CS204016B2 - Method of producing nitrous oxide by the thermal decomposition of ammonium nitrate - Google Patents
Method of producing nitrous oxide by the thermal decomposition of ammonium nitrate Download PDFInfo
- Publication number
- CS204016B2 CS204016B2 CS778513A CS851377A CS204016B2 CS 204016 B2 CS204016 B2 CS 204016B2 CS 778513 A CS778513 A CS 778513A CS 851377 A CS851377 A CS 851377A CS 204016 B2 CS204016 B2 CS 204016B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- ammonium nitrate
- decomposition
- oxide
- mixture
- ammonium
- Prior art date
Links
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical group OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 26
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 19
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 8
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 claims description 5
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical class O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims 1
- WWILHZQYNPQALT-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-morpholin-4-ylpropanal Chemical compound O=CC(C)(C)N1CCOCC1 WWILHZQYNPQALT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000011369 resultant mixture Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 4
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- -1 above 169 ° C Chemical compound 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- GSWAOPJLTADLTN-UHFFFAOYSA-N oxidanimine Chemical compound [O-][NH3+] GSWAOPJLTADLTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/22—Nitrous oxide (N2O)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby kysličníku dusného tepelným rozkladem dusičnanu amonného ve vícekomponentových roztocích solí nebo tavenin solí.
V lékařské praxi a v potravinářském průmyslu se stále ve větší míře používá kysličník dusný, přičemž požadavky na je· kost jsou velmi vysoké. Všeobecně používanou výchozí surovinou pro jeho výrobu je dusičnan amonný. Kysličník dusný se dosud stále připravuje klasickým způsobem, tedy zahříváním taveniny dusičnanu amonného. Přitom nastává jeho tepelný rozklad podle reakce ΝΗ1ΝΟ3-Ν2Ο4-2Η2Ό, kdy vzniká kysličník dusný a voda (vodní pára).
Účinný tepelný rozklad nastává nad teplotou tání dusičnanu amonného, to znamená nad 169 °C, spontánně se však rozkládá při 275 °C až 280 °C. Řízení reakce a snížení nebezpečí výbuchu v důsledku vysoké teploty a exotermické povahy reakce je obtížné. Proto se převážně pracuje po dávkách, přerušovaně nebo kontinuálně, v reaktorech zkonstruovaných tak, aby měly malý objem a aby zvýšená teplota působila pouze na poměrně malé množství dusičnanu amonného a tím se zabránilo místnímu přehřátí a tedy snížilo nebezpečí výbuchu. Tento bezpečnější pracovní postup však neumožňuje zvýšení kapacity výroby, hospodárného využití a také nelze takto uspokojit požadavky na zvýšení reakční rychlosti a čistoty konečného výrobku. Zpracovávání větších množství v průmyslovém měřítku a zvyšování rozkladné reakční teploty vyžaduje mimořádné náklady na zařízení a bezpečnostní opatření i na automatizaci. Musí být stále bráno v úvahu nebezpečí výbuchu, které tento výrobní postup provází.
Vypracování hospodárného, technicky přijatelného, bezpečného způsobu výroby je stále nevyřešeným problémem. Byla provedena řada zkoušek, aby byla zlepšena výrobní kapacita, zvýšená účinnost a jakost koce výrobku. Některé postupy, kterými lze p' rametry výroby kysličníku dusného zlepšit, jsou známy, avšak nebylo dosud možno uplatnit je v jediném výrobním postupu, který by všechny požadavky splňoval.
Tepelný rozklad dusičnanu amonného je mimořádně složitý a není dopodrobna objasněno, jak reakce pod vlivem určitých přísad probíhá. Množství kysličníku dusného, dusnatého, dusičnatého, dusíku, vody, kyslíku, čpavku a kyseliny dusičné je závislé na teplotě, době reakce, obsahu vody a tlaku. Přidá-li se například k dusičnanu amonnému, v molárním poměru 1 : 10 až 1 : 100, kysličník polokovu, pak se rychlost tepelného rozkladu zvýší. Nedostatkem tohoto způ
184116 sobu však je, že tepelný rozklad, zvláště za přítomnosti kysličníků chrómu nebo manganu, se posune ve směru tvorby dusíku; při teplotách vyšších, to znamená nad 250 °C, se vzniklý kysličník dusný rozkládá na vyšší kysličníky dusíku a dusík. Další nevýhodou zvyšování teploty je, že sublimací dusičnanu amonného vznikají ztráty na surovině a technické problémy v provoze. Avšak přesto není možno provozní teplotu snižovat.
