Способ получения нитрита щелочного металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1781167 А 1 1)5 С 01 В 21, 50 ЕН ДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМ о-исследоват метанола и езаВ.К.Киселев, А,Радченко,1347909,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ(71) Государственный научнтельский и проектный институпродуктов органического синт(56) Патент Великобритании Ркл. С 01 В 21/50, 1974,Предлагаемое изобретение относится кхимической отрасли и касается получениянитритов щелочных металлов путем поглощения горячих окислов азота растворомводного основания или солей этих металлов.Известны способы получения неорганических нитритов 1) с низким содержаниемсоответствующих нитритов, Способ заклю,чается в контактировании газообразнойсмеси, содержащей окислы азота, в состоянии окисления менее 700 с водным раствором основания с катионами аммония,щелочного или щелочноземельного металлов. Обычно способ проводят в две стадии.На первой - концентрированный раствороснования контактирует с концентрированной газообразной смесью. Было установлено. что соотношение нитрита к нитрату навторой стадии увеличивается в том случае, .когда концентрация окислов газообразнойсмеси значительно уменьшается по мереуменьшения концентрации основания, Этодостигается добавлением к газовой смесигаза-разбавителя,Недостатком указанного способа является большое содержание(9-13 ф 6) щелочного компонента в готовом продукте.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИТА ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА(57) Сущность; в колонне с сетчатыми тарелками прямотоком осуществляют взаимодействие оксидов азота с водным раствором оснований требуемых металлов в инжекционном режиме при отношении скорости подачи газа через отверстие тарелки к скорости газа в свободном сечении колонны, равном 15-35. Содержание щелочного компонента в продукте. 1 ил. Известен также способ полученйя нитритов, включающий ступени образования. смеси горячего газа, содержащей окислы азота, кислород и водяной пар; охлаждение смеси газа до температуры 300-500"С и мгновенное охлаждение тсакой газовой смеси в водном растворе основания для избежания контакта горячей смеси газа сенто холодной поверхностью. Такая операция позволяет избежать конденсации водяного пара и соответственно образования нитра тов, , яяиюЪ; аюйПолученный товарный продукт содер- ,жит до 40 мас, 0 Р, нитрита натрия, 0,1-3,0мас. с)Р, нитрата натрия, 9-10 мас. 0 гидро окиси натрия, О,б лас, % карбоната натрия )и 50 - 60 мас.; воды. Скорость подачи газа ъ90 кг/ч, а жидкости - 40 - 70 кг/г.К недостаткам данного способа следуетотнести:- большое содержание в товарном продукте щелочного компонента (-10 мас. 0/р),- невозможность получения готовогопродукта в кристаллическом виде с малымсодержанием нитрата без многократной перекристаллизации,10 20 25 30 35 определенный состав раствора и срабатываться определенное количество щелочи иокислов азота с нитрозных газов, Под перЦелью способа является снижение содержания щелочного компонента в продукте,Способ осуществляется следующим образом. Нитрозный газ, полученный окислением аммиака состава, об, : ЙО - 5,9; йОг - 3,9; Оа - 3,6; йг - 69,8; НгО - 16,8, с температурой 385-415 С по трубопроводу 2 подают в нижнюю часть колонны 1 через распределитель 4.Свежий раствор карбоната натрия концентрацией 260-340 г/л и температурой 90 С по трубопроводу 3 также подают в нижнюю часть колонны 1. В нижней части колонны под тарелкой 5 осуществляется основной процесс взаимодействия горячихнитрозных газов с раствором соды по реакциям; й 0+ йОг+ йагСОз = 2 йайОг+ СОг (1) 2 йОг+ йаСОз = йайОг+ йайОз+ СОг (2)В указанной секции проходит основной процесс взаимодействия на 86-90% всех реагирующих компонентов. Здесь же образуется основное количество нитрита натрия 88-91. Остальное количество карбоната натрия срабатывается на вышележащих тарелках,Контактные устройства, принятые в данном предложении, работают при относительно высоких скоростях газа и жидкости в отверстиях тарелки - инжекционныйрежим. Такой режим обеспечивает наиболее интенсивный процесс массообмена и исключает явление провала жидкости на нижележащие тарелки.