[實用新型]一種氧化亞氮的制備裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022287116.1
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN213556965U
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 代俊紅;王麗莉;董愛娜;王桂芝;張莉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京萬機匯機電工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J19/26;C01B21/22
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本實用新型提供了一種氧化亞氮的制備裝置，所述制備裝置包括反應(yīng)分離器、加熱反應(yīng)器和冷凝收集單元，所述反應(yīng)分離器的下部出口與加熱反應(yīng)器的下部入口相連，所述加熱反應(yīng)器的上部出口與反應(yīng)分離器的中部入口相連，反應(yīng)分離器的上部出口與冷凝收集單元的入口相連；所述反應(yīng)分離器內(nèi)上部設(shè)有噴淋組件和填料組件；所述反應(yīng)分離器的位置高于加熱反應(yīng)器的位置。本實用新型通過反應(yīng)分離器和加熱反應(yīng)器的設(shè)置，實現(xiàn)反應(yīng)物料在兩者間的自循環(huán)，提高了硝酸銨原料的流動性，維持各處溫度均勻，便于反應(yīng)物料溫度的精確控制，同時提高了換熱效率及反應(yīng)速率；所述裝置的改進(jìn)，使其能夠連續(xù)穩(wěn)定運行，安全性極大提高，實現(xiàn)氧化亞氮的高效制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于化工產(chǎn)品制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氧化亞氮的制備裝置。

背景技術(shù)

氧化亞氮作為一種重要的工業(yè)氣體，主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和電子工業(yè)中，傳統(tǒng)應(yīng)用中主要用作麻醉劑等，而隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，高純氧化亞氮在電子行業(yè)的應(yīng)用越發(fā)廣泛，其是半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的重要材料，主要應(yīng)用在集成電路、液晶顯示等技術(shù)領(lǐng)域，需求量日益增長，因此如何高效安全的制備氧化亞氮也是不可或缺的。

目前，氧化亞氮的主要制備方法有硝酸銨熱分解法、氨的接觸氧化法以及工業(yè)尾氣回收法等，其中硝酸銨干法分解是目前通用的方法，但硝酸銨分解溫度不易控制，因此制備裝置的安全保障性較差。硝酸銨分解除了生成氧化亞氮的主反應(yīng)，還會發(fā)生生成氨氣和硝酸的副反應(yīng)，副反應(yīng)產(chǎn)物容易部分溶解在主反應(yīng)產(chǎn)生的水中，變成工業(yè)廢水排走，原料硝酸銨隨之流失。現(xiàn)階段常規(guī)的硝酸銨分解反應(yīng)器通常采用反應(yīng)釜和電加熱棒間壁加熱的方式，傳熱面積小，內(nèi)部的物料相對靜止，導(dǎo)致?lián)Q熱效率低，電加熱棒表面溫度高，壁面和內(nèi)部物料溫差大，控溫不能及時準(zhǔn)確，釜中部溫度較低的地方硝酸銨反應(yīng)緩慢，壁面附近局部過熱的地方硝酸銨還會劇烈分解，造成安全隱患，裝置規(guī)模越大越難保證穩(wěn)定運行。

CN 101955167A公開了一種硝酸銨分解制氧化亞氮的技術(shù)，該系統(tǒng)主要由設(shè)有加料口的反應(yīng)釜、冷卻塔、干燥器、精餾塔、緩沖罐、壓縮機、冷凝器按其系統(tǒng)功能通過連接管線組裝一體而構(gòu)成，但該系統(tǒng)仍屬于傳統(tǒng)的硝酸銨分解裝置，對反應(yīng)釜并未進(jìn)行明確改進(jìn)，仍然存在溫度難以控制的問題，后續(xù)裝置的設(shè)置只是為了對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行提純精制。

CN 110329999A公開了一種濕法分解硝酸銨制取一氧化二氮的發(fā)生器及方法，包括反應(yīng)釜體和控制系統(tǒng)，所述反應(yīng)釜體上設(shè)置有用于測量釜內(nèi)溫度的測溫機構(gòu)、用于對釜內(nèi)反應(yīng)物料進(jìn)行升溫的加熱組件、用于對釜內(nèi)物料進(jìn)行降溫的冷卻裝置；所述控制系統(tǒng)包括加熱控制器、冷卻控制器和淬冷控制器，通過加熱控制器、冷卻控制器和淬冷控制器分別控制加熱組件、物料冷卻換熱器和淬冷換熱器工作，通過加熱組件、物料冷卻換熱器和淬冷換熱器的協(xié)作工作達(dá)到精確控制反應(yīng)溫度的目的；該裝置中對反應(yīng)釜設(shè)置多個附加組件，雖然能夠控制反應(yīng)溫度，但物料在單一反應(yīng)釜內(nèi)流動性差，反應(yīng)程度不均勻，物料存量多，溫度不易調(diào)節(jié)。

綜上所述，對于氧化亞氮的制備裝置還需對其反應(yīng)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，便于控制反應(yīng)溫度，并能夠抑制副反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)生或及時消除副反應(yīng)產(chǎn)物，簡化后續(xù)的精制步驟。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種氧化亞氮的制備裝置，所述裝置通過反應(yīng)分離器和加熱反應(yīng)器的設(shè)置，實現(xiàn)反應(yīng)物料在兩者間的自循環(huán)，提高了硝酸銨原料的流動性，物料溫度更均勻，便于反應(yīng)物料溫度的精確控制，提高反應(yīng)速率和反應(yīng)的穩(wěn)定性，并通過回收氣體產(chǎn)物夾帶的原料，間接提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，同時也能夠提高熱量的利用率。

為達(dá)此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

本實用新型提供了一種氧化亞氮的制備裝置，所述制備裝置包括反應(yīng)分離器、加熱反應(yīng)器和冷凝收集單元，所述反應(yīng)分離器的下部出口與加熱反應(yīng)器的下部入口相連，所述加熱反應(yīng)器的上部出口與反應(yīng)分離器的中部入口相連，所述反應(yīng)分離器的上部出口與冷凝收集單元的入口相連；

所述反應(yīng)分離器內(nèi)上部設(shè)有噴淋組件和填料組件，所述噴淋組件位于填料組件上方；所述反應(yīng)分離器的位置高于加熱反應(yīng)器的位置。