KR101669963B1 - Process for manufacturing nitrogen tetroxide - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사산화질소의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이산화질소(NO2), 일산화질소(NO), 수분 및 질산 불순물이 함유된 농질산(HNO3) 제조 공정의 기체스트림에, 산소(O2)를 주입하여 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)의 비율을 조절하는 1단계; 상기 비율이 전환된 기체스트림을 냉각수로 처리하여 수분 및 질산 불순물을 액화시켜 제거하는 2단계; 및 상기 수분 및 질산 불순물이 제거된 기체스트림을 0 내지 20℃의 온도 및 0.9 내지 2bar의 압력조건에서 응축하여 사산화질소(N2O4)를 제조하는 3단계를 포함함으로써, 종래 고압의 조건이나 저온 냉매의 사용 없이 순도 및 수율이 높은 사산화질소를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention, more particularly to nitrogen dioxide (NO 2), nitrogen monoxide (NO), a gas stream of water and nitric acid containing concentrated nitric acid (HNO 3) manufacturing process, impurity, oxygen relates to a method of use of nitric oxide ( O 2 ) to control the ratio of nitrogen monoxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ); A second step of liquefying and removing water and nitric acid impurities by treating the gas stream converted by the ratio with cooling water; And a third step of producing nitrogen oxide (N 2 O 4 ) by condensing the gas stream from which the moisture and nitric acid impurities have been removed at a temperature of 0 to 20 ° C and a pressure of 0.9 to 2 bar, Or a method of producing nitrogen dioxide having high purity and yield without using a low-temperature refrigerant.
Description
본 발명은 농질산 공정으로부터 생성된 질소산화물을 이용하여 순도 및 수율이 높은 사산화질소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing nitrogen monoxide having high purity and yield by using nitrogen oxide produced from a nitric acid production process.
사산화질소(nitrogen tetroxide, N2O4)의 산업적인 생산은 오래 전부터 시작되었으며, 근래에는 로켓 엔진에 사용되는 산화제로서 사산화질소가 사용되고 있다.Industrial production of nitrogen tetroxide (N 2 O 4 ) has long been in production, and in recent years nitrogen dioxide has been used as an oxidizing agent for rocket engines.
일반적으로 사산화질소는 암모니아 기체의 산화 반응을 통해 제조하는 방법이 개시되어 있다. [한국등록특허 제501,462호]Generally, nitrogen dioxide is produced through an oxidation reaction of ammonia gas. [Korean Patent No. 501,462]
그러나 상기 사산화질소는 물 또는 비휘발성의 미립자 등의 불순물이 함유되어 있어, 로켓 추진 장치의 필터, 밸브 및 노즐이 막히는 문제점이 발생할 수 있다.However, since the nitrogen oxides contain impurities such as water or non-volatile fine particles, the filters, valves and nozzles of the rocket propulsion apparatus may be clogged.
상기 문제점을 해결하고자 대기중의 공기를 이용하여 일산화질소를 이산화질소로 전환하고, 고압의 압력과 저온의 냉매를 이용하여 이산화질소를 응축한 다음, 불활성 기체를 반응계 외부로 배출하여 고순도의 사산화질소를 제조하는 방법이 개시되어 있다.In order to solve the above problems, it has been proposed to convert nitrogen monoxide to nitrogen dioxide using atmospheric air, to condense nitrogen dioxide using high pressure and low temperature refrigerant, and then to discharge an inert gas to the outside of the reaction system, A method for producing the same is disclosed.
상기 방법은 사산화질소의 순도는 높으나 사산화질소를 응축시키기 위해서는 다량의 불활성 기체가 사용되어 약 10bar 수준의 과도한 시스템 운전 압력과 약 -9℃ 의 저온의 냉매가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 가스 중의 질소, 산소 등 불순물을 제거하는 설비가 추가적으로 필요하게 되어 제조시간이 길어지고 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.In this method, the purity of nitrogen dioxide is high, but a large amount of inert gas is used to condense the nitrogen oxide, which is disadvantageous in that an excessive system operating pressure of about 10 bar and a low-temperature refrigerant of about -9 ° C are required. In addition, a facility for removing impurities such as nitrogen and oxygen in the gas is additionally required, which increases the manufacturing time and increases the manufacturing cost.
