DE2813520C2 - - Google Patents

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DE2813520C2
DE2813520C2 DE19782813520 DE2813520A DE2813520C2 DE 2813520 C2 DE2813520 C2 DE 2813520C2 DE 19782813520 DE19782813520 DE 19782813520 DE 2813520 A DE2813520 A DE 2813520A DE 2813520 C2 DE2813520 C2 DE 2813520C2
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Laszlo Joseph Balint
Lambert Cresenti
William Bernard Chester Va. Us Fisher
Muhammad Saleh Richmond Va. Us Sahli
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/24Sulfates of ammonium

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumnitrit durch Absorption eines Stickoxid, Stickstoffdioxid, Sauerstoff und wenigstens 65 Vol.-% Inertgas enthaltenden Gases mit einem Molverhältnis von Stickoxid zu Stickstoffdioxid von wenigstens 2,0 in einem auf einem Druck von 1,12 bis 2,70 bar gehaltenen Absorptionssystem mit einer wäßrigen eine basisch regierende Ammoniumverbindung enthaltenden Absorptionslösung mit einer Normalität von wenigstens 0,10 bezüglich der basisch reagierenden Ammoniumverbindungen.The invention relates to a method for producing Ammonium nitrite by absorption of a nitrogen oxide, nitrogen dioxide, Containing oxygen and at least 65 vol .-% inert gas Gases with a molar ratio of nitrogen oxide to nitrogen dioxide of at least 2.0 in one on a pressure of 1.12 to 2.70 bar absorption system with a aqueous containing a basic governing ammonium compound Absorbent solution with a normality of at least 0.10 with respect to the basic ammonium compounds.

Ein solches Verfahren ist in der US-PS 40 09 246 beschrieben. Gemäß dieser Patentschrift wird Stickstoffdioxid ausschließlich vor der Absorption in das Absorptionssystem eingeführt. Das Verfahren hat den Nachteil, daß seine Abgase eine relativ hohe Stickstoffoxidkonzentration besitzen und die Umwelt belasten.Such a method is described in US-PS 40 09 246. According to this patent, nitrogen dioxide is exclusively introduced into the absorption system before absorption. The process has the disadvantage that its exhaust gases have a relatively high nitrogen oxide concentration and pollute the environment.

Dieses Problem wird auch nicht durch die Verfahren gemäß den US-PSen 10 61 630, 10 70 070, 27 97 144, 28 05 123, 28 05 122 und 39 32 593 gelöst.This problem is also not addressed by the procedures US Pat. Nos. 10 61 630, 10 70 070, 27 97 144, 28 05 123, 28 05 122 and 39 32 593 solved.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, die Stickstoffoxidkonzentration in den Abgasen zu vermindern und die Ammoniumnitritausbeute zu verbessern.The object underlying the invention was therefore in increasing the nitrogen oxide concentration in the exhaust gases reduce and improve the ammonium nitrite yield.

Diese Aufgabe wird in einem Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß man dem in dem Absorptionssystem zu absorbierenden Gas, wenn die Absorption der Stickstoffoxide, bezogen auf den Gehalt der Stickstoffoxide in dem eintretenden Gas, zu 50 bis 99% erfolgt ist, zusätzliches Stickstoffoxid in solcher Menge zusetzt, daß man ein Molverhältnis von Stickstoffdioxid zu Stickoxid in dem resultierenden Gemisch zwischen 1 und 4 bekommt.This task is carried out in a process with the aforementioned Features solved in that one in the absorption system gas to be absorbed when the absorption of the Nitrogen oxides, based on the nitrogen oxides content in the entering gas, 50 to 99% is done, additional Add nitrogen oxide in such an amount that one Molar ratio of nitrogen dioxide to nitrogen oxide in the resulting Mixture between 1 and 4 gets.

Einer der Verwendungszwecke von Ammoniumnitrit ist der für die Herstellung von Hyroxylaminverbindungen. Hierfür kann eine wäßrige Lösung von Ammoniumnitrit verwendet werden. One of the uses of ammonium nitrite is for the production of hyroxylamine compounds. For this can an aqueous solution of ammonium nitrite can be used.  

Die Reaktionen des Verfahrens nach der Erfindung beinhalten eine Gasabsorption einschließlich der physikalischen Absorption gasförmiger Komponenten durch die Lösung der basischen Ammoniumverbindung und Ausstreifung flüchtiger Komponenten aus dieser Lösung zusammen mit einer Vielzahl von Reaktionen in flüssiger Phase und Gasphase die als Nebenreaktionen angesehen werden können. Trotz der Komplexizität der Reaktionen kann man zur Erleichterung des Verständnisses der Umsetzung unter Verwendung von beispielsweise Ammoniumbicarbonat als die basische Ammoniumverbindung, die der absorbierenden Lösung zugesetzt wird, folgende Reaktionsgleichungen aufstellen:The reactions of the method according to the invention include gas absorption including physical absorption gaseous components by the solution of the basic Ammonium compound and stripping of volatile components from this solution along with a variety of reactions in the liquid phase and gas phase which are regarded as side reactions can be. Despite the complexity of the reactions can be used to facilitate understanding of the implementation using, for example, ammonium bicarbonate than the basic ammonium compound, that of the absorbent Solution is added, set up the following reaction equations:

