Спосіб одержання оксиду азоту

Способ получения оксида азота, включающий контактирование воздуха и аммиака на поверхности платиноидного катализатора при объемном (мольном) отношении О2:NН3, равном 1,70-2,0 и различных расходах воздуха и аммиака, отличающийся тем, что изменение расходов воздуха и аммиака производят со скоростью, не превышающей 0,2%/ч от первоначальных значений расходов воздуха и аммиака. (19) (21) 96072711 (22) 08.07.1996 (24) 15.11.2000 (33) UA (46) 15.11.2000, Бюл. № 6, 2000 р. (72) Козуб Павло Анатолійович, Трусов Микола Вадимович, Гринь Григорій Іванович (73) ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 29663 (мольном) отношении O2:NH3, равном 1,7-2,0, и различных расходах воздуха и аммиака, производят со скоростью, не превышающей 0,2%/ч от первоначальных значений расходов воздуха и аммиака. Нами установлено, что изменение расходов воздуха и аммиака со скоростью, не превышающей 0,2%/ч от первоначальных значений расходов воздуха и аммиака (как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения) приводит к повышению выхода оксида азота на 2-3 %. Наблюдаемый в предлагаемом изобретении положительный эффект объясняется целым рядом взаимосвязанных обстоятельств. Во-первых, скорость контактирования смеси воздуха и аммиака на поверхности платиноидного катализатора с образованием (получением) оксида азота определяется скоростью диффузии воздуха и аммиака к поверхности платиноидного катализатора, с одной стороны, и этого же показателя для образовавшегося оксида азота в газовую фазу, с др угой. Именно поэтому произвольное увеличение расходов воздуха и аммиака приводит к интенсификации процесса их подвода к поверхности платиноидного катализатора и снижению скорости отвода оксида азота, вызывая кратковременное, но значительное падение выхода оксида азота. Аналогичный эффект наблюдается и при уменьшении расходов воздуха и аммиака, однако при этом имеет место снижение интенсивности процесса их подвода к поверхности платиноидного катализатора, что также вызывает кратковременное, но значительное падение выхода оксида азота. Во-вторых, как установлено нами, связь между скоростью изменения расходов воздуха и аммиака и выходом оксида азота не является линейной, а описывается уравнением четвертой степени. Изменение расходов воздуха и аммиака со скоростью, превышающей 0,2%/ч от первоначальных значений расходов воздуха и аммиака, приводит к кратковременному падению выхода оксида азота на 2-5%, но при значениях этого фактора меньше 0,2%/ч его влияние становится практически несущественным (см. таблицу). Таким образом, ограничение скорости изменения расходов воздуха и аммиака позволяет увеличить выход оксида азота на 2-3% по сравнению со способомпрототипом. Способ осуществляют следующим образом. Смесь воздуха (49000-59000 м 3/ч) и аммиака (5400-6400 м 3/ч), которая имеет объемное (мольное) отношение О2:NН3, равное 1,7-2,0, контактирует на поверхности платиноидного катализатора с образованием (получением) оксида азота, выход которого составляет 92-96%. При изменении расхода воздуха и аммиака со скоростью не более 0,2%/ч от первоначальных значений расходов воздуха и аммиака (100-120 и 11-13 м 3/ч2 для воздуха и аммиака, соответственно), выход оксида азота повышается до 94-97%. Пример 1 Смесь воздуха (49000 м 3/ч) и аммиака (5400 м 3/ч), которая имеет объемное (мольное) отношение O2:NH3, равное 1,90, контактирует на поверхности платиноидного катализатора с образованием (получением) оксида азота, выход которого составляет 93%. При увеличении расхода воздуха и аммиака со скоростью 0,2%/ч от первоначальных значений расходов воздуха и аммиака (100 м 3/ч2 и 11 м 3/ч2 для воздуха и аммиака, соответственно), расходы воздуха и аммиака через 10 часов достигают 50000 и 5500 м 3/ч, а выход оксида азота составляет 95,3%. При аналогичных расходах воздуха и аммиака в способе-прототипе и характерной для него скорости изменения расходов воздуха и аммиака (см. таблицу) вы ход оксида азота падает до 91,7%. Пример 2 Смесь воздуха (59000 м 3/ч) и аммиака (6400 м 3/ч), которая имеет объемное (мольное) отношение О2:NН3, равное 1,92, контактирует на поверхности платиноидного катализатора с образованием (получением) оксида азота, выход которого составляет 92,0%. При уменьшении расхода воздуха и аммиака со скоростью 0,2%/ч от первоначальных значений воздуха и аммиака (-120 и –13 м 3/ч2 для воздуха и аммиака, соответственно), расходы воздуха и аммиака через 15 часов достигают 56000 и 6100 м 3/ч, соответственно, а выход оксида азота составляет 94,3%. При аналогичных расходах воздуха и аммиака в способе-прототипе и характерной для него скорости изменения расходов воздуха и аммиака (см. таблицу) вы ход оксида азота падает до 90,0%. Пример 3 Смесь воздуха (51000 м 3/ч) и аммиака (6000 м 3/ч), объемное (мольное) отношение O2:NH3, равное 1,79, контактирует на поверхности платиноидного катализатора с образованием (получением) оксида азота, выход которого составляет 95,3%. При уменьшении расхода воздуха и аммиака со скоростью 0,2%/ч от первоначальных значений расходов воздуха и аммиака (110 и -12 м 3/ч2 для воздуха и аммиака, соответственно), расходы воздуха и аммиака через 24 часа достигают 53000 м 3/ч и 5800 м 3/ч, объемное (мольное) отношение O2:NH3 равно 1,92, а выход оксида азота составляет 97,4%. При аналогичных расходах воздуха и аммиака в способе-прототипе и характерной для него скорости изменения расходов воздуха и аммиака (см. таблицу) вы ход оксида азота составляет 94,0%. 2 29663 Таблица Изменение выхода оксида азота от скорости изменения расхода воздуха и аммиака Показатели Скорость изменения расходов воздуха и аммиака (%/ч от первоначальных значений) Изменение выхода оксида азота (a), %: - кратковременное - от значения способа-прототипа Предлагаемый интервал (устойчивый эффект) Интервал неустойчивого эффекта Интервал способапрототипа 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 -0,01 2,90 -0,05 2,60 -0,20 2,30 -0,50 1,60 -1,20 0,70 -2,90 -0,60 -5,20 -2,30 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3