한편, 희질산을 농축시켜 농질산을 제조하는 공정에서는 98중량%의 농질산과 함께 질소산화물(NOx)이 생성된다.On the other hand, nitrogen oxides (NOx) are produced together with 98 wt% of concentrated hydrochloric acid in the process of producing agricultural chemicals by concentrating the dilute acids.
상기 질소산화물은 희질산을 제조하는데 재사용되나, 그 과정에서 생성된 미반응 질소산화물은 대기 중으로 배출되어 대기오염을 유발할 수 있는 문제점이 있다.The nitrogen oxides are reused to produce a dilute acid, but the unreacted nitrogen oxides generated in the process are discharged to the atmosphere, which may cause air pollution.
상기 문제점을 해결하기 위하여 미국공개특허 제5,206,002호에서는 오존을 배기가스 스트림에 주입하여 일산화질소를 오산화이질소(N2O5)로 전환시킴으로써 질소산화물의 배출량을 감소시키는 방법을 개시하고 있다.In order to solve the above problem, U.S. Patent No. 5,206,002 discloses a method of reducing nitrogen oxide emissions by injecting ozone into an exhaust gas stream to convert nitrogen monoxide to dinitrogen monoxide (N 2 O 5 ).
상기 방법은 후처리 공정에 오존을 추가로 주입하여, 별도의 오존 제조 설비가 요구되고 노후된 공장에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
This method is problematic in that ozone is further injected into the post-treatment process, which requires a separate ozone production facility and is difficult to apply to an old factory.
본 발명은 농질산 제조공정에서 생성되는 미반응 질소산화물을 재활용하여 고순도의 사산화질소로 제조하고, 동시에 오존을 주입하는 후처리 공정이 없이 질소산화물을 저감할 수 있는 사산화질소의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a method for producing nitrogen oxide which can reduce nitrogen oxides without recycling unreacted nitrogen oxides produced in a nitric acid production process to produce high purity nitrogen dioxide and simultaneously injecting ozone The purpose is to do.
또한, 본 발명은 고압의 운전조건 및 저온의 냉매를 사용하지 않으면서, 제조시간이 단축되고 제조비용을 절감시킬 수 있는 사산화질소의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a method for producing nitrogen dioxide which can shorten the production time and reduce the manufacturing cost without using high-pressure operating conditions and low-temperature refrigerant.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 이산화질소(NO2), 일산화질소(NO), 수분 및 질산 불순물이 함유된 농질산(HNO3) 제조 공정의 기체스트림에, 산소(O2)를 주입하여 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)의 비율을 조절하는 1단계; 상기 비율이 전환된 기체스트림을 냉각수로 처리하여 수분 및 질산 불순물을 액화시켜 제거하는 2단계; 및 상기 수분 및 질산 불순물이 제거된 기체스트림을 0 내지 20℃의 온도 및 0.9 내지 2bar 압력조건에서 응축하여 사산화질소(N2O4)를 제조하는 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사산화질소의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a process for producing hydrogen peroxide (O 2 ) by injecting oxygen (O 2 ) into a gas stream of a nitric acid (HNO 3 ) production process containing nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrogen monoxide A first step of controlling the ratio of nitrogen (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ); A second step of liquefying and removing water and nitric acid impurities by treating the gas stream converted by the ratio with cooling water; And oxidizing yarn comprising the three steps of the manufacturing the water and nitrate impurities to condense from the removed gas stream 0 to a temperature of 20 ℃ and 0.9 to 2bar pressure conditions used nitric oxide (N 2 O 4) A method for producing nitrogen is provided.
상기 농질산(HNO3) 제조 공정의 기체스트림은 이산화질소(NO2) 2mol% 미만, 일산화질소(NO) 2mol% 미만, 수분 1mol% 미만 및 질산 불순물 0.5mol% 미만을 함유할 수 있다.The gas stream of the HNO 3 production process may contain less than 2 mol% nitrogen dioxide (NO 2 ), less than 2 mol% nitrogen monoxide (NO), less than 1 mol% water and less than 0.5 mol% nitrate impurities.
상기 농질산(HNO3) 제조 공정은 황산과 질산을 혼합 증류하여 질산에 함유된 수분을 황산에 흡수시키는 것으로, 제조된 농질산은 90중량% 이상의 고농도일 수 있다.The HNO 3 production process mixes sulfuric acid and nitric acid with each other to absorb water contained in nitric acid into sulfuric acid. The produced nitric acid may be at a high concentration of 90 wt% or more.
