一种生产硝酸的方法，包括如下步骤：一氧化氮（ＮＯ）在水溶液中与硝酸（ＨＮＯ↓［３］）反应，生成一种产物；并且在水溶液中用氧氧化该产物，生成硝酸（ＨＮＯ↓［３］）。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硝酸的生产和再循环 专利
本专利技术涉及一种在硝酸的生产和一氧化氮的回收中，打破了NO向NO2循环的方法。更具体而言，涉及NOx气再循环、硝酸回收和生产的设备和方法。 专利技术背景数学上无数的一氧化氮(NO)向二氧化氮(NO2)的气相氧化循环控制了硝酸的生产和一氧化氮的回收。 下列反应式描述了一氧化氮向二氧化氮的循环，对所有硝酸工艺过程来说，自从基于氨的催化氧化的工艺过程开始，该循环已经是限制的反应了：(1)(2)(3)反应式(2)和(3)叙述了被本专利技术消除的循环。从反应式(2)和(3)可见，每3摩尔NO2与水反应，生成2摩尔硝酸，3摩尔氧化了的氮中的1摩尔，作为NO而返回。当然，要求NO与来自空气或其他来源中的另外的氧再氧化。数学上，每次必须有的氧化了的氮用氧再氧化，的氧化了的氮与水反应，生成硝酸。自从1908年初，Ostwald教授根据氨(NH3)向一氧化氮(NO)的催化氧化，指导的硝酸的首次生产起，由现行实践的一氧化氮(NO)气相氧化所产生的经济和环境问题，已经控制和影响了硝酸工业。有三个变量控制NO向NO2的氧化和再氧化，反应式(2)，它们是：a.NO浓度对O2浓度；b.温度：反应时间随温度降低而减少；c.压力：为实现需要两分子NO和一分子O2的三分子反应的需要，减少用O2氧化NO所需的时间与发生反应的压力呈三次方关系。这已经导致工业的发展和采用昂贵的高压设备。-->正如现行实践的那样，这些反应要求有的NO2以NO的形式返回到气相，反应式(3)，然后它再要求三分子反应到NO2，反应式(2)，再要求一个附加的液相反应，将这个NO2的转化成硝酸(HNO3)，全部NO2的又以NO的形式被返回到气相进行另外的气相反应，等等。这种现行采用的系列反应是商业上努力达到无限的一种实践。当然，在硝酸制造领域的现行实践中，经济性起支配作用，在这个无限系列反应中的某些方面，每当有足够的氮氧化物已转化成硝酸时，它们进一步的再循环相反地影响进一步再循环过程的经济性，它们被浪费了。这导致NOx的大气排放。在US 3,991,167中，Produits Chimiques Ugine Kuhlmann公司的Depommier等人指出，现行由氨生产硝酸所产生的废气，每立方米流出物含氮氧化物的量为1000-2000cm3，而目前的法规力图寻求每立方米尾气含氮氧化物200cm2的极限。他们进一步指出，上述进一步的方法，反应式(3)，“在制造硝酸所通常使用的吸收系统中，很难吸收最后痕量的氮氧化物”(第1栏61-63行)。仅仅通过扩大吸收系统减少氮氧化物释放量的尝试充满着困难的技术问题。而且，附加的设备会极大地增加投资(第2段，1-6行)。Depommier继续概括了现行一氧化氮排放控制方法中存在的许多困难(第2段，15-48行)。某些工厂典型的排放速度大约是，生产每MT(公吨)100％的硝酸要排放3.9MT的气体。排放气包含NOx的典型浓度为0.02-0.20％。估计1985年全世界生产硝酸大于3000万公吨，相当于每年向大气释放23,400-234,000MT的NOx。因为环境的法规和这种排放物经常以带有扰动的浅红棕色为标志这一事实，在美国和世界上其他有环境意识的国家正在处理大多数硝酸工厂的排放物，或是使排出物失去颜色，或者使排放的NOx发生反应，成为另外的化学形式。早期，最通常的处理是用过量的自然气体进行催化反应，用其将氮氧化物还原、稀释和分散，使淡红棕色烟看不见，并加入未反应的自然气体后，排入大气。-->现行的工艺是过量地加入昂贵的氨，氨与NOx发生催化反应，生成氮和硝酸铵，并将它保持在足够高的温度下，以防止在释放到大气时生成可见的白色烟雾。这个反应通常需要过量的氨，这也向大气排放了化学品。除了由二氧化氮向一氧化氮循环引起上述的经济和环境损失以外，也有反应式(2)引起的经济负担，其中要求2摩尔NO与1摩尔氧接触，以生成2摩尔的NO2。这也一次又一次地被该循环所重复。在应用反应式(2)，以得到足够密切的接触，从而实现一氧化氮与氧之间分子反应的合理的经济价值时，现在设计的设备和运行都处在提高了的压力下。达到这些压力，需要昂贵的离心压缩机组，而且所有在压力下的设备都需要昂贵的不锈钢结构。世界上最大、最老的硝酸设备和工艺方法供应商之一——Uhde公司的专家Freitag和E.Scheibler，在Robert A.Meyers主编的“化学生产过程手册”p.3.6-24，1986的“Uhde硝酸工艺过程”一节中指出，离心压缩机组占常规硝酸设备总费用的25-30％。提高压力来增加反应速率也会引起贵重的铂催化剂的巨大损失，并降低氨氧化和转化成硝酸的效率。在上述Uhde硝酸工艺过程中，W.Freitag和E.Scheibler提供的NH3燃烧的典型流程图中，给出铂催化剂的消耗量是：在1大气压下(0.1MPa abs.)，55mg/MT HNO3；在10大气压下(1.0MPa abs.)，280mg/MT HNO3。在下游过滤器中，可以回收一些铂，但是，在现行硝酸生产中所采用的高操作压力下，所有铂的费用都是相当高的。氨在转化成一氧化氮，以及在接着转化成硝酸的过程中也有损失。在上述文献中，氨转化成一氧化氮(NH3→NO)的百分数从在0.1MPaabs.下的97.5％，降到在1.0MPa abs.