Podle jiného známého způsobu se k dusičnanu amonnému přimíchává, v závislosti na obsahu chloru, malé množství kysličníku vápenatého, například 0,5 hmot. %, aby tepelný rozklad probíhal bezpečněji a aby vznikal čistší výrobek.
Snížení nebezpečí výbuchu se podle postupu Lidow dosahuje tak, že se dusičnan amonný ředí inertní látkou. Podle tohoto způsobu se v reaktoru zahřívá na teplotu 280 °C směs složená z 60 hmot. % vyžíhaného mořského písku a 40 hmot. % dusičnanu amonného, vysušeného při 105 °C. Poněvadž tepelná vodivost mořského písku je špatná, není možno bezpečně udržet konstantní optimální teplotu, což má za následek zvýšení obsahu dusíku v konečném výrobku. Podle známého způsobu se dosáhne rovnoměrného sdílení tepla použitím eutektické směsi, složené z dusičnanu draselného a sodného. Avšak vysokou teplotu, kolem 280 °C, nebylo možno snížit, ' což způsobuje ty těžkosti, které souvisí s vysokou teplotou.
Problémy, které, se při tepelném rozkladu dusičnanu amonného vyskytují, podnítily výzkumníky k pracím na nových postupech. Podle patentu NSR číslo 1 921181 se kysličník dusný připravuje rozkladem dusičnanu amonného vodným roztokem kyseliny dusičné s obsahem chloridů katalyzátorů, při teplotě 100 až 160 °C. Podle jiného patentu NSR číslo 2 037 975 se kysličník dusný připravuje oxidací roztoku hydroxylaminu, přičemž kysličníky dusíku a/nebo kyslík reagují s hydroxylaminem za přítomnosti kovové platiny jako katalyzátoru.
Podle britského patentu č. 1 150 510 se kysličník dusný vyrábí elektrolysou roztoku kyseliny dusičné a katodami je kyselinovzdorná ocel. Výše uvedené způsoby však nejsou hospodárné, nesnadno se realizují a vyrobený kysličník dusný je poměrně silně znečištěn, což vyžaduje dodatečné nákladné čištění.
Úkolem vynálezu je snadno proveditelný a bezpečný způsob výroby kysličníku dusného bez nebezpečí výbuchu o vysoké čistotě, který dává vysoké výtěžky. Výchozí surovinou je dusičnan amonný.
Řešení úkolu bylo umožněno tím, že tepelný rozklad probíhá za zcela odlišných podmínek, než byly dosud známy. Bylo totiž zjištěno, že názor o potlačení kyselosti dusičnanu , amonného při jeho tepelném rozkladu není správný. Podle obecného názoru se totiž předpokládá, že kyselost dusičnanu amon ného podmiňuje tvorbu nitrosních plynů ' a tím vznik škodlivých vedlejších produktů. S tím pak souvisí nebezpečí výbuchu. Tento názor vyplývá z toho, že silnější kyselina může z dusičnanu soli uvolňovat kyselinu dusičnou, a proto zvyšování kyselosti taveniny dusičnanu amonného by mělo být zamezeno. Směs složená z kyselého síranu amonného a dusičnanu amonného v poměru 1 : 1 se rozkládá s výbuchem a vzniká kysličník dusný. Tepelný 'rozklad dusičnanu amonného začíná již při 160 °C a při 240 °C probíhá velkou rychlostí. Obecně je snížení teploty výhodné, avšak posledně ' uvedená směs je prakticky k výrobě kysličníku dusného nepoužitelná, poněvadž zisk kysličníku dusného je pouhých 80 % a mimo to vzniká řada vedlejších zplodin, jako je dusík · · [v množství nad 5 %) a dále kysličníky dusnatý a dusičitý.
Bylo zjištěno, že vznik kysličníku dusnatého tepelným rozkladem dusičnanu amonného může být v žádaném směru ovlivněn například tím, že se na úkor dusičnanu amonného zvýší podíl kyselých složek a současně se k tavenině solí přidá neutrální sůl anorganické kyseliny, která výhodně zmírní bouřlivou reakci.
