[發明專利]3N純度一氧化氮氣體的純化方法

無效

• 申請號: 200810229603.3
• 申請日: 2008-12-11
• 公開（公告）號: CN101428773A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 孫書校;鄭建瓴;劉駿;馬驍;孫成軍
• 申請（專利權）人: 大連光明特種氣體有限公司
• 主分類號: C01B21/24
• 分類號: C01B21/24
• 代理公司: 大連非凡專利事務所
• 代理人: 閃紅霞

技術領域：

本發明涉及一種氣體純化方法，尤其是一種操作工藝簡單、成本低廉，純度高的3N(99.9％)純度一氧化氮氣體的純化方法。

背景技術：

目前，一氧化氮已在醫學、電子、化工等各個領域發揮了獨特的作用，如在PVC生產中可以作為緊急終止劑，在生產停電或出現緊急事故時迅速終止反應釜內PVC單體聚合，以防止釜內溫度過高發生爆炸，避免危險事故的發生，較以往PVC生產所采用的液態型終止助劑具有明顯優勢，它不需要N₂作載氣，結合PVC單體能力強、速度快、保質期長。但是，一般情況下一氧化氮氣體中均含有二氧化氮氣體，而二氧化氮氣體又可與PVC單體結合形成爆炸鰲合物，存在著安全隱患，因此必須嚴格控制充入反應釜內的一氧化氮氣體流中二氧化氮的含量不得超過50ppm，而且一氧化氮的純度應不小于3N。

現有生產一氧化氮的方法有多種，美國專利US3663167指出利用氨氣在空氣中氧化制備，但此種方法所需的條件較高、難易實現；美國US5670127指出利用硝酸與二氧化硫反應產生一氧化氮氣體，此方法的缺點在于雜質(二氧化硫)的含量過多，清除比較麻煩；還有一種就是采用亞硝酸鈉與稀硫酸反應生產一氧化氮，其生產過程是將亞硝酸鈉與稀硫酸在反應池中反應，生成硫酸鈉和硝酸鈉溶液以及NO、H₂O，同時還會產生如NO₂、N₂O、N₂、SO₂、水蒸氣等雜質，有時還會存在少量的CO₂(空氣進入影響)等；剩余的反應液和生成的硫酸鈉和硝酸鈉溶液以及少量的CO₂、小部分SO₂、NO₂通過堿液吸收和水洗從反應器的底部分離除去，大部分NO₂、N₂O、水蒸汽等隨NO一起以氣態形式從反應器頂端流出；水蒸汽在氣體流通過有無水氯化鈣存在的干燥器中被吸收而除去，操作簡便。

由于一氧化氮易于與氧氣結合發生氧化反應生成二氧化氮，同時一氧化氮在堿液存在或高溫時自身會緩慢發生歧化反應生成二氧化氮和氧化亞氮，因此現今國內外有多項技術研究意在從一氧化氮氣體流中清除二氧化氮、氧化亞氮，中國專利號為98108604.7指出由聚氨基葡糖配體與Pt、Pd、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn等過渡金屬或它們的鹽類生成的絡合物作為NO氣體吸附劑，再通過加熱稀釋來得到濃度≥95％的一氧化氮，可是一氧化氮純度太低不能用于高端需求。美國專利US3489515指出利用稀硝酸水溶液清洗一氧化氮氣體流，水和二氧化氮反應生成硝酸和亞硝酸，再通過水清洗以清除雜質，但這種方法并不能充分減少二氧化氮的濃度，而通過低溫蒸餾除去二氧化氮的方法也存在諸多弊端，不僅蒸餾設備成本高，而且還會消耗一氧化氮。

另有一些使用吸附劑從一氧化氮氣體流中清除二氧化氮雜質的報導，如專利US5417950指出使用無氧化鋁的ZSM5—Y型沸石，US5514204指出使用無金屬陽離子的硅膠和其它A、X、Y型沸石，US2568396和US41495858指出使用活性焦炭或活性木炭，但以上這些吸附劑共有的缺點就是易于促進一氧化氮氣體發生歧化反應，導致二氧化氮和氧化亞氮雜質含量增加，還是不能滿足3N純度一氧化氮氣體的要求。

發明內容：

本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種操作工藝簡單、成本低，純度高的3N(99.9％)純度一氧化氮氣體的純化方法。

本發明的技術解決方案是：一種3N純度一氧化氮氣體的純化方法，包括用稀硫酸分解亞硝酸鈉、堿液吸收、氣液分離、干燥分離得到氣體，其特征在于：經干燥的氣體在溫度為-20℃～30℃、壓力為0.5MPa～1.5MPa的條件下正向通過聚乙二醇-甲基丙烯酸酯共聚物吸附區；收集經吸附的氣體。

所述的壓力最好是0.6MPa～0.8MPa，進行多重吸附。

所述聚乙二醇-甲基丙烯酸酯共聚物在吸附區以平均400～500m²/g表面積粗孔網狀形式存在。

所述的收集經吸附的氣體是冷凍收集。

可將吸附區壓力降至0.1MPa～0.4MPa，用部分所收集的氣體進行吹洗。