[发明专利]生产纯一氧化氮气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工生产方法和设备。

背景技术

NO，全称一氧化碳，室温下无色、有毒、不燃烧，分子量30.01，熔点-163.6℃，沸点-151℃，一旦与大气中的氧接触，会被氧化成NO₂(棕黄色气体)，NO₂有强烈毒性。

NO需储存于阴凉、通风的库房，远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易(可)燃物、卤素、食用化学品分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。

现有的工业生产NO气体主要来自于生产硝酸的中间产品，即：4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O+Q，但此反应需高温高压进行，且有N₂与N₂O、NO₂等副产品产生，分离成本很高。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种生产纯一氧化氮气体的方法，产物可直接作为成品出售或使用，设备成本低，效率高。

一种生产纯一氧化氮气体的方法，包括以下步骤：

①将质量分数92～96％的粗品四氧化二氮与质量分数10％～18％的稀硝酸混合反应，反应在0.1MPa.G(表压)低压下进行；

②反应完毕后的物料经分离，将生成的NO气体引出，液相为稀硝酸，再继续加入质量分数92～96％的粗品四氧化二氮混合反应；

③重复步骤②；

④反应完毕后的物料经分离，将生成的NO气体引出，与步骤②和③引出的NO气体汇合；

⑤步骤④汇合后的NO气体通入预填好NaOH溶液的吸收塔，吸收其中少量的NO₂，得到纯NO气体，从吸收塔顶部引出、压缩后装瓶。

本发明的生产纯一氧化氮气体的方法，其中所述步骤①、②、③的反应在管式反应器中进行。

本发明的生产纯一氧化氮气体的方法，其中所述步骤④引出NO气体后的液相冷却后得到浓度为40～60％的稀硝酸，回收稀释后供步骤①、②、③使用。也可用于生产硝铵或浓硝酸的原料。

本发明的生产纯一氧化氮气体的方法，其中所述步骤⑤的吸收塔中NaOH溶液循环使用，并采出生成的NaNO₂。

本发明还提供一种专用于上述生产纯一氧化氮气体的方法的设备，包括管式反应器a，其后依次连接中间分离器a、水冷器a、管式反应器b、中间分离器b、水冷器b、管式反应器c、末端分离器和水冷器c；中间分离器a、中间分离器b和末端分离器的顶部出口连通后再连接NO₂吸收塔和NO充装压缩机，NO₂吸收塔底部连接吸收塔循环泵。

本发明中涉及的化学反应有：

1.5N₂O₄+H₂O＝2HNO₃+NO-Q，

这是一个放热反应，反应速度较快，所以优选采用管式反应器，并采用外移热的方法，即管式反应器外再设置一个带有冷却液进出口的套管，将反应热量即时带走；反应在低压下进行(0.1MPa.G)。

本发明是一种生产纯NO气体的方法，且产物可直接作为成品出售或使用，设备成本低，效率高。还有如下技术效果：

(1)本发明原料之一为稀硝酸(质量分数为10％～18％)，此种浓度的稀硝酸为在硝酸装置中产生的废酸，利用的成本高，排出又污染环境，本发明可将其变废为宝，符合节能减排的国家政策；

(2)本发明采用管式反应器，确保了阻力降在合理的范围内，并减少了反应器的振动，防止出现液击而引起安全事故。

本发明中所使用的单体设备均有市售。

附图说明

图1为本发明实施例1的设备的示意图；其中：

1：管式反应器a；2：中间分离器a；3：水冷器a；4：管式反应器b；5：中间分离器b；6：水冷器b；7：管式反应器c；8：末端分离器；9：水冷器c；10：NO2吸收塔；11：吸收塔循环泵；12：NO充装压缩机。

具体实施方式

为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：

实施例1：