HauptreaktionenMain reactions

  • 2 NO + O₂ 2 NO₂N₂O₄NO + NO₂ N₂O₃
    N₂O₃ + H₂O → 2 NHO₂
    HNO₂ + NH₄HCO₃ → NH₄NO₂ + CO₂ +H₂O
    2 NO + O₂ 2 NO₂N₂O₄NO + NO₂ N₂O₃
    N₂O₃ + H₂O → 2 NHO₂
    HNO₂ + NH₄HCO₃ → NH₄NO₂ + CO₂ + H₂O

Unerwünschte NebenreaktionenUndesirable side reactions

  • 5 NO₂ +4 NH₄HCO₃ → 3 NH₄NO₃ + NH₄NO₂ + 2 H₂O + NO + 4 CO₂
    8 NH₃ + 6 NO₂ → 7 N₂ + 12 H₂O
    NH₄NO₂ → N₂ + 2 H₂O
    5 NO₂ +4 NH₄HCO₃ → 3 NH₄NO₃ + NH₄NO₂ + 2 H₂O + NO + 4 CO₂
    8 NH₃ + 6 NO₂ → 7 N₂ + 12 H₂O
    NH₄NO₂ → N₂ + 2 H₂O

Die Anwendung von etwas Überatmosphärendruck in dem Absorptionssystem ergibt eine gesteuerte Entwicklung von Stickstoffdioxid in situ. Diese verbessert die Ammoniumnitritausbeute stark, vermindert die Emission von Stickstoffoxiden, vermindert den Verlust an Ammonium als Stickstoff und bringt die Bildung von Ammoniumnitrat und Ammoniumnitrit enthaltendem Nebel in dem Abgas auf ein Minimum.The application of some super atmospheric pressure in the absorption system results in a controlled development of nitrogen dioxide in situ. This improves the ammonium nitrite yield strong, reduces the emission of nitrogen oxides, reduces the loss of ammonium as nitrogen and brings the formation of ammonium nitrate and containing ammonium nitrite Mist in the exhaust gas to a minimum.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann kurz folgendermaßen beschrieben werden. In einem Absorptionssystem mit einer wäßrigen absorbierenden Lösung die eine basisch reagierende Ammoniumverbindung enthält, wobei ein eintretendes Gas mit einem Molverhältnis von Stickstoff zu Stickstoffdioxid von wenigstens 2,0 und eine absorbierende Lösung mit einer Normalität von wenigstens 0,6 bezüglich der basischen Ammoniumreaktionspartner verwendet wird, besteht die Verbesserung darin, daß manThe preferred embodiment of the invention can be briefly as follows to be discribed. In an absorption system with an aqueous absorbent solution which is basic contains reacting ammonium compound, an incoming  Gas with a molar ratio of nitrogen to nitrogen dioxide of at least 2.0 and an absorbent solution with a normality of at least 0.6 with respect to the basic Ammonium reactant is used, there is Improvement in that one

  • a) das Absorptionssystem auf einem Druck von 1,12 bis 2,70 bar hält unda) the absorption system at a pressure of 1.12 to 2.70 keeps bar and
  • b) zusätzliches Stickstoffdioxid zu dem in dem Absorptionssystem zu absorbierenden Gas zusetzt, wobei das zusätzliche Stickstoffdioxid dem Gas zugegeben wird, wenn die Absorption der Stickstoffoxide 50 bis 99%, bezogen auf die Stickstoffoxide in dem eintretenden Gas, erreicht hat, und wobei das zusätzliche Stickstoffdioxid diesem Gas in ausreichender Menge zugegeben wird, um ein Molverhältnis von Stickstoffdioxid zu Stickoxid in dem resultierenden Gemisch zwischen 1 und 4 zu ergeben.b) additional nitrogen dioxide to that in the absorption system gas to be added, the additional Nitrogen dioxide is added to the gas when the absorption the nitrogen oxides 50 to 99%, based on the nitrogen oxides in the entering gas has, and the additional nitrogen dioxide this Sufficient gas is added to a molar ratio from nitrogen dioxide to nitrogen oxide in the resulting Mix between 1 and 4 to give.

