2
x
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ NO И NO В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА

3
x
2
3
x
2
1. Способ получения азотной кислоты каталитическим окислением NH кислородом и последующим взаимодействием образованного NO с абсорбентом в абсорбционной колонне, включающей слой катализатора для разложения NO, который расположен в технологическом газе по направлению потока после каталитического окисления NH и перед абсорбционной колонной, и слой катализатора для восстановления NO и дополнительного снижения содержания NO, который расположен в остаточном газе по направлению потока после абсорбционной колонны,
2
2
x
2
2
x
- при этом в расположенном в технологическом газе слое катализатора для разложения NO происходит такое максимальное разложение NO, что перед поступлением остаточного газа в слой катализатора для восстановления NO содержание NO составляет >100 ч./млн по объему, а молярное соотношение NO/NO получается >0,25, и
x
2
- при этом расположенный в остаточном газе слой катализатора для восстановления NO и дополнительного снижения содержания NO включает по меньшей мере один содержащий железо цеолитный катализатор, и
3
x
- при этом к остаточному газу перед поступлением в слой катализатора добавляют такое количество NH, чтобы у выхода из слоя катализатора концентрация NO составляла <40 частей на млн. по объему, и
2
- при этом эксплуатационные параметры - давление, температуру и объемную скорость выбирают таким образом, чтобы концентрация NO получалась <200 частей на млн. по объему.
2
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что целенаправленного регулирования степени разложения NO в расположенном в технологическом газе слое катализатора достигают с помощью изменения толщины слоя/высоты слоя катализатора и/или выбором материала катализатора и/или выбором геометрии материала катализатора.
2
3. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что расположенный в технологическом газе слой катализатора содержит пригодный для разложения NO катализатор, предпочтительно катализатор, который в качестве активных компонентов содержит оксиды переходных металлов и/или содержащие переходные металлы смешанные оксиды, предпочтительно смешанные оксиды со структурой перовскита, с подобной перовскиту структурой или со структурой шпинели, и/или благородные металлы.
4. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что материал катализатора расположенного в технологическом газе слоя катализатора содержит содержащие кобальт оксиды или смешанные оксиды в качестве активных компонентов, и в частности материал катализатора включает пористый носитель из поликристаллического или стекловидного неорганического материала, нанесенный на него функциональный слой оксида церия и нанесенный на него слой из содержащего окисленный кобальт материала.
5. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что материал катализатора расположенного в технологическом газе слоя катализатора выполнен в виде формованных изделий, которые имеют геометрию цилиндра, полого цилиндра, цилиндра с множеством отверстий, перфорированной и неперфорированной трехлепестковой
или многолепестковой или ячеистой структуры, причем материал катализатора расположенного в технологическом газе слоя катализатора предпочтительно выполнен в виде формованных изделий, у которых эквивалентный диаметр имеет нижнюю границу >1,5 мм, предпочтительно >3 мм, и в частности >5 мм и верхнюю границу <20 мм, предпочтительно <15 мм, и в частности <10 мм.
6. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что падение давления, вызванное материалом катализатора, расположенного в технологическом газе слоя катализатора, составляет <30 мбар, предпочтительно <25 мбар, особенно предпочтительно <20 мбар, более предпочтительно <15 мбар, и в частности <10 мбар, причем в частности высота слоя засыпки материала катализатора расположенного в технологическом газе слоя катализатора составляет 3-30 см, предпочтительно 5-20 см, и особенно предпочтительно 10-20 см.
2
2
7. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что разложение NO в слое катализатора в технологическом газе составляет 40-90%, предпочтительно 45-80%, особенно предпочтительно 50-70%, по отношению к исходному количеству NO.
-1
-1
-1
8. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что объемная скорость, с которой остаточный газ проходит через материал катализатора расположенного в остаточном газе слоя катализатора, составляет от 200 до 200000 ч, предпочтительно от 5000 до 10000 ч и особенно предпочтительно от 5000 до 50000 ч, тем, что давление в остаточном газе перед входом в материал катализатора, расположенного в остаточном газе слоя катализатора, составляет от 1 до 50 бар, предпочтительно по
меньшей мере 2 бар, в частности по меньшей мере 3 бар, особенно предпочтительно от 4 до 25 бар, и температура остаточного газа перед входом в материал катализатора расположенного в остаточном газе слоя катализатора составляет от 300°С до 600°С, и предпочтительно от 330°С до 520°С.
2
2
2
9. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что эксплуатационные параметры - давление, температуру и объемную скорость расположенного в остаточном газе слоя катализатора регулируют и/или добавляют углеводород в качестве восстановителя для NO в данный слой катализатора таким образом, чтобы снижение содержания NO в данном слое катализатора составляло по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 70%, особенно предпочтительно по меньшей мере   80% и наиболее предпочтительно от 90 до 100%, по отношению к содержанию NO на входе в данный слой катализатора.
3
x
3
x
10. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что к остаточному газу перед входом в материал катализатора расположенного в остаточном газе слоя катализатора добавляют NH в количестве от 0,9 до 1,3 моль на моль восстанавливаемого NO, и в частности от 1,0 до 1,2 моль NH на моль восстанавливаемого NO.