下的94.0％，损失了3.5％。专家和推测指出，溶解在硝酸中的三价氮特别不能被氧单独氧化，或在空气中被氧化成更多的硝酸。Beco工程公司的Bernard J.Lerner在美国专利5,017,348的第4段，49-55行中有说服力地表示：以上讨论过的现有技术的单独和一致的不足是没有认识到在一个开放系统中，用空气或氧处理溶液中的HNO2，将从溶液中去除要求液相氧化的那些组分，HNO2和NO。这引起NO从溶液中持续的无终止-->的去除，无论是采用空气或纯氧。 专利技术概述本专利技术提供一种方法，它通过与催化了的硝酸发生反应，能很快地从气相中去除一氧化氮(NO)。该反应在溶液中生成三氧化二氮(N2O3)要求均匀的催化剂是溶解的亚硝酸根(NO2-)离子。当有亚硝酸根离子存在时，反应既快又定量。虽然许多有关硝酸和氮氧化物的教科书表示，N2O3是很罕见的，或是很难生成的，但是本专利技术能很快地制造它，并且浓度很高，如果想要，可以在硝酸或水中生成一种浓缩的深蓝色、类似墨水的N2O3溶液。本专利技术的其他部分，涉及破坏了NO向NO2的气相循环，是发现在上述溶液中，N2O3在液相要比在普通的气相中能更快、更定量地实现氧化。(4)与现行的实践不同，不存在NO和NO2返回气相。该循环被中断了。本专利技术的特点是在溶液中获得高浓N2O3并实现N2O3与O2的快速液相反应，并且使该方法能够操作，以至进入N2O3水溶液中的O2完全被反应，结果是没有O2(g)从液体表面逸出。吸收和反应速度既有效又快速，致使实现该方法可以用十分简单的设备，如喷啉器或诱导器来捕集NO，用连续或顺流的方式，将O2气分散到生成的液体中，从NO、O2和H2O中生成硝酸。当实施本专利技术时，硝酸生产和一氧化氮回收中普遍需要的昂贵的压力和多级传质设备，如吸收柱、填充塔、泡罩塔等都不需要了。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生产硝酸的方法，包括如下步骤：一氧化氮(NO)在水溶液中与硝酸(HNO3)反应，生成一种产物；并且在水溶液中用氧氧化该产物，生成硝酸(HNO3)。2.权利要求1的方法，其中产物包含+3价氮。3.权利要求2的方法，其中产物是三氧化二氮(N2O3)。4.权利要求1的方法，其中氧是气态的。5.权利要求4的方法，其中氧是包含在其他气体中的。6.权利要求4的方法，其中氧是包含在空气中的。7.权利要求1的方法，其中产物浓度维持在0.1-40.0g/l。8.权利要求7的方法，其中产物浓度维持在1.0-20.0g/l。9.权利要求1的方法，其中硝酸浓度维持在5-65％的硝酸。10.权利要求9的方法，其中硝酸浓度维持在15-55％的硝酸。11.权利要求1的方法，进一步包括提供NO2催化剂的步骤。12.一种生产硝酸的方法，包括的步骤是：提供NOx源；使来自该NOx源的NO与HNO3在NO2-存在下反应，产生一种生成产物；使该生成产物与O2和H2O反应，产生硝酸。13.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该NOx源大多数由NO组成。14.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该NOx是气态的。15.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该O2来自氧源。16.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该O2是气态的。17.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该O2来自大气。18.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该HNO3是液态的。19.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该HNO3浓度从5％-65％。20.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该HNO3浓度从15％-55％。21.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该NO2-在水溶液中。22.权利要求12的生产硝酸的方法，其中该方法是在大气压下进行的。23.一种回收硝酸的方法，包括的步骤是：提供一个HNO3(l)源；使该HNO3(l)的一部分与一种产生NOx的化合物反应； 来自该NOx的NO与HNO3(l)反应，产生一种生成产物；使该生成产物与O2和H2O反应，生成额外的HNO3(l)。24.权利要求23的回收硝酸的方法，其中该NOx源主要由NO组成。25.权利要求23的回收硝酸的方法，其中NOx是气态的。26.权利要求23的回收硝酸的方法，其中O2来自氧源。27.权利要求23的回收硝酸的方法，其中O2是气态的。28.权利要求23的回收硝酸的方法，其中O2来自大气。29.权利要求23的回收硝酸的方法，其中该HNO3(l)浓度为5％-65％。30.权利要求23的回收硝酸的方法，其中该HNO3...
【专利技术属性】
技术研发人员：小WF德林卡德，
申请(专利权)人：德林卡德梅塔罗克斯公司，
类型：发明
国别省市：
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