При инжекционном режиме осуществляется интенсивный захват и дробление жидкости, формируется динамический двухфазный слой, в котором сплошная фаза - газ, а дисперсная - жидкостьВ слое появляются сплошные газовые каналы, которые активно транспортируют жидкость в сепарационное пространство между тарелками.В данном процессе, обеспечение исключения провала жидкости на нижележащие тарелки, играет важную роль, так как препятствует перемешиванию жидкой фазы по высоте колонны В секции между тарелками должен быть вой тарелкой содержание щелочи 6-7 "/о весна последней тарелке (продукционном растворе) 0,5 вес. 40 45 50 Отвод реакционного и физического тепла нитрозных газов осуществляется принудительной циркуляцией по схеме: линия 12,насос 13, линия 14, холодильник 15, линия18. Охлаждение осуществляется водой, поступающей по линии 17 и отводящей линии16.Процесс прямотока жидкой и газовойфаз осуществляют в колонне 1 с затопленным слоем с сетчатыми тарелками (не менее3), обеспечивающим движение жидкой фазыснизу вверх.Смесь нитрозного газа и раствора содыпроходит все тарелки. С восьмой тарелкинепрореагировавший нитрозный газ по трубопроводу 10 поступает в колонну кислойабсорбции на получение азотной кислоты,Полученный раствор нитрит-нитрата натрияпо трубопроводу 11 подают на дальнейшуюпереработкудля получения кристаллического товарного продукта,При соотношении скоростей газа в отверстиях тарелки и свободном сечении колонны ниже 15 может осуществлятьсяпереток жидкой фазы с верхнележащей нанижележащую тарелку, что приводит к нарушению содержания соды в растворе. В колонне начинается процесс инверсии, что непозволяет получить необходимое соотношение йайОг/йэйОз в конечном продукте.При соотношении скоростей газа в отверстиях тарелки и свободном сечении колонны выше 35 создается сопротивление в8-10 раз выше, чем требуется для нормального прохождения газа через колонну.На.чертеже представлена реакционнаяколонна (1), где2 - трубопровод для подачи нитрозногогаза,3 - трубопровод для подачи растворайагСОз,4 - распределитель.5, 6, 7, 8 - ситчатые тарелки,9 -10 - трубопровод для вывода нитрозного газа,11 - трубопровод для вывода растворанитрит-нитрата натрия,12 - линия,13 - насос,14 - линия,15 - холодильник,16, 17 - линия ввода и отвода воды,18 - линия.П р и м е р 1(оптимальный вариант).Полученные окислением аммиака нитрозные газы в количестве 50909,71 кг/чассостава, мас, : йО - 7,48; йОг - 6,17, Ог -2,85; йг - 69,88; НгО - 13;62 с температурой400 С и давлением 0,6 МПа поступают потрубопроводу 2 через распределитель 4 в нижнюю часть колонны 1, затопленную раствором соды. После распределителя 4 горячие нитрозные газы поступают под тарелку 5, куда по трубопроводу 3 подают раствор соды в количестве 40333,31 кг/час состава 5 (% вес.): КагСОз - 25,75; НгО - 74,25; с температурой 80 С и давлением 0,9 МПа, соотношение скоростей - 28, Линейная скорость газа в отверстиях тарелки 11,585 м/с, а линейная скорость в свободном сечении 10 колонны 0,412 м/с.Смесь нитрозного газа и раствора соды проходит все перфорированные тарелки 5, 6, 7, 8, на которых осуществляется процесс П р и м е р 3. Нитрозные газы в количестве 48349,88 кг/час состава (% вес,): КО -7,29; КОг - 6,02; Од - 3,31; Кг - 69,98; НгО -13,4 с температурой 400 С и давлением 0,6МПа поступают по трубопроводу 2 черезраспределитель 4 в нижнюю часть колонны1, затопленную раствором соды, После распределителя 4 горячие нитрозные газы поступают под тарелку 5, куда потрубопроводу 3 подают раствор соды в количестве 41485,95 состава (% вес,): КагСОз- 23,12; НгО - 76,88; с температурой 80 С,соотношение скоростей 20 (8,24/0,412 = 20).