Денитрация отработанных кислот

Денитрация — это переработка отработанной кислоты для извлечения из нее окислов азота и азотной кислоты, превращаемых в абсорбционной системе в слабую азотную кислоту. Концентрирование полученной денитрованной серной кислоты дает возможность получить серную кислоту, пригодную для повторного использования при нитровании. Таким образом, применение установки денитрации в комплексе с концентрационной установкой позволяет создать замкнутый цикл использования серной кислоты как среды для нитрования и вернуть на нитрование в виде слабой азотной кислоты окислы азота и азотную кислоту, содержащиеся в отработанной кислоте.

Для успешного и безопасного проведения процесса денитрации отработанная кислота должна отвечать определенным требованиям, в частности, по содержанию нитропродуктов и концентрации серной кислоты. Присутствие нитропродуктов в отработанной кислоте нежелательно, так как они отгоняются в денитранионной колонне и, попадая в аппараты абсорбционной системы, загрязняют получаемую азотную кислоту продуктами осмоления; кроме того вместе с азотной кислотой они могут образовать взрывоопасную смесь.

Удаляемые при денитрации окислы азота связаны в нитрозилсерную кислоту HNSO5. Нитрозилсерная кислота — соединение само по себе непрочное, ее" кристаллы быстро разлагаются при нагревании,, но растворы нитрозилсерной кислоты в 75%-ной (и выше) серной кислоте очень прочны. При снижении концентрации серной кислоты до 70% разложение нитрозилсерной кислоты происходит достаточно быстро. Увеличению скорости разложения также способствует повышение температуры и наличие азотной кислоты.

Процесс денитрации отработанной кислоты чаще всего проводят в денитрационной колонне, снабженной конденсаторами для охлаждения отходящих паров и газов и абсорбционной установкой для поглощения их с последующим превращением в азотную кислоту. Отработанная кислота поступает в верхнюю часть колонны и через распределитель струями, орошая насадку, стекает вниз навстречу насыщенному или перегретому пару (с температурой 250°С), подаваемому в нижнюю часть колонны. В колонне отработанная кислота нагревается и находящаяся в ней азотная кислота целиком разлагается по уравнению:

HNO3 + HNSO5 > H2S04 + 2N02.

Оставшаяся нитрозилсерная кислота разлагается по мере продвижения через колонну под действием пара:

2HNSO5 + Н20> 2H2S04 + NO + N02.

HNSO5 + Н20> H2S04 + HN02.

Образующаяся азотистая кислота также разлагается:

• 2HN02 > NO + N02 + Н20
• 3HN02 > 2NO + HN03 + H20

Полученные в результате азотная кислота и окислы азота, а также растворенный в отработанной кислоте нитропродукт отгоняются острым паром из колонны в холодильник, где нитропродукт, азотная кислота и водяной пар конденсируются, остальные газы направляются в абсорбционную установку. Денитрованная отработанная кислота, содержащая 67—70% H2S04, сливается из нижней части колонны через гидравлический затвор в охлаждаемый сборник. Продукты, выделяющиеся при денитрации — слабые азотная и серная кислоты — поступают на концентрирование.