СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАКИСИ АЗОТА Советский патент 1972 года по МПК C01B21/22 

Изобретение относится к способам иолучення закиси азота из водных растворов, содержащих иитрат аммония.

Известен способ получения закиси азота разложением рппрата аммония, содержаи1,егося в хлористом азотнокислом водном растворе, при температуре 100-145° С. Недостатком такого способа является необходимость использования большого количества тепла.

С иелью упрощения способа и увеличения CKOpocTii образоваиия закиси азота предложено процесс разложения нитрата аммония осуществлять в присутствии каталитически эффективных количеств ионов марганца, меди, церия, свинца, висмута, кобальта, никеля или их смеси в количестве до 10 мол.% по отношению к количеству нитрата аммония, присутствующему в растворе.

Над реакционным раствором целесообразно поддерживать аммиачную атмосферу.

Нредложеиный способ осуществляют по технологнчсско схеме, представленной чертеже.

.Лм.миак н азотная кислота в баллоне / для разложения реагируют экзотермически с образованием нитрата аммония. Разложение нитрата аммония до закиси азота также протекает с выделением тепла. За счет тепла реакции раствор в баллоне / нагревается до 100-160° С. Этот раствор содержнт (в %):

азотной кнслоты, 30-аО нитрата аммония, 15-55 воды, 0,01-0,1 ионов .хлора и каталитически эффективные количества названны.х выще ионов металла. Образуюии сся

прн разложении 1И1трата аммония закнсь азота н водяной нар подни.маются из балло11а / в колонну 2. Нолученная закись азота кроме водяного нар а содержит еще уносимую азотную КИСЛОТ},, нитрозилхлорид, нитрат амл 0иня и в следах -азот и другие окиси азота. При движении от баллона до ко.тонны эти газы смешиваются с аммиачной атмосферой над растворол, создавае.мой газообразньид аммиаком, поступающим по трубопроводам 3 п 4 п

1азовую камеру реакционного сосуда; при этом н.ейтрализует кислые компо1 енты раствора. В лделяемое ири нейтрализации тепло нагревает ип.жнне части колонны, а горячие охлаждаются благодаря расиы.чеиию водного раствора нитрата аммоння и верхней части колонны. В результате в верхi:ei ; и средней частях колонны конденсируется водный состав газа. Одновременно В1 1мываются и растворяются унесенные нлн образовавщиеся соли аммония. 30-100%-пая азотная кислота ностунает в баллон / но трубопроводу 5.

камере или унесенные компоненты; температура его 50-110° С. Большую часть раствора но трубоироводам 6 и 7 отводят из нижней части колонны в теплообменник 8, а носле охлаждения в нем но трубопроводу 9 и через разбрызгивающие форсунки снова вводят в колонну. Полученную в теплообменнике тепловую эиергию используют для обогрева нспарителя JO, в который из нижией части колонны по трубопроводу 11 поступает часть раствора и концентрируется в нем за счет тепла теплообменника. При этом процесс ведут в основном при давлении ниже атмосферного или при нормальном давлении. Сконцентрированный в испарителе раствор, содержащий нитрат аммония, по трубопроводу 12 поступает обратно в баллои для разложения.

Для контроля величины рН перекаченного и распылеиного в колонне раствора имеются соответствующие устройства измерения рЯ, причем благодаря небольщой добавке азотной кислоты или аммиака величину рН устанавливают между 6,3 и 10,5.

Раствор, поступающий в испаритель 10, специально контролируют и ири добавлении небольщих количеств кислоты устанавливают слабокислое значение рН. Это позволяет избежать потерь аммиака в испарителе. Контролируют также содержание ионов хлора (хлорида аммония), не ирерывая процесса. При обнаружении потерь вводят дополнительиые количества хлорида аммогит или соляиой кислоты.

Данные, показывающие влияние катализатора на повышение скорости образоваиня закиси азота, приведены в таблице.

Предмет изобретения

1.Снособ нолучеиня закиси азота разложением нитрата аммония, содержащегося в хлористом азотнокислом водном растворе, при температуре 100-160° С, отличающийся тем, что, с целью упрон ения способа н увеличения скорости образования закиси азота, процесс осуществляют в присутствии каталитически эффективиых количеств ионов марганца, меди, церия, свинца, висмута, кобальта, никеля или их смеси.

2.Способ по и. 1, отличающийся тем, что каталитически эффективные ноны применяют в количестве до 10 мол.% по отношению к количеству нитрата аммоиия, ирис тствующему в растворе.

3.Способ по н. 1, отличающийся тем, что над реакционным раствором поддерживают ам ми ачиую атмосферу.