[实用新型]联合生产纯一氧化氮气体和液体三氧化二氮的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化工生产设备。

背景技术

三氧化二氮是一种酸性氧化物，有毒，可溶于苯、乙醚、氯仿(三氯甲烷)、四氯化碳(四氯甲烷)、酸碱不稳定，常压下即可分解为一氧化氮和二氧化氮。

三氧化二氮是亚硝酸的酸酐，亚硝酸由于不稳定，一般制成亚硝酸钠储存，使用时加强酸即可生成，亚硝酸广泛应用于化学反应，如亚硝化，重氮化反应，由于在亚硝酸钠制成亚硝酸过程中需要加入水，强酸，且反应后有钠离子出来，所以其应用有一定的局限性。使用三氧化二氮代替亚硝酸进行亚硝化和重氮化，可以在无水状态下进行，且反应后无钠离子产生，还可以显著减少废水排放的总量，实现清洁生产，拥有较好的应用前景。但其生产还有缺陷。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种联合生产纯一氧化氮气体和液体三氧化二氮的设备，可同时生产得到上述两种产物，且产物可直接作为成品出售或使用，设备成本低，效率高。

一种联合生产纯一氧化氮气体和液体三氧化二氮的方法的设备，包括管式反应器a，其后依次连接中间分离器a、水冷器a、管式反应器b、中间分离器b、水冷器b、管式反应器c、末端分离器和水冷器c；中间分离器a、中间分离器b和末端分离器的顶部出口连通后有二个分支，一个分支后连接NO₂吸收塔和NO充装压缩机，NO₂吸收塔底部连接吸收塔循环泵；另一个分支后依次连接水冷器d、除酸器、压缩机、冷冻盐水冷却器、氨冷器、反应器。所述反应器为陶瓷规整填料塔。

本实用新型中涉及的化学反应有：

1.5N₂O₄+H₂O＝2HNO₃+NO-Q，

这是一个放热反应，反应速度较快，所以优选采用管式反应器，并采用外移热的方法，即管式反应器外再设置一个带有冷却液进出口的套管，将反应热量即时带走；反应在低压下进行(O.1MPa.G)；

N₂O₄+2NO＝2N₂O₃-Q，

这是一个放热反应，反应物配比采用NO过量的方案。

本实用新型最后得到的液体三氧化二氮采用氨压缩机制冷并部分使用冷冻盐水作为载冷剂储存N₂O₃，储存条件：0.01～0.05M Pa.G，-21～-15℃，液态储存和运输。

本实用新型是一种可同时生产出纯NO气体及液体三氧化二氮两种产品的设备，且产物可直接作为成品出售或使用，设备成本低，效率高。

本实用新型中所使用的单体设备均有市售。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的设备的示意图；其中：

1：管式反应器a；2：中间分离器a；3：水冷器a；4：管式反应器b；5：中间分离器b；6：水冷器b；7：管式反应器c；8：末端分离器；9：水冷器c；10：NO2吸收塔；11：吸收塔循环泵；12：NO充装压缩机；13：水冷器d；14：除酸器；15：压缩机；16：冷冻盐水冷却器；17：氨冷器；18：反应器；19：调整罐。

具体实施方式

为进一步说明本实用新型，结合以下实施例具体说明：

实施例1：

一种用于联合生产纯一氧化氮气体和液体三氧化二氮的方法的设备，包括管式反应器a1，其后依次连接中间分离器a2、水冷器a3、管式反应器b4、中间分离器b5、水冷器b6、管式反应器c7、末端分离器8和水冷器c9；中间分离器a2、中间分离器b5和末端分离器8的顶部出口连通后有二个分支，一个分支后连接NO₂吸收塔10和NO充装压缩机12，NO₂吸收塔10底部连接吸收塔循环泵11；另一个分支后依次连接水冷器d13、除酸器14、压缩机15、冷冻盐水冷却器16、氨冷器17、反应器18。所述反应器18为陶瓷规整填料塔，其底部后连通至调整罐19。

此设备使用时的流程如下：

①将粗品四氧化二氮(质量分数92～96％)与稀硝酸(质量分数为10％～18％)混合后进入管式反应器a1；

②在管式反应器a1中，四氧化二氮与稀硝酸稀硝酸中的水反应，得到硝酸和一氧化氮，方程式如下：

1.5N₂O₄+H₂O＝2HNO₃+NO-Q