Способ получения нитратов и хлора Советский патент 1936 года по МПК C01B7/03 C01B21/48 

Предлагаемое изобретение, касающееся способа получения хлора и азотных удобрений действием азотной кислоты на хлориды натрия, калия, кальция и на хлористый амоний, позволяет получать все основные виды азотных удобрений, применяемых в настоящее время в сельском хозяйстве, используя для этой цели самое дешевое, из всех возможных, сырье. Вместо соды для производства натровой селитры можно применять значительно более дешевую поваренную соль. Для производства кальциевой селитры может быть предназначен хлористый кальций, представляющий собой отброс содового производства или производства бертолетовой соли, на удаление которого заводы тратят немалые средства. Для производства аммиачной селитры может быть применен хлористый аммоний, получаемый при Сольвеевском процессе на содовых заводах. В этом последнем случае в связи с тем, что хлористый аммоний получит самостоятельное применение, как ценный исходный продукт для производства аммиачной селитры и хлора, на содовых заводах будет достигнута крупнейшая экономия. Отпадет операция регенерации аммиака, уменьшатся его потери и удешевится производство соды.

Настоящее изобретение позволит также получать хлор значительно более дешевым способом, чем при электролизе поваренной соли. Использование химической энергии азотной кислоты для получения хлора одновременно с производством азотных удобрений представляет экономически гораздо более выгодный путь, чем производство электролитического хлора, требующее затрат больших количеств электроэнергии и специальной предварительной подготовки и очистки сырья. Можно утверждать, что получаемый по предлагаемому способу хлор, при условии тщательной разработки процесса и правильного аппаратурного оформления, обойдется в несколько раз дешевле электролитического хлора.

Отличительная сторона процесса заключается в том, что хлористый нитрозил окисляется свободным кислородом, продуваемым все время в гомогенную среду азотной кислоты, которая должна служить растворяющей и аккумулирующей средой для выделения окислов азота согласно уравнению:

2МОС1 + Ог 2МО2-ЬС12 (ft)

Сущность процесса состоит в том, что при действии крепкой 60-95%-и азотной кислоты на твердые хлориды щелочных

и вделрчно-земельных металлов получаются селитры и производные хлора по реакциям типа

4 НЫОз + З RNO3 + NOC1 +

+ 2 НзО + Оз

; HNOs 4- RC1 - RNOs + HCII По второму варианту в газовой фазе получают большее количество хлористого водорода, чем нитрозилхлорида, но окисление хлористого водорода с получением хлоргаза является вполне изученным и уже применяемым процессом (Deacon, Weldon и др.).

В дальнейшем необходимо провести окисление производных хлора с получением хлорд и азотной кислоты по уравнению:

2 NOC1 + 3 НМО,-+-НгО + 3 О,- HNOj-bCla(Б)

Реакции первого типа ведут в специальном конверторе из нержавеющей стали, а вторые (Б) в барботажных колоннах, причем хлористый нитрозил и воздух вдувают в очень крепкую азотную кислоту (выше 70%).

Вьшарка селитры идет в обыкновенной вакуум-выпарной установке. Окисление хлористого нитрозила можно проводить также и в башенной системе.

Растворы получаются достаточно крепкие и поэтому выпарка их не будет связана с значительным расходом топлива. Частично в системе имеется хлористый водород, который также подвергается окислению.

Аппараты для окисления ставятся последовательно и полученный в последнем аппарате хлоргаз отмывается и сжимается или используется в газообразном вице. В случае правильно поставленной работы окислительной системы можно практически весь хлор перевести в форму Clg.

Получение хлора и аммонийной селитры из хлорида аммония и азотной кислоты идет по уравнению

3 NH, С1 + 4 HNO3- 3 NH4 иОз +

+ NOCl + Clo + 2 НаО

Пример 1. На 1,бях хлорида аммония берут 3 т азотной кислоты (62%), чтобы получить 2,4 т аммонийной селитры и 1 м хлоргаза. Полученные окислы азота в дальнейшем окисляются и снова превращаются в азотную кислоту согласно реакции (Б).

Пример 2. Аналогично при переработке хлористого калия 98% с азотной кислотой для получения 1 т хлоргаза расходуется 2,25 т хлористого калия и 3 m азотной кислоты 60-62Vo. причем одновременно получаются 3 т калийной селитры.

Пример 3. Если исходным материалом взять поваренную соль, то для получения 1 т хлора расходуется l,75w соли и 2 т азотной кислоты, причем на каждую тонну хлора получается 2,5 т натровой селитры.

Во всех случаях переработки процесс складывается из следующих операций:

1) разложение соли азотной кислотой, 2) конверсия нитрозила хлора в азотную кислоту и хлор, 3) отмывка хлора водой для удаления НС1, 4) сушка хлоргаза и 5) кристаллизация и выпарка раствора натровой селитры.

Три последних стадии относятся к типу обычных операций, применяемых в химической технологии.

Предмет изобретения.

Способ получения нитратов и хлора путем взаимодействия хлоридов с азотной кислотой с применением избытка азотной кислоты против теоретически необходимого для разложения хлорида количества, отличающийся тем, что выделяющиеся при указанном выще процессе газы пропускают вместе с воздухом в азотную кислоту с целью окисления хлористого нитрозила, после чего собирают хлор известными приемами.