Podstata způsobu výroby kysličníku ' dusného tepelným rozkladem dusičnanu amonného ve vícekomponentových roztocích solí nebo tavenin solí spočívá v tom, že se zahřívá jeden hmotnostní díl dusičnanu amonného alespoň s 5 hmotnostními díly vícekomponentové směsi v roztoku nebo tavenině, která obsahuje alespoň jednu minerální kyselinu s výhodou kyselinu sírovou, kysličník, s výhodou kysličník boritý, nebo kyselou sůl minerální kyseliny, s výhodou kyselý síran amonný, a normální sůl minerální kyseliny s výhodou síran amonný, na teplotu 200 až 240 °C a z reakčního prostředí se · , odstraní přitom vzduch zavedením kysličníku uhlič tého, který se udržuje v reakčním systému po celou dobu rozkladu, přičemž poměr hmotnostního podílu směsi minerální kyseliny, kysličníku nebo kyselé soli minerální kyseliny k další komponentě · směsi, tedy k normální soli minerální kyseliny je alespoň 4 : 1, s výhodou 6 až 8 : 1, dusičnan amonný nebo jeho roztok se před započetím rozkladu zahřeje na 175 °C a při rozkladu se reakční roztok nebo tavenina míchá a popřípadě se vznikající směs plynu a páry uvede opět do styku s vícekomponentovou směsí v koncentrovaném roztoku nebo v tavenině obsahující stejné složky, za stejných reakčních podmínek.
Při provádění rozkladu se v praxi používá takový reaktor, ve kterém lze zajistit izotermícké podmínky, míchání a lze do něj zamezit přístup vzduchu. V takovém reaktoru lze rozklad provádět šaržovitě, avšak je výhodné dusičnan amonný přidávat plynule podle optimální rychlosti reakce a tím také současně řídit reakční teplotu. Tyto podmínky mohou být zajišťovány také automatizací a te
S pelný rozklad lze provádět bez potíží.
Přestože tepelný rozklad podle vynálezu probíhá s vysokou přeměnou, může být v reakčním prostoru vzniklý plyn veden věží, která je vyplněna Raschigovými kroužky nebo skleněnými kuličkami a povrch výplňového materiálu je porkyt uvedeným solným roztokem nebo taveninou solí, které jsou udržovány na rozkladné teplotě. Takovýmto opakovaným tepelným rozkladem lze dusičnan amonný, který se vyskytuje v plynném stavu, přeměnit na požadovaný výrobek.
Solné roztoky s několika složkami nebo taveniny solí obsahují anorganické kyseliny, s výhodou kyselinu sírovou nebo anhyc ridy kyselin, například kysličník boritý, popřípadě jejich směs, dále mohou obsahovat jednu nebo několik solí, zvláště amonných solí anorganických kyselin. Směs vhodná pro tepelný rozklad pokud je to žádoucí, může obsahovat také jiné soli anorganických kyselin, například soli draselné a sodné.
Obzvláště dobré výsledky zaručuje směs solí v roztoku nebo tavenině, která je složená z kyseliny sírové a síranu amonného. Tato směs je tvořena kyselým síranem amonným a normálním síranem amonným. Je výhodné, avšak ne rozhodující, aby směs tvořila při dané reakční teplotě homogenní roztok nebo taveninu.
Nejnižší hmotnostní poměr kyselého síranu amonného k normálnímu síranu amonnému · je s výhodou 4 : 1. Hmotnostní poměr větší než 10 : 1 není žádoucí, poněvadž pak se rozklad posouvá k tvorbě dusíku a kysličníku dusičitého. Po všech stránkách nejvýhodnější hmotnostní poměr je 6 až 8 : 1, poněvadž pak se obsah kysličníku dusného v plynné fázi pohybuje v rozmezí 98 až 99 objemových % a prakticky se netvoří žádný kysličník dusičitý. Pokud je udržován poměr kyselého síranu amonného k normálnímu síranu amonnému do 10 : 1, pak je provozuschopnost směsi dostatečně zajištěna. Je samozřejmé, že bez vzniku potíží je možno použít vyšší hmotnostní poměr, než bylo uvedeno dříve. Jestliže se zvýší hmotnostní poměr v tavenině na úkor dusičnanu amonného, průběh reakce výtěžek i jakost konečného produktu · se zlepší. Nad hmot, poměr 40 : 1 zpracovávané směsi solí k dusičnanu amonnému se již kvalita rozkladu nedá zlepšit.
