СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ НИТРИТОВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В НИТРАТНЫХ ЩЕЛОКАХ Советский патент 1936 года по МПК C01B21/50 

При щелочной абсорбции нитрозных газов на азотно-туковых заводах получается раствор нитрита и нитрата-нитратный щелок. Для перевода содержащегося в щелоке нитрита в нитрат в настоящее время применяют окисление нитрита 50%-ной азотной кислотой. Основными недостатками этого метода являются разбавление щелоков, трудность достижения полноты процесса при малом избытке азотной кислоты и значительный расход последней.

Были предложены способы окисления нитратов в нитраты кислородом, но вследствие незначительной скорости процесса окисления они не приобрели практического значения.

Изобретение имеет целью увеличение скорости окисления кислородом нитритов путем проведения процесса окисления как в жидкой, так и в газовой фазе, причем скорость процесса обусловливается не скоростью растворения кислорода в жидкой фазе, а скоростью окисления окиси азота в азотный ангидрид и двуокись азота в газовой фазе и скоростью поглощения их жидкой фазой.

Процесс окисления нитритов, согласно изобретению, проводят в башне с насадкой или без таковой, куда подают кислород, а также и щелок, поступающий через расположенный вверху башни распылитель. Стекающий из башни щелок может повторно подаваться в башню.

Протекающий процесс окисления схематически может быть выражен следующими реакциями;

b) 2NO₂(N₂O₄)+2RNO₂=2RNO₃+2NO.

Эти реакции показывают, что процесс окисления протекает при постоянной концентрации окислов азота в газовой фазе, пока в жидкой фазе присутствует нитрит. При исчезновении в жидкой фазе нитрита, т.е. с окончанием процесса окисления, окислы азота из газовой фазы перейдут в жидкую, образуя азотную кислоту; поглощение кислорода, а следовательно и его приток в башню приостановится и газовая фаза будет состоять почти из кислорода. Таким образом контролировать процесс окисления можно по количеству притекаемого в башню кислорода. В зависимости от способа подачи кислорода в башню окисление можно вести при атмосферном давлении, при разрежении и при повышенном давлении.

Процесс окисления, по утверждению автора, протекает с большой скоростью - установка с башней в 10-12 м³ и поверхностью насадки в 2000 м² сможет окислить в час 550 кг нитрита натрия. Такая большая скорость процесса обусловливается тем, что окислы азота в газовой фазе башни, пока в жидкой фазе имеется нитрит, находятся в высокой и почти постоянной концентрации, благодаря чему протекает очень быстро как процесс окисления окиси азота, так и процесс поглощения двуокиси азота и азотного ангидрида жидкой фазой.

Оптимальная концентрация окислов азота в газовой фазе башни достигается прибавлением в начале процесса к щелокам соответствующего количества азотной кислоты, причем количество азотной кислоты определяется с одной стороны объемом и щелочностью щелоков, а с другой - свободным пространством реакционной башни. Найдено, что процесс окисления нитритов кислородом достигает наибольшей скорости, если в начале процесса, после нейтрализации щелоков, добавлять на каждый кубометр щелока 11,2 кг азотной кислоты в моногидрате, а на каждый кубометр свободного пространства установки 3,1 кг. Первое количество азотной кислоты определяется кислотностью жидкой фазы, которая устанавливается во время процесса и почти постоянна до конца процесса, а второе - необходимостью заполнения свободного пространства установки оптимальным количеством окислов азота.

При изменении некоторых условий работы окислительной установки изменятся также в небольших пределах и вышеуказанные оптимальные количества азотной кислоты на 1 м³ нейтрализованных щелоков и 1 м³ свободного пространства установки, потому что изменение таких факторов, как температура, давление, способ и интенсивность орошения, свободный объем и др. будут также в некоторой степени отражаться на изменении кислотности жидкой фазы и объеме окислов азота.

1. Способ окисления нитритов, содержащихся в нитратных щелоках, в особенности получаемых на азотно-туковых заводах при щелочной абсорбции нитрозных газов, путем приведения указанных щелоков во взаимодействие с кислородом с введением в щелока азотной кислоты, отличающийся тем, что, в целях уменьшения расхода азотной кислоты, щелок, совместно с азотной кислотой, пропускают сверху вниз через башню с насадкой или без таковой, в которую вводят кислород.

2. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что падающий на дно башни щелок поворотно пропускают через башню сверху вниз.