2
2
11. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что к остаточному газу перед входом в материал катализатора расположенного в остаточном газе слоя катализатора добавляют углеводород, причем добавляют 0,2-1 моль углеводорода/1 моль восстанавливаемого NO, предпочтительно 0,2-0,7 моль углеводорода/1 моль восстанавливаемого NO, и в частности 0,2-0,7
2
x
3
x
3
x
3
x
моль углеводорода/1 моль восстанавливаемого NO, и при этом по отношению к концентрации NO на входе добавляют 1-2 моль NH/моль NO, предпочтительно 1,2-1,8 моль NH/моль NO, и в частности 1,2-1,7 моль NH/моль NO.
x
2
3
12. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что расположенный в остаточном газе слой катализатора для восстановления NO и дополнительного снижения содержания NO разделен на несколько реакционных зон или пространственно отделенных реакционных ступеней, и что предпочтительно происходит ступенчатая подача NH в отдельные реакционные зоны или в пространственно разделенные реакционные ступени расположенного в остаточном газе слоя катализатора.
13. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что содержащий железо цеолитный катализатор расположенного в остаточном газе слоя катализатора по отношению к массе цеолита содержит до 25% железа, предпочтительно от 0,1 до 10% железа.
14. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что содержащий железо цеолитный катализатор расположенного в остаточном газе слоя катализатора содержит >50 мас.% и предпочтительно >70 мас.% содержащего железо цеолита или нескольких содержащих железо цеолитов.
15. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что содержащий железо цеолитный катализатор расположенного в остаточном газе слоя катализатора представляет собой цеолит типа MFI, BEA, FER, MOR, FAU и/или MEL и особенно предпочтительно содержащий железо цеолит типа MFI и/или ВЕА и/или FER.
16. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что
содержащий железо цеолитный катализатор расположенного в остаточном газе слоя катализатора, включает цеолит, у которого алюминий в решетке полностью или частично изоморфно замещен одним или несколькими элементами, причем данные элементы выбирают из группы, включающей В, Be, Ga, Fe, Cr, V, As, Sb и Bi, или включает цеолит, у которого кремний в решетке полностью или частично замещен одним или несколькими элементами, выбранными из группы Ge, Ti, Zr и Hf, и/или что содержащий железо цеолитный катализатор расположенного в остаточном газе слоя катализатора, включает цеолит, который предварительно гидротермически обработан водяным паром, причем предварительно гидротермически обработанный водяным паром цеолит предпочтительно имеет соотношение алюминия вне решетки к алюминию в решетке по меньшей мере 1:2, предпочтительно от 1:2 до 20:1.
17. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что газ проходит через расположенный в остаточном газе слой катализатора аксиально, горизонтально или радиально.
2
x
2
2
x
18. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что между расположенным в технологическом газе слое катализатора для разложения NO и расположенным в остаточном газе слое катализатора для восстановления NO и дополнительного снижения содержания NO расположены одна или несколько дополнительных ступеней для разложения NO и/или NO.
3
2
19. Устройство для получения азотной кислоты, в котором происходит каталитическое удаление образовавшегося при каталитическом окислении NH NO из технологического газа, а
2
x
также дополнительное снижение содержания NO и снижение содержания NO в остаточном газе после абсорбционной колонны, отличающееся тем, что включает по меньшей мере следующие элементы:
3
x
A) реактор для каталитического окисления NH кислородом для получения содержащего NO технологического газа,
x
x
2
B) абсорбционную колонну для преобразования образовавшегося NO в технологическом газе с абсорбентом, предпочтительно водой, при этом остается содержащий NO и NO остаточный газ,
2
3
C) по меньшей мере один первый слой катализатора для разложения NO, через который проходит технологический газ и который расположен по направлению потока после каталитического окисления NH и перед абсорбционной колонной,
x
2
D) по меньшей мере один второй слой катализатора для восстановления NO и дополнительного снижения содержания NO, через который проходит остаточный газ и который расположен по направлению потока после абсорбционной колонны, и
E) по меньшей мере одно устройство для подачи газообразного восстановителя в остаточный газ, которое расположено по направлению потока после абсорбционной колонны и перед вторым слоем катализатора, причем
2
F) первый слой катализатора содержит пригодный для разложения NO катализатор, предпочтительно катализатор, который в качестве активных компонентов содержит оксиды переходных металлов и/или содержащие переходные металлы смешанные оксиды, предпочтительно смешанные оксиды со структурой перовскита, с подобной перовскиту структурой или со структурой шпинели, и/или
благородные металлы, и причем
G) второй слой катализатора содержит катализатор, который содержит по меньшей мере один содержащий железо цеолит.
20. Устройство для получения азотной кислоты по п. 19, отличающееся тем, что материал катализатора первого слоя катализатора содержит содержащие кобальт оксиды или смешанные оксиды в качестве активных компонентов, и в частности материал катализатора включает пористый носитель из поликристаллического или стекловидного неорганического материала, нанесенный на него функциональный слой оксида церия и нанесенный на него слой из содержащего окисленный кобальт материала.
21. Устройство для получения азотной кислоты по одному из пп. 19-20, отличающееся тем, что высота слоя засыпки материала катализатора первого слоя катализатора составляет 3-30 см, предпочтительно 5-20 см, и особенно предпочтительно 10-20 см.
22. Устройство для получения азотной кислоты по одному из пп. 19-20, отличающееся тем, что содержащий железо цеолитный катализатор во втором слое катализатора представляет собой цеолит типа MFI, BEA, FER, MOR, FAU и/или MEL и особенно предпочтительно содержащий железо цеолит типа MFI и/или ВЕА и/или FER.