Způsob podle vynálezu vyrobený a vysušený plynný produkt obsahuje 98 až 99 objemových procent kysličníku dusného, přičemž zbytek tvoří převážně dusík a asi 0,01 objemového % kysličník dusnatý. Kysličník dusičitý prakticky vůbec nevzniká. Po odstranění vody, eventuálně vodní páry, která vznikla při rozkladu, se získá čistý výrobek jehož čistota může být zvýšena obvyklým způsobem používaným pro čištění plynů, až na jakost odpovídající použití v lékařství. Vyčištěný, propraný a vysušený plyn lze plnit do lahví.
Způsob výroby podle vynálezu je blíže objasněn na uvedených příkladech.
P říklad 1
330 g směsi solí vzniklého z kyselého síranu amonného a normálního síranu amonného, smíchaných v poměru 4 : 1, se v reaktoru zahřeje na 230 °C a do taveniny takto vzniklé se za stálého míchání během 25 minut plynule přidá předehřátý koncentrovaný vodný roztok 30 · g dusičnanu amonného. Teplota při probíhajícím rozkladu je 224 až 232 °C. Před přidáváním dusičnanu amonného se reaktor a s ním potrubím spojený zásobník propláchne kysličníkem uhličitým. Po přidání reakční složky, eventuálně po ukončení rozkladu se vzniklá směs také vypláchne kysličníkem uhličitým, do plynoměru. Vývoj kysličníku dusného, eventuálně rozklad, se po 1,5 hodině ukončí, když se· přestane měnit objem vzniklého plynu. Během rozkladu se několikrát provede odběr vzorku, který se podrobí plynovému chromatografickému rozboru. Vzniklá směs plynů se plynule odvádí přes vodní chladič spojený s reakčním prostorem, v němž nastává kondenzace a oddělování vodní páry ze směsi plynů, která vznikla během rozkladu. Směs plynů se dále vede promývačkou s louhovou náplní — náplní hydroxid draselný a pak sušicí kolonou. Výsledný produkt obsahuje 99,0 objemových % kysličníku dusného a asi 1,0 objemové % ·· dusíku, dále přibližně 0,01 objemového % · kysličníku dusnatého. Výtěžek, přepočtený na množství plynu, je · 98,3 % teoretického předpokladu.
Příklad 2
V reaktoru se zahřeje 400 g směsi, složené z kyselého síranu amonného a normálního síranu amonného v poměru 6 : 1, na teplotu 236 °C a do této taveniny se za stálého · míchání během 17 minut přidá na 170 °C předehřátý dusičnan amonný v množství 16,8 g, nejdříve rychlostí 1,2 min“1, později rychlostí 0,6 g min“1 Pak rovnoměrnou rychlostí 0,4 g min“1 se přidává 43,2 g dusičnanu amonného. Teplota taveniny soli v · reaktoru se průběžně kontroluje a udržuje v rozmezí 234 až 236 °C. Před přidáváním dusičnanu amonného se reaktor a zásobník obsahující dusičnan amonný, spojený s reaktorem, a také plynovodně potrubí propláchnou kysličníkem uhličitým. Po ukončení přidávání dusičnanu · amonného, eventuálně po ukončení rozkladu, se vzniklý plyn vypláchne také kysličníkem uhličitým do aparátu měřícího objem plynu. Vývoj plynného kysličníku dusného a jeho jímání se ukončí 30 minut po přidání poslední dávky dusičnanu amonného, když se přestane měnit objem tvořeného plynu. V průběhu reakce se několikrát odebere vzorek pro plynovou chromatografii. Uvolněný plyn se vede přes
4 0 7 vodní , . chladič spojený s reakčním prostorem, aby vodní pára vzniklá - během rozkladu zkondenzovala a se oddělila. Plyn zbavený vodní páry se vede promývačkou s alkalickou náplní - a sušicí věží. Získaný produkt obsahuje 99,2 objemového. % kysličníku dusného, , dále. asi 0,8 objemového . % dusíku a 0,01 . objemového % - kysličníku dusnatého. Výtěžek, - přepočtený na dusičnan amonný, je . 99,8 %. V dávkovači fázi, kdy byly během 10 . minut - rovnoměrně - - přidávány 4 .g - dusičnanu - .. amonného, -. . vznikalo rovnoměrnou rychlostí 1,0 . až 1,2 - litru plynu za 10 minut.