Die Verwendung von gesteuertem Überatmosphärendruck in dem Absorptionssystem, kombiniert mit der späten Einführung von zusätzlichem Stickstoffdioxid in das Absorptionssystem vermindert die Luftverschmutzung und Abgasverluste an Stickstoffoxiden bis zum 20fachen oder mehr im Vergleich mit herkömmlichen Methoden. Außerdem verbessert die späte Zugabe von Stickstoffdioxid zu dem System auch die Absorptionswirksamkeit, da das optimale Molverhältnis von Stickstoffdioxid zu Stickoxid für eine maximale Absorption mit abnehmender Konzentration an Stickstoffoxiden steigt. Eine solche Verbesserung führt zu einem wesentlichen Kostenvorteil im Hinblick auf die großen Tonnagen an Ammoniumnitrit, die jährlich von der Industrie gebraucht werden, wie beispielsweise bei der Herstellung von Hydroxylaminverbindungen. Hydroxylaminverbindungen werden in großen Mengen für die Herstellung von Caprolactam über das Zwischenprodukt Cyclohexanonoxim verwendet.The use of controlled superatmospheric pressure in the Absorption system combined with the late introduction of additional nitrogen dioxide reduced in the absorption system air pollution and exhaust gas losses from nitrogen oxides up to 20 times or more compared to conventional ones Methods. It also improves the late addition of nitrogen dioxide to the system also the absorption efficiency, because the optimal molar ratio of nitrogen dioxide to nitric oxide for maximum absorption with decreasing Concentration of nitrogen oxides increases. Such an improvement leads to a significant cost advantage in terms of to the large tonnages of ammonium nitrite that are produced annually used by industry, such as in the manufacture of hydroxylamine compounds. Hydroxylamine compounds are used in large quantities for manufacture of caprolactam via the intermediate cyclohexanone oxime used.

Gasförmige Ströme, die für das Verfahren nach der Erfindung verwendet werden können, kann man durch katalytische Verbrennung von Ammoniak-Luft-Gemischen durch Verbrennung von Luft mit einem elektrischen Bogen erhalten. Stickoxidhaltige Gasströme die durch katalytische Verbrennung von Ammonium-Luft-Gemischen erzeugt werden, sind bevorzugt, da sie gewöhnlich am wirtschaftlichsten für die wirksame Durchführung des Verfahrens sind. Besonders gasförmige Ströme, die aus der Verbrennung von Ammoniak-Luft-Gemischen mit etwa 6 bis 10 Vol.-% Ammoniak stammen, sind bevorzugt aus Gründen ihrer Wirtschaftlichkeit und Wirksamkeit. Solche Gase enthalten am Ausgang der Oxidationseinrichtung etwa 6 bis 10 Vol.-% Stickoxid auf wasserfreier und ammoniakfreier Basis zusammen mit etwa 8 bis 12 Vol.-% Sauerstoff und 65 bis 80 Vol.-% Stickstoff.Gaseous streams for the method according to the invention  can be used by catalytic combustion of ammonia-air mixtures by burning Get air with an electric arc. Containing nitrogen oxides Gas flows caused by the catalytic combustion of ammonium-air mixtures are preferred because they are common most economical for effective implementation of the procedure. Especially gaseous streams that come from the combustion of ammonia-air mixtures with about 6 to 10 vol .-% ammonia are preferred for reasons of their Economy and effectiveness. Such gases contain about 6 to 10% by volume at the outlet of the oxidation device Nitrogen oxide combined on an anhydrous and ammonia-free basis with about 8 to 12 vol.% oxygen and 65 to 80 vol.% Nitrogen.

Wenn ein gasförmiger Strom, der Stickstoff aber nicht auch Sauerstoff enthält, verwendet wird, kann Sauerstoff aus einem sauerstoffhaltigen Gas, bequemerweise Luft, in den gasförmigen Strom eingeführt werden.If a gaseous stream, but not nitrogen Contains oxygen, can be used, oxygen from a oxygen-containing gas, conveniently air, in the gaseous Electricity will be introduced.

Obwohl verschiedene Mittel angewendet werden können, um Stickstoffdioxid in das Absorptionssystem einzuführen, beinhaltet das Verfahren in seiner bevorzugten Form, daß man das Stickstoffdioxid kontinuierlich direkt in das Absorptionssystem einspritzt.Although various means can be used to Introducing nitrogen dioxide into the absorption system involves the process in its preferred form that one the nitrogen dioxide continuously directly into the absorption system injected.

Der Ausdruck "basisch reagierende Ammoniumverbindung", wie er hier verwendet wird, soll ein oder mehrere der Verbindungen Ammoniumcarbonat, Ammoniumbicarbonat und/oder Ammoniumhydroxid einschließen. Die in dem Verfahren der Erfindung verwendete basisch reagierende Ammoniumverbindung kann bequemerweise in die wäßrige Lösung vor deren Einführung in das Absorptionssystem für die Ammoniumnitritproduktion eingearbeitet werden. Vorzugsweise sollte die absorbierende Lösung immer eine Normalität von wenigstens 0,6 bezüglich der basischen Ammoniumreaktionspartner haben.The term "basic ammonium compound" as it is used here is said to be one or more of the compounds Ammonium carbonate, ammonium bicarbonate and / or ammonium hydroxide lock in. Those in the process of the invention The alkaline ammonium compound used can conveniently be used in the aqueous solution before its introduction into incorporated the absorption system for ammonium nitrite production will. Preferably the absorbent Solution always a normality of at least 0.6 regarding of the basic ammonium reactants.

