A.B., Зорожбиян М.И., Костыркин 0.3. Лабораторная установка для исследования влияния соотношения окислительных и абсорбционных процессов на основные показатели переработки окси-

дов азота в азотнокислом производстве // 53 Научно-техническая конференция кафедр института и специалистов железнодорожного транспорта, Харьков, ХИИТ,- 1991.- С.91-92.

о. Шапка О.В., Костиркін О.В., Ворожбіян М.І. Вплив розвинутої поверхні на інтенсивність переробки оксидів азоту //55 Науково-технічна конференція кафедр інституту та спеціалістів залізничного транспорту.- Харків, ХІІТ.- 1993,- С.53-59.

7. Ворожбиян М.И., Шапка А.З., Костыркин О.В. Снижение содержания оксидов азота з выхлопных газах азотнокислых систем // Международная научно-техническая конференция "Экология химических производств". Северодонацк.- 1994.- С.133-139.

3. Шапка А.В., Костыркин О.В., Ворожбиян М.И. Оптимизация окислительных и абсорбционных процессов в производстве неконцентрированной азотной кислоты // Информационный листок о научнотехническом достижении № 123-95,- ХарькоЕ.- ХАРИНТЭИ.- 1994.-С.І-3.

9. Ворожбиян М.И., Шапка А.В,, Костыркин О.В. Влияние фактора развитой поверхности на процесс переработки оксидов азота в азотную кислоту // Международная научно-техническая конференция "Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье".— Харьков,- 1995,- С.31.

Koatyrkin O.V. The influence of massexchange elements on kinetic remake from nitrogen oxides Into nitrogen acid.

The thesis for a Candidate of technical Science degree.specialisation 05.17.01 - technology of neorganic substances, Kharkov State Polytechnical University, Kharkov, 1995.

The defended thesis contains theoretical and experimental researching in the field of technology of remake from nltroge-noxldes Into nonconcentrated nitrogen acid with application of oxidative and absorptive elements. Oxidative and absorptiveele-ments are supplementary contact elements. The author has formulated a kinetic equation of supplementary acid forming.Kinetic equation describes results of experiments. The aithor has offered the method registration of supplementary acid forming under calculation of absorptive process. The author has demonstrated high effectiveness of elaboration. Also industrially modificated methods of technological processlnculcated by plant In Rovno.

г

Костыркнн C.B. Влияние окислительно-массообменных элементов на кинетлку переработки оксипос азета в азотную кислоту.

Дисеертзтшя нг. соискание ученой степени кандидата технических- наук по .специальности 05.1".01 - технология неорганических бєцєств, Харьковский государственный политехнический университет, УарькоЕ, ISS5.

Защищается лиссертзшонная работа, которая содержит теоретические и экспераментеяьнке игглецования по технологии переработки '•"СИ’Х.Я 5 30Та Б некикгснтрирсГ?ЛНуп гзотнуо КИСЛОТ;' с использовани ем окислительно-массообменных элементов в качестве пополнительного кент-хтнеге элемента. Вывenоно уравнений кинетики до полнительно го кислотсобразования, отранаюцее результаты экспериментов с достаточной для практических целей точностью. Предложена методика учета дополнительного кислотообразования при расчете абсорбционного процесса. Показана достаточная технологическая .-эффективность разработки. Осуществлено внедрение разработанного метопа на Ровенском ПО "Азот".

К.ііоЧ'-'ЗІ слова:

КіабіШіГі, окислення, абсорбція, кьелогоутверения, окисливально-месиоблікш.й елемент, оксиди £.зоту, aS'jina кислоіа.

Авюр висловлює подяку доцентові кафедри хімічно; технології неорганічних речовин, каталізу та екології Ворожбіяну Михайлові Івановичу за постійну vBaiw та допомогу в проведенні итеї роботи. '