P ř íkl ad 3 .
Do . reaktoru, který .- je - opatřen . vodním chladičem, promývačkou s alkalickou náplní .. a - sušicí věží, se vnese - 200 g - koncentrované . kyseliny sírové, 332 g normálního síranu . amonného, 6 g kysličníku boritého - a 30 g . dusičnanu - amonného a - vše se promíchá. Systém se propláchne kysličníkem uhličitým, zahřeje se na 240 °C a na této teplotě - se udržuje tak dlouho, až se nemění. objem plynů. Tepelným rozkladem - vznikne celkem 7,5 litru plynu, což odpovídá 90% výtěžku. Celkové složení je 95,6 objemových procent kysličníku dusného, 4,3 objemového % dusíku a . 0,1 objemového % kysličníku dusnatého.
Přikládá
Dobře se - smíchá 200 g kyseliny sírové,
Claims (1)
- pRedmetZpůsob výroby kysličníku dusného tepelným rozkladem dusičnanu amonného ve vícekomponentových roztocích solí nebo tavenin solí, vyznačený tím, že se zahřívá jeden hmotnostní díl dusičnanu ' amonného alespoň s 5 - hmotnostními díly vícekomponentové směsi v roztoku nebo tavenině, která - obsahuje - - alespoň jednu minerální kyselinu, s výhodou kyselinu - sírovou, kysličník, - s výhodou - kysličník - boritý, nebo kyselou sůl minerální kyseliny, s výhodou kyselý síran amonný, a normální sůl minerální kyseliny, s - výhodou síran amonný, na - teplotu 200- °C až . 240 °C - a z reakčního prostředí se odstraní - přitom vzduch zavedením kysličníku uhli332 g . normálního síranu amonného, 6 g kysličníku boritého - a 30. g dusičnanu .amonného - a vnese do reaktoru. Vzniklá směs: . plynů se napřed vede věží, naplněnou Raschigovými kroužky, -pokrytými . taveninou solí, která je vytvořena kyselým síranem amonným - - a normálním síranem amonným v poměru .8 . : : 1. - V druhém stupni se vede vodním . chladičem, promývačkou s alkalickou . náplní a. .sušicí věží. Tento dvoustupňový systém·. se propláchne kysličníkem uhličitým a -vyhřeje na 240 °C a na této teplotě se udržuje - do té doby, dokud se mění objem plynů. Výsledkem tepelného rozkladu je. celkem 8,2 -litru plynu, což odpovídá 99,5% výtěžnosti. Složení výrobku je 95,2 objemového % -. -kysličníku dusného 4,7 objemového - % dusíku . a· 0,1 objemového % kysličníku dusnatého.Přednosti způsobu výroby -kysličníku dusného podle - vynálezu lze uvést takto: . Rozklad je - - prováděn při teplotách - nižších, - než je tomu u dosud známých způsobů, -tedy -' při teplotě - 230 -až 240 °C, vývin plynů je -rychlý a rovnoměrný,- rozklad - lze dobře ovládat dávkováním dusičnanu amonného, je usnadněn kontinuální způsob výroby a - . tepelný rozklad - lze dobře ovládat. Možnost . výbuchu je snížena na minimum. Konverse je - téměř stoprocentní, rovněž stupeň čistoty je - 98- .až 99 %, kde zbytek představuje malé množství nečistot, a proto lze bez velkých - -ztrát - konečný . produkt snadno vyčistit na jakost odpovídající lékařským účelům.čitého, který se udržuje v reakčním- systému po celou dobu rozkladu, přičemž -poměr hmotnostního podílu směsi minerální - - kyseliny, kysličníku nebo kyselé soli minerální kyseliny k další komponentě směsi, tedy -. k normální soli minerální kyseliny, je - . alespoň 4 : 1,- s - výhodou - 6 až - 8 : 1, dusičnan - - amonný nebo' jeho roztok se před započetím rozkladu zahřeje na ' 175 °C a při rozkladu se 'reakční roztok nebo tavenina míchá a popřípadě ' - se vznikající směs plynu a páry uvede opět do styku s vícekomponentovou směsí v koncentrovaném roztoku nebo v tavenině, obsahující stejné složky, za stejných reakčních podmínek.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU76TO1047A HU173939B (hu) | 1976-12-30 | 1976-12-30 | Sposob poluchenija zakisi azota |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS204016B2 true CS204016B2 (en) | 1981-03-31 |
