Способ получения пятиокиси азота Советский патент 1984 года по МПК C01B21/20 

00

со о

4

vl Изобретение относится к технологии получения пятиокиси азота (азотного ангидрида), который может быть исполь зован в качестве эффективного нитрующего агента, сильного окислителя или исходного соединения для получения безводной азотной кислоты. Широкое применение пятиокиси азота, однако, сдерживается отсутствием достаточно экономичных способов .ее получения. В промьшшенности азотный ангидрид не производится. Разработан ряд способов получения пятиокиси азота, например взаимодействием четырехокиси азота и кислорода под давлением 200 атм. Применение таких сверхвысоких давлений является очевидным препятствием для реализации этого способа в крупном масштабе. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ .получения пятиокиси азота путем ее отгонки из смеси дымящей азотной кислоты и пятиокиси фосфора, согласно которому концентрированную азотную кислоту (плотность 1,48-1,51} и пятиокись фос фора смешивают в весовом соотношении 1:1 и пол ченную смесь нагревают, При этом отгоняется продукт, который осаждается в приемнике при , состава, %: 30-50, N0 до 25 и , ГНМО до 40. Полученный продукт ресублимируют в токе азона и получают пятиокись азота, содержащую не более 0,5% двуокиси азота. Выход не более 30% . Основными недостатками способапрототипа являются невысокий массовый выход пятиокиси азота,- необходимость использования большого количества дорогой и пожароопасной пятиокиси фосфора. Указанные недостатки пре пятствуют реализации способа в крупном масштабе. Цель изобретения - увеличение мас сового выхода пятиокиси азота и упро щение способа при сохранении высокой чистоты продукта.. Поставленная цель достигается тем что согласно способу,включающему смешение концентрированной азотной кислоты с высшим окислом неметалла при температуре ниже 0°С с последующим испарением, в качестве высшего окисла неметалла используют пятиокись азота в количестве 35-40 мас,% от смеси, перед испарением в ползученную смесь вводят двуокись азота в объемном соотношении исходной смеси и дпу окиси азота 10:(2-3) и испарение ведут при давлении 30-100 мм рт.ст.и температуре -4-5 - +10°С. Для электрохимического получения раствора пятиокиси азота применяют электролизер обычной конструкции с общим объемом 2 л, с разделенными пористой керамической диафрагмой анодным и катодным пространствами. В анодное прюс гранство электролизера заливают 1 л смеси, приготовленной растворением жидкой двуокиси азота в концентрированной (97-98%) азотной кислоте, так что.содержание N0 в смеси составляет 30-50 мас.%. Католитом служит 65%-11ая азотная кислота. Анод изготовляют из материала, стойкого в условиях анодной поляризации в концентрированной азотной кислоте, например из металла платиновой группы или окислов таких метанлов, как рутений, иридий, кобальт, свинец, марганец, нанесенных на стойкую основу (малоизнашиваемые аноды). Катодом служит цилиндр из нержавеющей стали. Через электролизер пропускают постоянный электрический ток силой ,10-50 А. При пропускании через электролизер количества электричества 180-220 А-ч в анолите образуется насыщенный раствор двуокиси и пятиокиси азота в азотной кислоте. С-уммарное максимальное содержание NjOc- и N0 в азотной кислоте при 10 - составляет 38 40 мас.% (при условии, что содержание NoOg в смеси превьшзает содержание NOo). Свыше этой концентрации в растворе начинается образование твердой фазы пятиокиси азота в виде сольвата с азотной кислотой приблизительного состава . Образование твердой фазы в электролизере в ходе-электролиза нежелательно, поэтому процесс заканчивают к моменту образования насыщенного раствора (т.е. до суммарного содержания NjOc и N0« не более 38-40 мас.%). По окончании электролиза анолит переводят в охлаждаемую до -5 - О С емкость и вводят в него при перемешивании 200-300 мл ясидкой двуокиси азота (объемное соотношение нитроолеум:двуокись азота 10:2-10:3). При этом из раствора выпадает 200 300 г сольвата пятиокиси азота. При введении в нитроолеум более 300 мл N0 (соотношение . 10:3) образуется

GnOCOB ПОЛУЧЕНИЯ ПЯTИOKИGИ АЗОТА, включающий смешение концентрированной азотной кислоты с высшим окислом неметалла при температуре ниже (f С с последующим испарением, отлич ающийся тем, что, с целью увеличения выхода продукта и упрощения способа при сохранении высокой чистоты продукта, в качестве высшего окисла неметалла используют пятиокись азота в количестве 35 40 мас.% от смеси, перед испарением в полученную смесь вводят двуокись азота в объемном соотношении исходной смеси и двуокиси азота 10: