Спосіб одержання концентрованого оксиду азоту (ii)

1 Спосіб одержання концентрованого оксиду азоту (II), що включає каталітичне парокисневе окислення аміаку, змішування водню з нітрозним газом, гідрування кисню нітрозного газу, рекуперативне охолодження нітрозного газу, конденсацію водяної пари з виділенням концентрованого оксиду азоту (II), який відрізняється тим, що гідрування кисню нітрозного газу здійснюють в гомогенних умовах при температурі 600-1100°С 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що змішування водню з нітрозним газом здійснюють в два і більше ступенів 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що на перший ступінь змішування водню з нітрозним газом подають до 90% від загальної КІЛЬКОСТІ ВОДНЮ 1%-ним розчином азотної кислоти, що утворюється, До недоліків відомого технічного рішення потрібно віднести використання для гідрування кисню нітрозного газу дорогого дефіцитного срібномарганцевого каталізатора, наявність додаткового апарату для розміщення цього каталізатора і, як наслідок, високий аеродинамічний опір технологічного тракту В основу винаходу поставлено задачу підвищення економічності способу одержання концентрованого оксиду азоту (II) шляхом гомогенного гідрування кисню нітрозного газу, що дає змогу забезпечити вилучення з технології каталізатора, що містить дорогоцінний метал, та реактора гідрування Спосіб, що заявляється, відрізняється від прототипу тим, що гідрування кисню нітрозного газу відбувається не на каталізаторі, а в газовій фазі (гомогенно) при температурі 600-1100°С (в способі за прототипом реакція гідрування кисню нітрозного газу ефективна при температурі до 450°С) Крім того, в способі, що заявляється, змішування водню з нітрозним газом здійснюють в два і більше ступенів з проміжним рекуперативним охолодженням нітрозого газу При цьому на перший ступінь змішування водню з нітрозним газом подають до 90°С від загальної КІЛЬКОСТІ ВОДНЮ ГОМО О О О 1 ю 57100 бітком додаткової технологічної пари Далі генне гідрування кисню нітрозного газу, яке здійснітрозний газ доступає в конденсатор-десорбер З нюють при вищій температурі, ніж в способі та для розділення його на концентрований оксид азопрототипом, 600-1100°С, та ступінчате змішування ту (II) і азотнокислий конденсат, і далі в конденсаводню з нітрозним газом, дозволяють одержати на тор 4 стадії конденсації водяних парів розчин азотної кислоти, що містить в собі не більше 1% мас Ступінь гідрування кисню, який визначається НІЧОз і концентрований оксид азоту (II) такої ж як відношення КІЛЬКОСТІ кисню, що прореагував якості, як у способі за прототипом При цьому збівнаслідок реакції гідрування, до КІЛЬКОСТІ КИСНЮ, льшення перепаду температур на котлових елещо міститься в нітрозному газі до реакції гідруванментах реактора окислення аміаку від 1100° до ня (до подачі водню в нітрозний газ), становить 300°С (за прототипом від 950° до 300°С) дає змогу 92% При цьому ступінь стабілізації оксиду азоту збільшити на 3% виробіток високопотенціиної пари (II) дорівнює не менше, ніж 96% (див таблицю) в котловій частині реактора Ступінь стабілізації оксиду азоту (II) визначають як відношення КІЛЬКОСТІ оксиду азоту (II) в нітрозному Додатковим технічним результатом способу, газі після процесу гідрування до КІЛЬКОСТІ ЙОГО В що заявляється, є зниження не менше, ніж в 2 ранітрозному газі до подачі водню зи, аеродинамічного опору по основному газовому потоку завдяки вилученню з технологічної схеми Запропонований спосіб одержання концентросрібно-марганцевого каталізатора та реактора ваного оксиду азоту (II) пояснюється прикладами гідрування, що дозволяє збільшити виробіток окПриклад 1 сиду азоту (II) і пдроксиламінсульфату не менше, В нітрозний газ, що містить NO - 13,10%, об , ніж в 1,3 рази О2 - 1,55% об , Н2О - 84,70% об , N 2 - 0,65% об , дозують водень в стехіометричному співвідношенПорівняльний аналіз технічною рішення, що ні до кисню, що міститься в нітрозному газі, як заявляється, з прототипом показує, що запропоО2 Н2 - 1 2, при температурі 900°С Дозування вонований спосіб відрізняється новим порядком техдню здійснюють в реактор окислення аміаку під нологічних операцій і заходів, що дозволяють проплатиноідні сітки в два ступені з проміжним рекувести процес в новому апараті у ВІДМІННИХ ВІД перативним охолодженням морозного газу При ВІДОМОГО способу умовах Таким чином, спосіб, що цьому на перший ступінь змішування водню з нітзаявляється, відповідає критерію винаходу "новирозним газом подають 70% (0,7) під загальної КІзна" ЛЬКОСТІ водню, на другий ступінь змішування воЗапропоноване технічне рішення ілюструє день подають в