[發明專利]聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法

有效

• 申請號: 201210003794.8
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102515123A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 陳林;周皓
• 申請（專利權）人: 安徽淮化股份有限公司
• 主分類號: C01B21/24
• 分類號: C01B21/24;C01B21/34
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍;王菲

技術領域

本發明涉及一種化工生產方法和設備。

背景技術

三氧化二氮是一種酸性氧化物，有毒，可溶于苯、乙醚、氯仿(三氯甲烷)、四氯化碳(四氯甲烷)、酸堿不穩定，常壓下即可分解為一氧化氮和二氧化氮。

三氧化二氮是亞硝酸的酸酐，亞硝酸由于不穩定，一般制成亞硝酸鈉儲存，使用時加強酸即可生成，亞硝酸廣泛應用于化學反應，如亞硝化，重氮化反應，由于在亞硝酸鈉制成亞硝酸過程中需要加入水，強酸，且反應后有鈉離子出來，所以其應用有一定的局限性。使用三氧化二氮代替亞硝酸進行亞硝化和重氮化，可以在無水狀態下進行，且反應后無鈉離子產生，還可以顯著減少廢水排放的總量，實現清潔生產，擁有較好的應用前景。但其生產還有缺陷。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法，可同時生產得到上述兩種產物，且產物可直接作為成品出售或使用，設備成本低，效率高。

一種聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法，包括以下步驟：

①將質量分數92～96％的粗品四氧化二氮與質量分數10％～18％的稀硝酸混合反應，反應在0.1MPa.G低壓下進行；

②反應完畢后的物料經分離，將生成的NO氣體引出，液相為稀硝酸，再繼續加入質量分數92～96％的粗品四氧化二氮混合反應；

③重復步驟②；

④反應完畢后的物料經分離，將生成的NO氣體引出，與步驟②和③引出的NO氣體匯合；

⑤步驟④匯合后的NO氣體一部分通入預填好NaOH溶液的吸收塔，吸收其中少量的NO₂，得到純NO氣體，從吸收塔頂部引出、壓縮后裝瓶；

⑥步驟④匯合后的NO氣體另一部分降至常溫，分離除去硝酸；得到原料NO氣體，壓縮至0.32MPa.G，再冷卻至-25℃～-30℃；

⑦步驟⑥的原料NO氣體與質量分數不低于99.7％的純品液體N₂O₄在反應器中反應，其中原料NO氣體過量；反應壓力為0.15～0.3MPa.G(表壓)，反應溫度為-15℃～-22℃；

⑧步驟⑦反應完畢得到液體N₂O₃，其中含有過量的NO，減壓閃蒸析出溶解的NO，得到液體N₂O₃產品。

本發明的聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法，其中所述步驟①、②、③的反應在管式反應器中進行。

本發明的聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法，其中所述步驟⑦中的反應器為陶瓷規整填料塔。

本發明的聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法，其中所述步驟④引出NO氣體后的液相冷卻后得到濃度為40～60％的稀硝酸，回收稀釋后供步驟①、②、③使用。也可用于生產硝銨或濃硝酸的原料。

本發明的聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法，其中所述步驟⑤的吸收塔中NaOH溶液循環使用，并采出生成的NaNO₂。

本發明的聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法，其中所述步驟⑥中的冷卻步驟先采用冷凍鹽水冷卻，再采用氨冷。

本發明還提供一種專用于上述聯合生產純一氧化氮氣體和液體三氧化二氮的方法的設備，包括管式反應器a，其后依次連接中間分離器a、水冷器a、管式反應器b、中間分離器b、水冷器b、管式反應器c、末端分離器和水冷器c；中間分離器a、中間分離器b和末端分離器的頂部出口連通后有二個分支，一個分支后連接NO₂吸收塔和NO充裝壓縮機，NO₂吸收塔底部連接吸收塔循環泵；另一個分支后依次連接水冷器d、除酸器、壓縮機、冷凍鹽水冷卻器、氨冷器、反應器。所述反應器為陶瓷規整填料塔。

本發明中涉及的化學反應有：

1.5N₂O₄+H₂O＝2HNO₃+NO-Q，

這是一個放熱反應，反應速度較快，所以優選采用管式反應器，并采用外移熱的方法，即管式反應器外再設置一個帶有冷卻液進出口的套管，將反應熱量即時帶走；反應在低壓下進行(0.1MPa.G)；

N₂O₄+2NO＝2N₂O₃-Q，

這是一個放熱反應，反應物配比采用NO過量的方案。