Способ определения концентрации воды в растворах окислов азота

45 Предлагаемый способ предполагает определение содержания воды в хло" ристом нитрозиле и окислах азота путем измерения потенциала коррозии ин дикаторного электрода, в качестве которого используют никель или его сплавы с хромом, например, ХН 781 или Изобретение относится к аналитическому контролю содержания воДы в агрессивных сжиженных газах и можетнайти применение в химической промышленности в производствах, связанных с переработкой агрессивных смесей, 5в частности при получении калиевой селитры прямым синтезом из азотной кислоты и хлористого калия.Известен способ измерения содержания влаги в окислах азота по 10 величине диэлектрической проницаемости (ДП), основанный.на малом значении ДП окислов азота (2,356 при +10 С) и значительном изменении ДПс добавками воды. Для каждой кон кретно обводненной системы используют эмпирическую зависимость ДП как функцию концентрации воды. Таким методом измеряют влажность четырехокиси азота 1 .20Однако для измерения влажности хлористого нитрозила (МОС 1) этот метод неприменим, так как величина диэлектрической проницаемости хлористого нитрозила значительна и добавка воды мало изменяет ее. Кроме того, анализ смесей, содержащих БОС 1, связан со значительной коррозией применяемых электродов. Десятикратное измерение диэлектрической проницаемости в этих смесях приводит к полно- З 0 му выходу из строя .применяемых приборов.Электрические способы измерения влажности газов основаны на определении количества электричества,рас- З 5 ходуеМого на электролиз воды, пог,лощенной тонкой пленкой сорбента(Р,ОКОН, К СО и др.) из определенно:о колйчества газа 21Недостатком , кулонометрических 40 методов является взаимодействие ок- . сида Фосфора с влажным хлористым нитрозилом с образованием коплексного соединения, при электролизе которого величина тока значительно превышает величину тока, Фиксируемую при электролизе поступившего с ИОС 1 количества воды. Поэтому такими методами невозможно получить информацию о количестве влаги, 50 содержащейся в НОС 1.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения концентрации воды в растворах окислов азота,заключающийся в измерении потенциала электрода в анализируемой жидкости и определении по его величине концентрации воды 3) . Способ основан ,на определении окислительно-восстановительного потенциала, измеряемого на платине относительно иодидного электрода сравнения. Измерения возможны только в присутствии крепкой азотной кислоты, По полученным значениям окислительно-восстанови тельного потенциала и содержанию МО 4 (определяемой одним из известных способов), пользуясь таблицей, находят содержание воды в анализируемом растворе.Однако этим методом невозможно анализировать растворы хлористого нитролиза (вещество, образующееся при смешении азотной и соляной кислот, так называемая царская водка, и основной агрессивный компонент в процессе получения калиевой селитры методом прямого синтеза), содержащие воду, по следующим причинам, В азотной кислоте и ИО окислительно-восстановительный потенциал легко устанавливается на инертных металлах (платина, золото). В обводненном хлористом нитрозиле окислительно-восстановительный потенциал на платиновом электроде не устанавливается. Это подтверждается полученными авторами данными по стойкости Р 1: в ИОС 1 + 0,1 НО она растворяется со скоростью 2,2 г/м.Ч, а в ИОС 1 + 3 НО - 72 г/м ч, Следовательно, измерить окислительновосстановительный потенциал на,пла-. тине в растворах. хлористого нитрозила с водой невозможно, Иодидный полуэлемент, используемый при анализе системы ИБО + Б О+ НО, непригоден для применения в обводненных растворах хлористого нитро" зила, так как измеренный относительно указанного электрода сравнения потенциал непостоянен во вре-. мени, плохо воспроизводится. Кроме того, полуэлемент необходимо периодически проверять по эталонному раствору, потенциал которого известен (раствор хранят в запаянных ампулах, что также неудобно при промыв-,. ленном применении) .Цель изобретения - расширение об" ласти применения способа путем обес-. печения возможности определения содержания воды в хлористом нитрозиле.Поставленная цель достигаетсятем что при определении концентрации воды в растворах окислов азота,заключающемся в измерении потенциала . электрода в анализируемой жидкости и определении по его величине концентрации воды, передизмерением потенциала индикаторный электрод активируют путем катодной поляризации, причем в качестве материала индикаторного электрода используют никель или хромоникелевые сплавы.