Obwohl die ausgewählte basisch reagierende Ammoniumverbindung in der wäßrigen Lösung in verschiedenen Konzentrationen verwendet werden kann, liegt die Konzentration der Verbindung in der wäßrigen Lösung allgemein bei 1 bis 21 Gew.-% und vorzugsweise bei 4 bis 20 Gew.-%, wenn Ammoniumbicarbonat als die basisch reagierende Ammoniumverbindung verwendet wird. Wenn Ammoniumcarbonat als die basisch reagierende Ammoniumverbindung verwendet wird, liegt die Konzentration der Verbindung in der wäßrigen Lösung allgemein bei 1 bis 30 Gew.-% und vorzugsweise bei 4 bis 20 Gew.-%. Mehr als etwa 21 Gew.-% Ammoniumbicarbonat oder mehr als etwa 30 Gew.-% Ammoniumcarbonat sind unter normalen Arbeitsbedingungen infolge der Löslichkeitsgrenze dieser Verbindungen in Wasser nicht möglich. Die höchsten Ausbeuten an Ammoniumnitrit erhält man, wenn die wäßrige Lösung, welche die basisch reagierende Ammoniumverbindung enthält, auf einer Temperatur zwischen etwa -5°C und 35°C gehalten wird.Although the selected basic ammonium compound  in the aqueous solution in various concentrations the concentration of the compound can be used in the aqueous solution generally at 1 to 21% by weight and preferably 4 to 20% by weight when ammonium bicarbonate used as the basic ammonium compound becomes. When ammonium carbonate as the basic ammonium compound the concentration is used the compound in the aqueous solution generally at 1 to 30% by weight and preferably 4 to 20% by weight. More than about 21% by weight ammonium bicarbonate or more than about 30% by weight Ammonium carbonate are under normal working conditions due to the solubility limit of these compounds in Water not possible. The highest yields of ammonium nitrite is obtained when the aqueous solution, which is the basic contains reacting ammonium compound at a temperature is kept between about -5 ° C and 35 ° C.

Die wäßrige Absorptionslösung, die in das Absorptionssystem nach der vorliegenden Erfindung eingespeist wird, sollte auf einem pH-Wert von wenigstens 7,5, vorzugsweise bei 8,0 bis 9,0, gehalten werden, um so eine wesentliche Zersetzung des Ammoniumnitritproduktes zu vermeiden, die unter sauren Bedingungen auftreten würde.The aqueous absorption solution that enters the absorption system should be fed according to the present invention at a pH of at least 7.5, preferably at 8.0 to 9.0, so as to cause substantial decomposition to avoid the ammonium nitrite product, which is acidic Conditions would occur.

Das zusätzliche Stickstoffdioxid für die Zugabe zu dem Absorptionssystem nach der Erfindung kann nach irgendeiner geeigneten und bekannten Methode hergestellt werden. Beispielsweise wird es bequemerweise nach der bekannten Ammoniakoxidations- Stickoxidoxidationsmethode hergestellt. Ammoniak wird katalytisch unter Bildung von Stickoxid und Wasser katalytisch oxidiert. Unter normalerweise verwendeten Bedingungen werden etwa 94 bis 96% des Ammoniaks in Stickoxid umgewandelt, wenn die Reaktion mit sehr großer Geschwindigkeit verläuft. Stickstoffdioxid wird dann bei der Oxidation von Stickoxid (NO) gebildet. Die Oxidation verläuft spontan bei Umgebungstemperatur, doch im Gegensatz zu der allgemeinen Regel in solchen Fällen mit einer relativ geringen Geschwindigkeit. Die Reaktion unterscheidet sich von allgemeinen Regeln auch dadurch, daß sie mit niedrigeren Temperaturen schneller verläuft. Aus diesen Gründen wird die Oxidation von Stickoxid gewöhnlich bei einer Temperatur, die so niedrig ist, wie wirtschaftlich praktikabel ist, und bei einer relativ langen Verweilzeit durchgeführt. Die Umsetzung ist exotherm, und daher muß gekühlt werden, um die Reaktionswärme zu entfernen und um das Gas auf die für die Stickoxidoxidation erwünschte Temperatur zu kühlen. Normalerweise liegt die Temperatur für die Endreaktion bei 15 bis 75°C bei Reaktionszeiten bis zu 5 min oder länger.The additional nitrogen dioxide for addition to the absorption system according to the invention can according to any suitable and known method. For example it is conveniently based on the known ammonia oxidation Nitric oxide oxidation method. ammonia becomes catalytic with the formation of nitrogen oxide and water catalytically oxidized. Under normally used conditions are about 94 to 96% of the ammonia in nitrogen oxide converted when the reaction at a very high speed runs. Nitrogen dioxide then becomes oxidized formed by nitrogen oxide (NO). The oxidation takes place spontaneously at ambient temperature, but contrary to the general one Usually in such cases with a relatively slow speed. The reaction differs from general ones  Also regulate by having lower temperatures runs faster. For these reasons, the oxidation of nitrogen oxide usually at a temperature like this is low, how economically viable, and at a relatively long residence time. The implementation is exothermic, and therefore must be cooled to heat the reaction to remove and turn the gas on for nitrogen oxide oxidation to cool the desired temperature. Usually the temperature for the final reaction is 15 to 75 ° C with response times of up to 5 minutes or longer.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung, durch die das erfindungsgemäße Verfahren in kontinuierlicher Weise erläutert wird.The drawing shows a schematic representation the process according to the invention in a continuous manner is explained.

Ein größerer Anteil eines gasförmigen Stromes, der beispielsweise durch Ammoniakoxidation produziert wurde und Stickoxid, Stickstoffdioxid und Sauerstoff enthält und ein Molverhältnis von Stickoxid zu Stickstoffdioxid von wenigstens 2,0 besitzt, wird über Leitung 10 in den unteren Teil der Absorptionskammer 11 mit einem oder mehreren mit Packungen oder Füllkörpern versehenen Abschnitten 12, 13 und 14, die auf einem Druck von 1,12 bis 2,70 bar gehalten wird, eingeführt. Der gasförmige Strom geht aufwärts durch die Absorptionskammer 11 im Gegenstromkontakt mit einer wäßrigen Lösung, die eine basisch reagierende Ammoniumverbindung, wie beispielsweise ein Gemisch von Ammoniumcarbonat und Ammoniumbicarbonat, enthält. Die wäßrige Lösung wird in den oberen Teil der Kammer 11 über Leitung 15 eingeführt und fließt abwärts über die Packungen oder Füllkörper der Abschnitte 12, 13 und 14. Ein Teil der wäßrigen Lösung, der mit Ammoniumnitrit angereichert ist, wird als Rückführstrom von der Absorptionskammer 11 über Leitung 16 abgezogen und durch die Pumpe 17 durch die Kühlapparatur 18 geführt, worin der Rückführstrom auf die erwünschte Temperatur, wie beispielsweise 5 bis 25°C, gekühlt wird. Der aus der Kühlapparatur 18 kommende Rückführstrom wird über Leitung 19 und Leitung 15 zu der Absorptionskammer 11 zurückgeführt. Ein kleinerer Anteil des gasförmigen Stromes in Leitung 10 geht über Leitung 20 zu der Stickoxidoxidationseinrichtung 21, die in der Größe so bemessen ist, daß sie eine mittlere Reaktionszeit von 2 bis 5 min ergibt. Gegebenenfalls kann Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas dem gasförmigen Strom, der über Leitung 20 in die Oxidationseinrichtung 21 eingespeist wird, zugesetzt werden. Der gasförmige Strom aus der Leitung 20 geht aufwärts durch die Oxidationseinrichtung 21 mit der erwünschten Reaktionstemperatur wie 45°C bis 55°C, wobei ein wesentlicher Anteil, wie beispielsweise 80 bis 90% des Stickoxids zu Stickstoffdioxid oxidiert wird. Die Stickoxidoxidationseinrichtung 21 enthält Prallbleche 28, um ein Vermischen des Gases am einen Ende der Oxidationseinrichtung mit dem am anderen Ende zu verhindern. Das oxidierte Gas verläßt die Stickoxidoxidationseinrichtung 21 über Leitung 23 und geht zu der Absorptionskammer 11, wo das Gas unter dem mit Packungen oder Füllkörpern versehenen Abschnitt 13 eingespeist wird. Abgas aus der Kammer 11 wird über Leitung 26 ausgetragen. Ein Produktstrom, der eine mit Ammoniumnitrit angereicherte wäßrige Lösung ist und restliche basisch reagierende Ammoniumverbindungen enthält, wird aus dem Verfahren über Leitung 27 abgezogen.A larger proportion of a gaseous stream, which was produced, for example, by ammonia oxidation and contains nitrogen oxide, nitrogen dioxide and oxygen and has a molar ratio of nitrogen oxide to nitrogen dioxide of at least 2.0, is carried via line 10 into the lower part of the absorption chamber 11 with one or more Packs or packing sections 12, 13 and 14 , which is kept at a pressure of 1.12 to 2.70 bar, introduced. The gaseous stream goes up through the absorption chamber 11 in countercurrent contact with an aqueous solution containing a basic ammonium compound, such as a mixture of ammonium carbonate and ammonium bicarbonate. The aqueous solution is introduced into the upper part of the chamber 11 via line 15 and flows down over the packs or packing elements of the sections 12, 13 and 14 . A portion of the aqueous solution enriched with ammonium nitrite is withdrawn as a recycle stream from the absorption chamber 11 via line 16 and passed through the pump 17 through the cooling apparatus 18 , in which the recycle stream is brought to the desired temperature, for example 5 to 25 ° C. is cooled. The current coming from the cooling apparatus 18 recycle stream is recycled via line 19 and line 15 to the absorption chamber. 11 A smaller proportion of the gaseous stream in line 10 goes via line 20 to the nitrogen oxide oxidation device 21 , which is dimensioned such that it gives an average reaction time of 2 to 5 minutes. Optionally, oxygen or an oxygen-containing gas can be added to the gaseous stream which is fed into the oxidizing device 21 via line 20 . The gaseous stream from line 20 goes up through oxidizer 21 at the desired reaction temperature, such as 45 ° C to 55 ° C, with a substantial portion, such as 80 to 90%, of the nitrogen oxide being oxidized to nitrogen dioxide. The nitrogen oxide oxidizer 21 includes baffles 28 to prevent mixing of the gas at one end of the oxidizer with the other end. The oxidized gas leaves the nitrogen oxide oxidizing device 21 via line 23 and goes to the absorption chamber 11 , where the gas is fed in under the section 13 provided with packings or packing elements. Exhaust gas from chamber 11 is discharged via line 26 . A product stream, which is an aqueous solution enriched with ammonium nitrite and contains remaining basic ammonium compounds, is withdrawn from the process via line 27 .

In den folgenden Beispielen sind alle Teile und Prozentsätze Gewichtsteile und Gewichtsprozentsätze, wenn nichts anderes ausdrücklich angegeben ist.In the examples below are all parts and percentages Parts by weight and percentages by weight if nothing else is expressly stated.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)Example 1 (comparative example) Teil 1 (herkömmliches Verfahren)Part 1 (conventional method)

Ein Absorptionsturm mit drei Abschnitten mit Füllkörpern, gepackt mit Porzellansätteln von 2,5 und 5 cm, wie in der Zeichnung gezeigt ist, wurde bei etwa 11°C und bei Atmosphärendruck mit einer wäßrigen Lösung beschickt, die 5,5% Ammoniumbicarbonat und 16,4% Ammoniumcarbonat enthielt. Die Beschickung erfolgte mit einer Fließgeschwindigkeit von 516 Teilen je Stunde. Die Lösung in dem Turm wurde kontinuierlich und im Gegenstrom mit 518 Teilen je Stunde eines gasförmigen Stromes mit einer Temperatur von 35°C und der folgenden Volumenprozent-Zusammensetzung in Kontakt gebracht: 5,6% Wasserdampf, 79,2% Stickstoff, 8,25% Stickoxid, 0,92% Stickstoffdioxid und 5,96% Sauerstoff. Ein Teil der mit Ammoniumnitrit angereicherten wäßrigen Lösung wurde gekühlt und kontinuierlich zu der wäßrigen Beschickungslösung zurückgeführt. Ein Produktstrom wurde kontinuierlich von dem Rückführstrom mit einer Fließgeschwindigkeit von 598 Teilen je Stunde abgezogen, wobei dieser Strom 13,4% Ammoniumnitrit enthielt. Abgas aus dem Absorptionsturm enthielt 1,2 Vol.-% Stickstoffoxide.An absorption tower with three sections with packing, packed with porcelain saddles of 2.5 and 5 cm, as in the Drawing shown was at about 11 ° C and at atmospheric pressure charged with an aqueous solution containing 5.5% Contained ammonium bicarbonate and 16.4% ammonium carbonate. The feed was at a flow rate of 516 parts per hour. The solution in the tower became continuous  and one in counterflow with 518 parts per hour gaseous stream with a temperature of 35 ° C and the brought into contact the following volume percent composition: 5.6% water vapor, 79.2% nitrogen, 8.25% nitrogen oxide, 0.92% nitrogen dioxide and 5.96% oxygen. A Part of the aqueous solution enriched with ammonium nitrite was cooled and continuously added to the aqueous feed solution returned. A product stream became continuous of the recycle stream at a flow rate deducted from 598 parts per hour, taking this stream Contained 13.4% ammonium nitrite. Exhaust gas from the absorption tower contained 1.2% by volume of nitrogen oxides.

Teil 2 (Verfahren nach der Erfindung)Part 2 (method according to the invention)

In einem zweiten Versuch wurde der obige Absorptionsturm auf einem Druck von 1,65 bar gehalten und kontinuierlich mit einer wäßrigen Lösung der obigen Zusammensetzung mit einer Fließgeschwindigkeit von 516 Teilen je Stunde beschickt. Die Lösung in dem Turm wurde kontinuierlich und im Gegenstrom mit 466 Teilen je Stunde eines gasförmigen Stromes der obigen Zusammensetzung in Kontakt gebracht. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, wurden etwa 52 Teile je Stunde eines gasförmigen Stromes der obigen Zusammensetzung kontinuierlich in die Stickoxidoxidationseinrichtung eingespeist. Die Gastemperatur in der Stickoxidoxidationseinrichtung wurde auf 55°C gehalten, und etwa 90% des Stickoxids wurden in Stickstoffdioxid umgewandelt.In a second experiment, the above absorption tower kept at a pressure of 1.65 bar and continuously with an aqueous solution of the above composition fed at a flow rate of 516 parts per hour. The solution in the tower was continuous and countercurrent with 466 parts per hour of a gaseous Current of the above composition contacted. How shown in the drawing was approximately 52 parts per hour a gaseous stream of the above composition continuously fed into the nitrogen oxide oxidation device. The gas temperature in the nitrogen oxide oxidizer was kept at 55 ° C, and about 90% of the nitrogen oxide converted into nitrogen dioxide.

Der gasförmige Strom aus der Stickoxidoxidiereinrichtung mit etwa 55°C wurde kontinuierlich in den Absorptionsturm unmittelbar unter dem mittleren Abschnitt mit Füllkörpern eingespeist, an welchem Punkt in dem Turm die Absorption des Stickoxids etwa zu 95%, bezogen auf die Stickstoffoxide, die dem Turm unten zugeführt wurden, erfolgt war. Durch diese Zugabe von Stickstoffdioxid zu dem Absorptionsturm wurde das Molverhältnis des Gasgemisches von Stickstoffdioxid zu Stickoxid auf 2 bis 3 gesteigert. Ein Teil der wäßrigen Lösung am Boden des Turms, die mit Ammoniumnitrit angereichert war, wurde auf 11°C gekühlt und kontinuierlich zur wäßrigen Beschickungslösung zurückgeführt. Ein Produktstrom wurde kontinuierlich von dem Rückführstrom mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 600 Teilen je Stunde und einem Gehalt von etwa 14% Ammoniumnitrit abgezogen. Abgas aus dem Absorptionsturm enthielt etwa 0,06 Vol.-% Stickstoffoxide. Dies bedeutet eine überraschende Verminderung der Luftverschmutzung gegenüber dem herkömmlichen Verfahren. Ausbeuten an Ammoniumnitrit bis zu 95% der Theorie lassen sich erhalten, und es gibt nur wenig Ammoniumnitrat und Ammoniumnitrit enthaltenden Nebel in dem Abgas.The gaseous stream from the nitrogen oxide oxidizer at about 55 ° C was continuously in the absorption tower just below the middle section with packing fed in at which point in the tower the absorption about 95% of the nitrogen oxide, based on the nitrogen oxides, which were fed to the tower below. By this addition of nitrogen dioxide to the absorption tower became the molar ratio of the gas mixture of nitrogen dioxide to nitric oxide increased to 2 to 3. Part of the watery  Solution at the bottom of the tower enriched with ammonium nitrite was cooled to 11 ° C and continuously returned to the aqueous feed solution. A product stream was continuously fed from the recycle stream with a Flow rate of about 600 parts per hour and one Subtracted content of about 14% ammonium nitrite. Exhaust gas off the absorption tower contained about 0.06% by volume of nitrogen oxides. This means a surprising reduction in air pollution compared to the conventional method. Exploit of ammonium nitrite up to 95% of theory and there is little ammonium nitrate and ammonium nitrite containing mist in the exhaust gas.

Überraschenderweise nimmt die Menge an Ammoniumnitrat-Ammoniumnitritnebel in dem Abgas mit steigendem Druck ab, und bei 2,65 bar wird solcher Nebel nicht mehr festgestellt. Erwünschtermaßen liegt der Druck im Absorptionsturm bei 1,65 bis 231 bar.Surprisingly, the amount of ammonium nitrate ammonium nitrite mist increases in the exhaust gas with increasing pressure, and Such fog is no longer detected at 2.65 bar. Desirably, the pressure in the absorption tower is 1.65 up to 231 bar.

Erwünschtermaßen wurde das Abgas aus dem Turm durch einen herkömmlichen Venturigaswäscher geführt, bevor das Gas an die Atmosphäre abgegeben wurde. Wenn diese erfolgte, enthielt das Abgas aus dem Gaswäscher etwa 100 bis 170 ppm Stickstoffoxide. Das in dem Venturigaswäscher verwendete Wasser (oder eine wäßrige Lösung, die eine basisch reagierende Ammoniumverbindung enthält), kann zurückgeführt werden, um ein Gemisch von Ammoniumnitrit und Ammoniumnitrat mit einem Molverhältnis von Nitrit zu Nitrat von etwa 0,6 zu gewinnen.Desirably, the exhaust from the tower was through a conventional venturi scrubber performed before the gas the atmosphere was released. When this occurred, contained the exhaust gas from the scrubber is about 100 to 170 ppm Nitrogen oxides. That used in the venturi scrubber Water (or an aqueous solution that is a basic reagent Contains ammonium compound), can be recycled, a mixture of ammonium nitrite and ammonium nitrate with a molar ratio of nitrite to nitrate of about 0.6 to win.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)Example 2 (comparative example)

Das Verfahren des Beispiels 1, Teil 1 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß der Absorptionsturm auf einem Druck von 1,65 bar anstelle von Atmosphärendruck gehalten wurde. Überraschenderweise wurde der Gehalt an Stickstoffoxiden in dem Abgas aus dem Absorptionsturm bei Verwendung dieses Druckes von 1,65 bar auf 0,38 Vol.-% vermindert. In dem Abgas wurde wenig Ammoniumnitrat-Ammoniumnitritnebel festgestellt.The procedure of Example 1, Part 1 was repeated, however with the exception that the absorption tower on a Maintained pressure of 1.65 bar instead of atmospheric pressure has been. Surprisingly, the nitrogen oxide content in the exhaust gas from the absorption tower when in use this pressure reduced from 1.65 bar to 0.38 vol .-%. In  little ammonium nitrate-ammonium nitrite mist appeared in the exhaust gas detected.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)Example 3 (comparative example)

Das Verfahren des Beispiels 1, Teil 2 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß der Absorptionsturm auf Atmosphärendruck statt auf 1,65 bar gehalten wurde. Das Abgas aus dem Absorptionsturm enthielt etwa 0,87 Vol.-% Stickstoffoxide plus eine wesentliche Menge an Ammoniumnitrat-Ammoniumnitritnebel.The procedure of Example 1, Part 2 was repeated, however with the exception that the absorption tower is at atmospheric pressure instead of being kept at 1.65 bar. The exhaust off the absorption tower contained approximately 0.87% by volume of nitrogen oxides plus a substantial amount of ammonium nitrate ammonium nitrite mist.

Bezüglich der Umweltverschmutzung mit Stickstoffoxiden im Abgas zeigt dieses Beispiel durch Zusammenstellung der Werte der Beispiele 1 bis 3, daß eine synergistische Verbesserung aus einer Kombination von geringem Überdruck in dem Absorptionssystem mit später Zugabe von ergänzenden Mengen an Stickoxid zu dem Absorptionssystem nach der Erfindung resultiert.Regarding pollution with nitrogen oxides in the Exhaust gas shows this example by compiling the values of Examples 1 to 3 that a synergistic improvement from a combination of low positive pressure in the absorption system with later addition of additional quantities Nitric oxide to the absorption system according to the invention results.

Tabelle table

Absorptionssystem Absorption system

Claims (3)

1.Verfahren zur Herstellung von Ammoniumnitrit durch Absorption eines Stickoxid, Stickstoffdioxid, Sauerstoff und wenigstens 65 Vol.-% Inertgas enthaltenden Gases mit einem Molverhältnis von Stickoxid zu Stickstoffdioxid von wenigstens 2,0 in einem auf einem Druck von 1,12 bis 2,70 bar gehaltenen Absorptionssystem mit einer wäßrigen, eine basisch reagierende Ammoniumverbindung enthaltenden Absorptionslösung mit einer Normalität von wenigstens 0,10 bezüglich der basisch reagierenden Ammoniumverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man dem in dem Absorptionssystem zu absorbierenden Gas, wenn die Absorption der Stickstoffoxide, bezogen auf den Gehalt der Stickstoffoxide in dem eintretenden Gas, zu 50 bis 99% erfolgt ist, zusätzliches Stickstoffoxid in solcher Menge zusetzt, daß man ein Molverhältnis von Stickstoffdioxid zu Stickoxid in dem resultierenden Gemisch zwischen 1 und 4 bekommt.1.A process for the production of ammonium nitrite by absorption of a gas containing nitrogen oxide, nitrogen dioxide, oxygen and at least 65% by volume of inert gas with a molar ratio of nitrogen oxide to nitrogen dioxide of at least 2.0 in one at a pressure of 1.12 to 2.70 bar-held absorption system with an aqueous absorption solution containing a basic ammonium compound with a normality of at least 0.10 with respect to the basic ammonium compounds, characterized in that the gas to be absorbed in the absorption system when the absorption of nitrogen oxides, based on the content 50 to 99% of the nitrogen oxides in the incoming gas is added, additional nitrogen oxide is added in such an amount that a molar ratio of nitrogen dioxide to nitrogen oxide in the resulting mixture of between 1 and 4 is obtained. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als basisch reagierende Ammoniumverbindung Ammoniumcarbonat, Ammoniumbicarbonat und/oder Ammoniumhydroxid verwendet.2. The method according to claim 1, characterized in that ammonium carbonate is used as the basic ammonium compound, Ammonium bicarbonate and / or ammonium hydroxide used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das aus dem Absorptionssystem austretende Abgas zusätzlich in einem Venturigaswäscher mit Wasser behandelt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust gas emerging from the absorption system additionally treated with water in a Venturi gas scrubber.
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