Смесь (жидкость и газ) проходит всеперфорированные тарелки 5, 6, 7, 8, на которых проходит процесс их взаимодействияс получением нитрит-нитрата натрия,С тарелки 8 непрореагировавший нитрозный газ в количестве 40640,48 кг/ч состава (мас. %): КО - 0,37; КОг - 0,31; Ой -1,98; Кг - 83,26; СОг - 9,36; НгО, - 4,72направляют по трубопроводу 10 в колоннукислой абсорбции на получение азотнойкислоты,По трубопроводу 11 выводят растворнитрит-нитрата натрия в количестве49195,32.кг/час состава (% вес,): КаКОг -20,92; КаКОз - 4,13; КагСОз - 0,85; НгО -74,10 и направляют на дальнейшую переработку для получения кристаллического продукта с соотношением. КаКОг/КаКОз = 5.Содержание щелочного компонента 0,85,Положительный эффект предложенногоспособа по сравнению с аналогами состоит- в уменьшении щелочного компонентав готовом продукте в 5-20 раз,- в том, что способ дает возможностьполучать раствор, из которого можно получать кристаллический продукт.Кроме указанных преимуществ необходимо отметить то, что способ успешно можно испольэовать в промышленных условиях .без значительных затрат. Способ можнорассматривать как узел (колонна), в технологической схеме получения азотной кислоты под повышенным давлением.Формула изобретенияСпособ получения нитрита щелочногометалла, включающий взаимодействие оксидов азота с водным раствором основанийэтих металлов в тарельчатой колонне, о т л ич а ю щ и й.с я тем, что, с целью снижениясодержания в продукте щелочного компонента, взаимодействие проводят прялотоком вколонне с ситчатыми тарелками в инжекци 15 20 30 35 40 50 их взаимодействия с получением нитритнитрата натрия.С тарелки 8 непрореагировавший нитрозный газ в количестве 42731,65 кг/ч состава, мас. %: КО - 0,19; КОг - 0,19; Ог -1,83; Кг - 83,26; СОг - 9,81; НгО - 4,72 направляют по трубопроводу 10 в колонну кислой абсорбции на получение азотной кислоты. По трубопроводу 11 выводят раствор нитрит-нитрата натрия в количестве 48511,38 кг/час состава, мас. %: КаКОг -25,27; КаКОз - 2,27; КагСОз - 0,58; НгО - 71,88 и направляют на дальнейшую переработку для получения кристаллического продукта с соотношением КаКОг/КаКОз = 11,содержание щелочного компонента - 0,58% вес, П р и м е р 2. Нитрозные газы в количестве 49545,25 кг/час состава (% вес,): КО - 7,26; КОг - 6,33; Ог - 2,86, Кг - 70,02; НгО -13,53 с температурой 400 С и давлением 0,6 6. Мпа поступают по трубопроводу 2 черезраспределитель 4 в нижнюю часть колонны 1, затопленную раствором соды, После распределителя 4 горячие нитрозные газы поступают под тарелку 5, куда по трубопроводу 3 подают раствор соды в количестве 41922,78 состава (% вес.): КагСОз - 24,8; НгО - 75,2 с температурой 80 С, соотношение скоростей 15 (6,18:0,412 = 15). Смесь (жидкость и газ) проходит все перфорированные тарелки 5, 6, 7, 8, на которых проходит процесс их взаимодействия с получением нитрит-нитрата натрия.С тарелки 8 непрореагировавший нитрозный газ в количестве 41127,77 кг/час состава (% вес.): КО - 0,4; КОг - 0,6; Ог - 0,45, Кг 91,35; СОг - 9,48, НгО - 4,72 направляют по трубопроводу 10 в колонну кислой абсорбции на получение азотной кислоты.По трубопроводу 11 выводят раствор нитрит-нитрата натрия в количестве 50337,47 кг/ч состава, мас. %: КаКОг - 17,27; КаКОз - 8,64; КагСОз - 2,00; НгО - 72,09 и направляют на дальнейшую переработку для получения кристаллического продукта с соотношением КаКОг/КаКОз 2. Содержание щелочного компонента 2,00%вес.1781167 оставитель Г.удовенкохред М.Моргентал орректор Н,Слободяник едакт Заказ 4249 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 ойном режиме, создаваемом при отношенйи скорости подаЧи газа через отверстия тарелки к скорости газа в свободном сечении колонны, равном 15-35,