Family
ID=11002164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS778513A CS204016B2 (en) | 1976-12-30 | 1977-12-19 | Method of producing nitrous oxide by the thermal decomposition of ammonium nitrate |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4154806A (cs) |
| JP (1) | JPS53114798A (cs) |
| AT (1) | AT356676B (cs) |
| BE (1) | BE862335A (cs) |
| CA (1) | CA1113688A (cs) |
| CS (1) | CS204016B2 (cs) |
| DD (1) | DD134634A5 (cs) |
| DE (1) | DE2758935C2 (cs) |
| FR (1) | FR2376068A1 (cs) |
| GB (1) | GB1591952A (cs) |
| HU (1) | HU173939B (cs) |
| IN (1) | IN147083B (cs) |
| IT (1) | IT1090395B (cs) |
| NL (1) | NL173156C (cs) |
| PL (1) | PL117617B1 (cs) |
| YU (1) | YU39407B (cs) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273009A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Ube Ind Ltd | パ−ベ−パリゼ−シヨン分離法及びそのための装置 |
| US4689209A (en) * | 1986-07-11 | 1987-08-25 | Olin Corporation | Method for producing nitrous oxide by reacting ammonia with a molten nitrate salt |
| US6312657B1 (en) | 1998-08-25 | 2001-11-06 | Exxonmobil Oil Corporation | Production of nitrous oxide |
| UA31894C2 (uk) * | 1998-11-17 | 2001-12-17 | Горлівське Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол" | Спосіб одержання закису азоту та розкладник плаву аміачної селітри для її утворення |
| RU2186721C2 (ru) * | 1999-12-20 | 2002-08-10 | Российский научный центр "Прикладная химия" | Способ извлечения йода из буровых вод |
| RU2177444C1 (ru) * | 2000-05-15 | 2001-12-27 | ОАО "Череповецкий "Азот" | Способ получения закиси азота и устройство для ее получения |
| US6537130B1 (en) * | 2000-09-07 | 2003-03-25 | C.J. Associates, Ltd. | Jointed support system and method of constructing same |
| KR100918567B1 (ko) * | 2005-12-27 | 2009-09-21 | 호서대학교 산학협력단 | 반도체 및 디스플레이 공정용 초고순도 아산화질소를제조하는 방법 |
| JP5244121B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2013-07-24 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Ｎ２ｏを単離する方法 |
| CN110329999A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-15 | 欧中汇智电子材料研究院(重庆)有限公司 | 湿法分解硝酸铵制取一氧化二氮的发生器及方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE276069C (cs) * | 1913-05-21 | |||
| US1098305A (en) * | 1913-10-21 | 1914-05-26 | Charles Torley | Process for the manufacture of nitrous oxid. |
| USRE19953E (en) * | 1928-04-27 | 1936-05-05 | Process of manufacturing nitrous | |
| US2111277A (en) * | 1936-06-25 | 1938-03-15 | Du Pont | Process for reacting ammonium nitrate to form nitrous oxide |
| GB510889A (en) * | 1938-02-09 | 1939-08-09 | Du Pont | Improvements in and relating to the production of nitrous oxide |
| US2425582A (en) * | 1945-05-24 | 1947-08-12 | Solvay Process Co | Production of nitrous oxide |
| US3360336A (en) * | 1964-02-04 | 1967-12-26 | Gulf Oil Corp | Manufacture of nitrous oxide |
| US3411883A (en) * | 1964-07-30 | 1968-11-19 | South African Inventions | Recovery of cesium and nitrous oxide from fission product solutions containing ammonium nitrate |
| IL26453A (en) * | 1966-09-05 | 1970-03-22 | Raviv S | Nitrous oxide production |
| DE1921181C3 (de) * | 1969-04-25 | 1976-01-08 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von Distickstoffmonoxid |
-
1976
- 1976-12-30 HU HU76TO1047A patent/HU173939B/hu unknown
-
1977
- 1977-12-12 GB GB51591/77A patent/GB1591952A/en not_active Expired