частково охолоджений нітрозний принципова технологічна схема одержання концегаз в КІЛЬКОСТІ 30% (0,3) ВІДПОВІДНО Надлишок киснтрованого оксиду азоту (II), представлена фіг 1, а ню з нітрозному газі після проведення процесу також зведені в таблицю дані, що підтверджують гідрування становить 0,12% об , а вміст оксиду наявність позитивного ефекту Принципова техноазоту (II) при цьому - 12,78% об Таким чином, стулогічна схема одержання концентрованою оксиду пінь гідрування кисню буде азоту (II) за прототипом представлена для зрівняння фіг 2, на якій гідрування надлишків кисню 1,55-0,12 1,43 = 0,92 = 92%, здійснюють поданням водню в реактор 5 1,55 1,55 Запропонований спосіб одержання концентроа ступінь стабілізації ВІДПОВІДНО, ваного оксиду азоту (II) здійснюють таким чином, 1 2 7 8 реакційну суміш, що містить в собі аміак, кисень та =0,96 = 96% водяну пару направляють в реактор окислення 13,10 аміаку і, де на платиноідних каталізаторних сітках Приклад 2 (за прототипом) при температурі 900-950°С і тиску 0,1 МПа аміак Нітрозний газ вмісту, як в прикладі 1, направокислюють до оксиду азоту (II) Для досягнення ляють з реактора окислення аміака в реактор гідмаксимального перетворення аміака в оксид азоту рування кисню, сюди ж дозують водень у співвід(II) підтримують співвідношення аміак/кисень на 8ношенні до кисню, що міститься в нітрозному газі, 10% вищим стехіометричного Утворений нітрояк 1 2 Процес гідрування здійснюють на срібнозний газ містить, крім оксиду азоту (II), водяні памарганцевому каталізаторі при температурі 450°С, ри, оксид азоту (І), надлишок непрореагованого Ступінь гідрування кисню у цьому випадку станокисню 3 метою одержання максимальної КІЛЬКОСТІ вить також 92% при ступеневі стабілізації оксиду оксиду азоту (II) потрібної якості, кисень нітрозного азоту (II) -96% газу ступінчато гідрують в гомогенних умовах при Додаткові приклади, що ілюструють наявність температурі 600-1100°С стехіометричною КІЛЬКІСв запропонованому технічному рішенні позитивноТЮ водню Змішування водню з нітрозним газом го ефекту у порівнянні з прототипом, для наочності здійснюють в два і більше ступені з проміжним зведені в таблицю 1 рекуперативним охолодженням нітрозного газу в Як видно з таблиці, запропонований спосіб котлових елементах 2 При цьому на перший стуодержання концентрованого оксиду азоту (II) запінь змішування водню з нітрозням газом подають безпечує збереження таких технологічних парамедо 90% від загальної КІЛЬКОСТІ ВОДНЮ Гідрування трів, як ступінь гідрування кисню і ступінь стабілінадлишку непрореагованого кисню нітрозного газу зації оксиду азоту (II), на тому ж рівні, що і в запобігає окисленню NO в NO2 ,яке спричиняє способі за прототипом, та дозволяє вилучити з утворення НІЧОз в конденсаті технології срібно-марганцевий каталізатор і реактор гідрування кисню Ступінчате гомогенне гідрування надлишку кисню нітрозного газу здійснюють одночасно з рекуТаким чином, суть винаходу полягає в тому, перативним охолодженням нітрозного газу і вирощо запропонована сукупність ВІДМІННИХ ознак спо 57100 собу одержання концентрованого оксиду азоту (II), що включає гідрування кисню нітрозного газу в гомогенних умовах при температурі 600-1100°С, змішування водню з нітрозним газом в два і більше ступені, і подачу на перший ступінь змішування водню з нітрозним газом до 90% від загальної КІЛЬКОСТІ водню, дозволяє підвищити економічність процесу завдяки виключенню з експлуатації дорогого срібно-марганцевого каталізатора і реактора гідрування Додатковою перевагою запропонованого способу є значне, не менше, ніж у 2 рази, зниження аеродинамічного опору по основному газовому потоку, що дозволяє збільшити виробіток концентрованого оксиду азоту (II) і пдроксиламінсульфату ВІДПОВІДНО в 1,3 рази в порівнянні з прототипом Очікуваний річний економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення в умовах Тольятинського ЗАТ "Куйбишев Азот" складає не менше 100 тисяч доларів США Спосіб одержання концентрованого оксиду азоту (II) Таблиця 1 Спосіб Температура °С Доля водню на І Доля водню на II Ступінь стабілізаСтупінь гідруступені змішу- ступені змішуванції оксиду азоту вання кисню, % вання ня (II), % 600 700 900 запропонований 1100 550 1150 1000 Прототип 450 0,9 0,8 0,7 0,5 0,9 0,5 1,0 1,0 од 0,2 0,3 0,3/0,2* 0,1 0,3/0,2* 92 92 92 92 89 90 89 92 98 98 96 96 98 94 94 96 Примітки * - доля водню, що подається на III ступінь змішування з нітрозним газом Джерела інформації 1 Патент ФРН, 1224715,1976р. МПКСОІ В 21/26 2 Патент РФ, 2032613,1995 р.МПКСОІ В 21/26 Комп'ютерна верстка Е Ярославцева Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна