[實用新型]氨氧化制備一氧化氮的裝置

有效

• 申請號: 201020558019.5
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN201834764U
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 李勇;李真澤;石鋒;汪永福;李艷明;俞旭波;程俠;周瑩;胡亞敏;劉庚欣
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團上海工程有限公司
• 主分類號: C01B21/28
• 分類號: C01B21/28
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本實用新型涉及一種氨氧化制備一氧化氮的裝置。

背景技術

目前，化工、環保領域的某些試驗系統以及醫藥等行業，在進行試驗時，需要使用一氧化氮氣體?，F在使用的一氧化氮氣體，其來源主要有：1)實驗室里采用金屬銅和稀硝酸反應的方法制備得到，但此種方法成本高，且產氣量很小。2)使用高純氣體鋼瓶氣體作為氣源，但目前3500元/千克的價格令人難以承受。3)傳統氨氧化反應制硝酸的中間產物。文獻“無機化工工藝學(二)，硫酸與硝酸：241-259，化學工業出版社”公開了傳統氨氧化制硝酸時發生的反應如下：

4NH₃+5O₂＝4NO+6H₂O??????????(1)

4NH₃+3O₂＝2N₂+6H₂O??????????(2)

2NO+O₂＝2NO₂????????????????(3)

3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO??????????(4)

其中，(1)為基本反應，(2)為副反應，過量氧氣按(3)反應。傳統氨氧化工藝技術主要用于制硝酸，以氨和空氣為原料，先制得二氧化氮，二氧化氮再和水反應制得硝酸。所以，一氧化氮是工業制硝酸的中間產物。

文獻CN101284656A公開了一種采用氨和空氣催化氧化生產一氧化氮的裝置，它包括擴散式混合器，該擴散式混合器分別與液氨處理單元、空氣處理單元和氨氧化爐相連接。所述的液氨處理單元由依次相連接的液氨罐、水浴蒸發器和氣體質量計量控制器A組成。所述的空氣處理單元由依次相連接的空壓機、布袋除塵器、氣體質量計量控制器B和電加熱器構成。氣體質量計量控制器A和電加熱器分別與擴散式混合器相連接。此類傳統氨氧化制硝酸工藝技術的缺點在于一氧化氮生成量低，一氧化氮與氮氣分離困難，導致產品濃度低，小于1摩爾％。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是現有氨氧化技術中存在的一氧化氮生成量低，產品濃度低的問題，提供一種新的氨氧化制備一氧化氮的裝置。該裝置具有一氧化氮生成量高，產品濃度高的特點。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：一種氨氧化制備一氧化氮的裝置，包括依次串聯連接的配氣區1、氨氧化爐2、急冷器3和分離器4；配氣區1包括氨配氣區1-1、水蒸汽、氧氣、氮氣配氣區1-2和混合器10，氨配氣區1-1、水蒸汽、氧氣、氮氣配氣區1-2分別與混合器10入口相連，混合器10出口與氨氧化爐2相連；其中，氨配氣區1-1包括依次串聯連接的液氨罐5、氨蒸發器6、脫硫器7、氨加熱器8和氨過濾器9；水蒸汽、氧氣、氮氣配氣區1-2包括依次串聯連接的加熱器11和過濾器12，加熱器11設置有水蒸汽、氧氣和氮氣入口。

上述技術方案中，脫硫器7和氨加熱器8之間優選方案為設置有氨流量計。加熱器11前優選方案為設置有水蒸汽流量計、氧氣流量計和氮氣流量計。

本實用新型裝置分為配氣區、反應區和分離區。配氣區分為氨配氣區1-1和水蒸汽、氧氣、氮氣配氣區1-2。反應區即為氨氧化爐。分離區包括急冷器3和分離器4。

在氨配氣區1-1，液氨罐5中的液氨通過氨蒸發器6加熱，氣化為氨氣；氨氣通過脫硫器7脫硫后，經氨流量計13計量后進入氨加熱器8，以調整進入氨氧化爐的入口溫度100～400℃；加熱后的氨氣進入氨過濾器9清除固體顆粒，使其中的顆粒直徑小于0.5微米。在水蒸汽、氧氣、氮氣配氣區1-2，水蒸汽、氧氣、氮氣分別經水蒸汽流量計14、氧氣流量計15、氮氣流量計16計量后，進入加熱器11，以調整進入氨氧化爐的入口溫度100～400℃；加熱后的水蒸汽、氧氣、氮氣進入過濾器12清除固體顆粒，使其中的顆粒直徑小于0.5微米。從氨配氣區1-1出來的氨氣和從水蒸汽、氧氣、氮氣配氣區1-2出來的水蒸汽、氧氣、氮氣，進入混合器10混合，控制其中的不均勻度小于5％。

在反應區，經混合器10混合后的氣體，進入氨氧化爐2，經鉑-銠-鈀合金網，在物料摩爾比氨∶氧氣∶氮氣∶水蒸汽＝1∶(1.3～1.8)∶(0.5～6.0)∶(2.0～7.0)，反應溫度750～930℃，反應壓力0.075～0.1MPa，穿過鉑網混合氣體流速為1.8～2.5米/秒條件下，將氨氧化為NO和H₂O。