- 1977-12-14 AT AT891677A patent/AT356676B/de not_active IP Right Cessation
- 1977-12-19 CS CS778513A patent/CS204016B2/cs unknown
- 1977-12-21 NL NLAANVRAGE7714206,A patent/NL173156C/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-12-23 FR FR7738993A patent/FR2376068A1/fr active Granted
- 1977-12-23 DD DD77202924A patent/DD134634A5/xx unknown
- 1977-12-27 BE BE183854A patent/BE862335A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-12-28 US US05/865,119 patent/US4154806A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-12-29 PL PL1977203487A patent/PL117617B1/pl unknown
- 1977-12-29 YU YU3154/77A patent/YU39407B/xx unknown
- 1977-12-29 JP JP15852877A patent/JPS53114798A/ja active Granted
- 1977-12-29 IT IT31391/77A patent/IT1090395B/it active
- 1977-12-30 CA CA294,159A patent/CA1113688A/en not_active Expired
- 1977-12-30 DE DE2758935A patent/DE2758935C2/de not_active Expired
- 1977-12-30 IN IN1788/CAL/77A patent/IN147083B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| YU39407B (en) | 1984-12-31 |
| PL117617B1 (en) | 1981-08-31 |
| US4154806A (en) | 1979-05-15 |
| DD134634A5 (de) | 1979-03-14 |
| IT1090395B (it) | 1985-06-26 |
| HU173939B (hu) | 1979-09-28 |
| YU315477A (en) | 1982-06-30 |
| IN147083B (cs) | 1979-11-03 |
| BE862335A (fr) | 1978-04-14 |
| ATA891677A (de) | 1979-10-15 |
| JPS53114798A (en) | 1978-10-06 |
| NL173156C (nl) | 1983-12-16 |
| JPS6137202B2 (cs) | 1986-08-22 |
| AT356676B (de) | 1980-05-12 |
| CA1113688A (en) | 1981-12-08 |
| NL7714206A (nl) | 1978-07-04 |
| PL203487A1 (pl) | 1978-09-25 |
| NL173156B (nl) | 1983-07-18 |
| FR2376068B1 (cs) | 1982-11-19 |
| DE2758935A1 (de) | 1978-07-06 |
| GB1591952A (en) | 1981-07-01 |
| DE2758935C2 (de) | 1985-04-18 |
| FR2376068A1 (fr) | 1978-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3682592A (en) | Treatment of waste hci pickle liquor | |
| CA1170019A (en) | Process for manufacturing highly pure chlorine dioxide | |
| US4529577A (en) | Oxygen/nitrogen production with molten alkali salts | |
| CS204016B2 (en) | Method of producing nitrous oxide by the thermal decomposition of ammonium nitrate | |
| US3320030A (en) | Production of sulfuryl fluoride | |
| US3654365A (en) | Process for the preparation of para-aminophenol | |
| JPS6341908B2 (cs) | ||
| US4663144A (en) | Water-splitting cycle with graphite intercalation compounds | |
| US4232175A (en) | Nitrosation of aromatic compounds | |
| US3351426A (en) | Method of preparation of dipersulphates | |
| US3005687A (en) | Process for the production of sulfuric acid | |
| IE42368B1 (en) | Process for the preparation of trifluoromethyl-benzene compounds | |
| JPH01146833A (ja) | １，４−ジクロロベンゼンの製造方法 | |
| US4293532A (en) | Process for producing hydrogen chloride and ammonia | |
| US3058808A (en) | Production of chlorine dioxide | |
| JPH0363245A (ja) | グリオキシル酸の水性溶液の工業的製造方法 | |
| JPH11240715A (ja) | 水和三フッ化ホウ素から三フッ化ホウ素と硫酸を製造する方法 | |
| CA1307379C (en) | Process for manufacture of ferric nitrate | |
| US4180550A (en) | Process for purifying a sulfur dioxide containing gas by washing with an ammonia aqueous solution | |
| US2592598A (en) | Process for obtaining chlorine and chromium containing materials | |
| US3673245A (en) | Treatment of off-gases from nitric acid oxidation of anolone | |
| US1978431A (en) | Process of producing nitrites | |
| US4832930A (en) | Decomposition of ammonium thiocyanate | |
| JPH053402B2 (cs) | ||
| US2982618A (en) | Process for the catalytic production of perchloryl fluoride |