Спосіб отримання оксидів азоту

Спосіб отримання оксидів азоту (NO+NO2) окисленням закису азоту, який відрізняється тим, що закис азоту насичують парою нітратної кислоти при температурі 80-95 °С і подають в зону реактора з температурою 600-750 °С. (13) (21) u201009092 (22) 19.07.2010 (24) 27.12.2010 (46) 27.12.2010, Бюл.№ 24, 2010 р. (72) КРАВЧЕНКО ІННА ВАСИЛІВНА, ТЮЛЬПІНОВ КОСТЯНТИН ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ДИШЛОВИЙ ВАСИЛЬ ІВАНОВИЧ, ТЮПАЛО МИКОЛА ФЕДОРОВИЧ, ТЮЛЬПІНОВ ОЛЕКСАНДР ДМИТРОВИЧ, САЛОМАХІНА СВІТЛАНА ОЛЕКСАНДРІВНА 3 55946 пература після пальника встановлюється на рівні 900°С. У випарник подають підігріту до 80-95°С суміш закису азоту у кількості 158,3 л/годину і кисню у кількості 84 л/годину. Суміш закису азоту і кисню пропускають через розчин 60 %-ої нітратної кислоти і насичують парами нітратної кислоти і води. Одержаний потік, що містить закис азоту та пару нітратної кислоти, направляють у реактор, де його змішують з енергетичним потоком. Температура змішаного потоку складає 750°С. На виході з реактора у складі нітрозних газів нітратна кислота і закис азоту відсутні. Матеріальний баланс. Прихід. Енергетичний потік на пальник: Н2 - 130 л/годину - 16,25 % об. повітря - 670 л/годину - 82,91 % об. в т.ч. пара води - 6,3 л/годину - 0,84 % об. Разом: 800 л/годину - 100 % об. Після пальника (за розрахунком): N2 - 533,4 л/годину - 72,6 % об. О2 - 65,3 л/годину - 8,9 % об. пара води - 136,3 л/годину - 18,5 % об. Разом: 735 л/годину - 100 % об. Потік, що містить закис азоту та пару нітратної кислоти: HNO3 - 175 л/годину - 22 % об. вода - 220 л/годину - 27,6 % об. О2 - 84 л/годину - 10,6 % об. N2O - 158,3 л/годину - 24,9 % об. Разом: 636,7 л/годину - 100 % об. Поступило в реактор: HNO3 - 175 л/годину - 12,75 % об. - 7,8 моль N2O - 158,3 л/годину - 11,54 % об. - 7,07 моль пара води - 356,3 л/годину - 25,96 % об. N2 - 533,4 л/годину - 38,87 % об. О2 - 149,3 л/годину - 10,88 % об. Разом: 1372,3 л/годину - 100 % об. Витрата. Одержано після реактора нітрозних газів: NO 2 - 95,424 л/годину - 5,88 % об. - 4,265 моль NO - 263,424 л/годину - 16,24 % об. - 11,763 моль 16,028 моль пора води - 443,52 л/годину - 27,35 % об. N2 - 599,648 л/годину - 36,98 % об. O1 - 219,744 л/годину - 13,55 % об. Разом: 1621,76 л/годину - 100 % об. Утворилося з закису азоту оксидів азоту (NO+NO2) 16,028-7,8=8,228 моль. Теоретично по реакції (4) може утворитися NO: 7,07*2=14,14 моль. Вихід (NO+NO2) склав: 8,228/14,14=0,5819 (58,19 %). Приклад 2. Експеримент проводили при тих же витратах, що і в прикладі 1, тільки температуру після змішування енергетичного потоку і потоку, що містить закис азоту та пару нітратної кислоти, за рахунок електричного обігріву підтримують рів Комп’ютерна верстка І.Скворцова 4 ною 700°С. Одержано із закису азоту оксидів азоту (NO+NO2) в кількості 8,201 моль, вихід по реакції (4) склав 58,0 %. Приклад 3. Експеримент проводили в умовах прикладів 1 і 2, тільки температуру після змішування потоків підтримували на рівні 650°С. Кількість (NO+NO2). що утворилися з N2O, склало 4,10 моль, вихід по реакції (4) склав 29,0 %. Приклад 4. Експеримент проводили в умовах прикладів 1-3, тільки температура після змішування потоків складала 600°С. Кількість (NO+NO2), що утворилися з закису азоту, склало 2,12 моль, вихід по реакції (4) склав 15,0 %. Приклад 5. Умови експерименту ті ж, що і в прикладах 1-4, тільки температуру після змішування потоків підтримували 550°С. Кількість (NO+NO2), що утворилися з витраченого закису азоту не виявлено, вихід по реакції (4) рівний 0. Приклад 6. По прототипу. У реактор на згорання подавався водень 2,05 нм3/годину і суміш газів 2,87 нм3/годину складу: N2О - 51 % моль NO - 0,02 % моль NO2 - 0,2 % моль СО2 - 5,52 % моль О2- 5,57 % моль N2 - 37,7 % моль 100 % об. Лінійна швидкість газової суміші в реакторі складала 10,4 м/с, час перебування суміші в реакторі 37,6 с Температура в реакторі складала 1210°С, надмірний тиск 0,2 атм. Після реакції витрата газової суміші склала 3,46 нм3/годину складу: NО - 2,65 % моль NO2 - 8,28 % моль СО2 - 4,57 % моль О2 - 16,21 % моль N2 - 68,31 % моль 100 % об. Теоретична кількість NO по реакції (4) 51*2=102 моль. Практичний вихід щодо виходу по реакції (4) склав: (2,65-0,02)+(8,28-0,2)=10,71 моль або 10,71/102=0,105 (10,5 %). Температура вище за 750°С невигідна, оскільки досягнутий вихід NO+NO2 (58,2 %) більше не підвищується. Температуру нижче за 600°С встановлювати недоцільно, оскільки вихід NO+NO2 знижується до рівня прототипу. Здійснення пропонованого способу отримання оксидів азоту дозволяє збільшити вихід оксидів азоту (NO+NO2) більш ніж в 5 разів порівняно з виходом оксидів азоту (NO+NO2) за способом прототипу і досягає величини 58,2 % від теоретично можливого виходу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601