ХЙ 65 МВ. Причем, индикаторный электрод предварительно активируют катодным током при плотности тока 1 вА/см в течение 2-3 мин.Экспериментально установлен факт изменения коррозионной стойкости некоторых металлов и сплавов в зависимости от содержания воды в хлористом нитрозиле. Коррозионную стойкость индикаторного электрода в ИОС 1 можно оценить по величине его потенциала коррозии в анализируемой среде, измеренного относительно хлорсеребрянного электрода сравнения. Определение можно проводить в интервале температур 10 - 20 С, катодную поляризацию при помощи потенциостата, который используют и для измерения потенциала коррозии индикаторного электрода. Содержание воды в анализируемых жидкостях находят по величине потенциала коррозии, используя .предварительно построенный калибровочный график.На Фиг.1 и 2 приведены градуировочные графики для примеров 1 и 2.П р и м е р 1. В термостатируемую стеклянную ячейку объемом 40 мл вводят 30 мл безводного раствора ИБО- И 04 (стандартный раствор), погружают индикаторный электрод из сплава ХН 78 Т (8=2,8 см ) и хлор- серебряный электрод сравнения. При помощи потенциостата ПМ индикаторный электрод активируют в течечение 2-3 мин катодным током величиной 2,8 ЕА. Затем с помощью этого же потенциостата ПМ Фиксируют . потенциал коррозии индикаторного электрода. Далее с точностью до 0,0002 г дозируют 0,7-3,75 мас.Ъ. бидистилированной воды и Фиксируют изменение величины потенциала коррозии индикаторного электрода. По полученным значениям потенциала кор. розин индикаторного электрода из сплава ХН 78 Т строят градуировочный график (Фиг.1, кривая 2). Для определения содержания воды в растворе НИО - И 04 выполняют указанные опе рации и йо величине потенциала коррозии находят значение концентрации воды по калибровочному графику.П р и м е р 2. В.термостатируемую стеклянную ячейку объемом 40 мл вводят 25 мл безводного хлористого нитрозила (стандартный раствор),погружают индикаторный электрод иэ еплава ХН 78 Т или никеля и хлор- серебряный электрод сравнения. При помощи потенциостата ПМ в тече. ние 2-3 мин активируют индикаторныйэлектрод катодным током плотностью 1 в А/см. Затем с помощью этого же потенциостата ПМ Фиксируют потенциал коррозии индикаторного электрода, Далее с точностью до 0,0002 г дозируют 0,1-3 мас. бидистилированной воды и фиксируют изменение величины потенциала коррозии индикаторного электрода. По полученным значениям потенциала коррозии индикаторного электрода из сплава ХН 65 МВ, ХН 78 Т или никеля строят градуировочные графики (фиг.2 кривые 2,3 и 4 соответственно).По предлагаемому способу один иэ индикаторных электродов изготовлен из того же материала (ХН 78 Т), что и колонны и конденсатор, а другой (ХН 65 МВ) - из материала сборников, насосов, ловушки опытно-промышленной установки, предназначенной для получения калиевой селитры пря-. ным синтезом. По изменению потенциала коррозии индикаторного электрода при увеличении влажности БОС 1 можно судить о коррозионном состоянии самого оборудования (колонна, сборник, насосы и коммуникации).При концентрации влаги в БОС 1 равной 3 мас.Ъ скорость коррозии сплава ХН 78 Т составляет 2,5 мм/год, т.е. в течение 3 лет указанное оборудование полностью может выйти иэ строя. Кроме того, в прямом методе получения калиевой селитры для уменьшения агрессивности среды пре. дусмотрена осушка реакционных газов жидкими окислами азота в специальной тарельчатой колонне. Имея непрерывную информацию о коррозионном состоянии оборудования, можно управлять процессом осушки газов, регулируя степень орошения колонны 10 15 20 30 35 40 Своевременно проведенный анализ хлористого нитрозила позволит увеличить срок эксплуатации оборудования, управлять стадией получения калиевой селитры прямым методом и в результате получить дополнительное количество ценного минерального удоб рения. Способ рпределения концент рации влаги в жидких окислах и хлорокислых азота по потенциалу коррозии индикаторного электрода можно автоматизировать, осуществляя запись измерения потенциала во времени, например, при помощи самописца КСП. 50 55 60 жидкими окислами азота таким образом, чтобы потенциал коррозии принимал допустимые значения.451140030 Юив ЮО 1 ЯСИЛУ, % рУ 4 ЩФиг. ЯСоставитель А,федосеевРедактор К. Волощук Техред С. Легеза Корректор М.Леонтюк Заказ 255/33 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва,. Ж"35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патентфе, г.ужгород, ул.Проектная,4