상기 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)의 비율은 95:5 내지 50:50 중량부일 수 있다.The ratio of the nitrogen monoxide (NO) to the nitrogen dioxide (NO 2 ) may be 95: 5 to 50:50 parts by weight.
상기 3단계는 0 내지 10℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있다.The third step may be performed at a temperature of 0 to 10 ° C.
상기 제조된 사산화질소(N2O4)는 순도가 96.0중량% 이상이고, 수율이 80 내지 99%일 수 있다.The produced nitrogen dioxide (N 2 O 4 ) may have a purity of 96.0 wt% or more and a yield of 80 to 99%.
상기 3단계 후 응축된 사산화질소를 0 내지 70℃의 온도 및 0.5 내지 2bar의 압력에서 용해시킨 후 재응축하여 사산화질소(N2O4)를 정제하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
The step 3 may further include a step of dissolving the condensed nitrogen dioxide at a temperature of 0 to 70 ° C. and a pressure of 0.5 to 2 bar, followed by recondensing to purify the nitrogen oxide (N 2 O 4 ).
본 발명에 따른 사산화질소의 제조방법은 고압의 조건이나 저온 냉매의 사용 없이 고순도의 사산화질소를 제조할 수 있는 이점이 있다. 이로 인해 제조시간이 단축되고 에너지 소비량을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.The method of producing nitrogen dioxide according to the present invention has an advantage that high purity nitrogen dioxide can be produced without using a high-pressure condition or a low-temperature refrigerant. This has the advantage of reducing manufacturing time and energy consumption.
또한, 본 발명에 따른 사산화질소의 제조방법은 농질산 제조공정에서 발생하는 질소산화물을 이용하여 단순한 공정을 통해 사산화질소를 제조할 수 있는 이점이 있다. 이로 인해 대기 중으로 배출되는 질소산화물을 저감할 수 있는 이점이 있다.
In addition, the method of producing nitrogen dioxide according to the present invention is advantageous in that it can produce nitrogen dioxide through a simple process using nitrogen oxide generated in a nitric acid production process. This has the advantage of reducing the amount of nitrogen oxides discharged into the atmosphere.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사산화질소 제조공정의 흐름도이다.1 is a flow chart of a process for producing nitrogen dioxide according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 농질산 공정으로부터 순도 및 수율이 높은 사산화질소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing nitrogen monoxide having a high purity and yield from a nitrification process.
이하, 본 발명은 도 1과 같은 공정을 거치며 각 단계를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 사산화질소의 제조방법은 이산화질소(NO2), 일산화질소(NO), 수분 및 질산 불순물이 함유된 농질산(HNO3) 제조 공정의 기체스트림에, 산소(O2)를 주입하여 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)의 비율을 조절하는 1단계;The method for producing nitrogen dioxide according to the present invention is characterized in that oxygen (O 2 ) is injected into a gas stream of a nitric acid (HNO 3 ) production process containing nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrogen monoxide (NO), water and nitric acid impurities ( 1 ) controlling the ratio of nitrogen monoxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 );
상기 비율이 전환된 기체스트림을 냉각수로 처리하여 수분 및 질산 불순물을 액화시켜 제거하는 2단계; 및 상기 수분 및 질산 불순물이 제거된 기체스트림을 0 내지 20℃의 온도 및 0.9 내지 2bar 압력조건에서 응축하여 사산화질소(N2O4)를 제조하는 3단계를 포함한다.A second step of liquefying and removing water and nitric acid impurities by treating the gas stream converted by the ratio with cooling water; And a third step of producing nitrogen oxide (N 2 O 4 ) by condensing the gas stream from which the moisture and nitric acid impurities have been removed at a temperature of 0 to 20 ° C and a pressure of 0.9 to 2 bar.
우선, 희질산(60~67중량%)과 탈수제를 농축 컬럼에 투입하여 희질산을 농축시키는 농질산 제조 공정이 이루어진다.First, nitric acid (60 to 67 wt%) and a dehydrating agent are put into a concentrating column to produce a nitric acid producing step of concentrating the dilute acid.
구체적으로 상기 농축 컬럼의 상부에서 탈수제인 황산과 희질산이 유입되 어 1 내지 5 bar, 100 내지 180℃의 조건에서 혼합 증류된 다음 농축된 질산이 제조된다.Specifically, sulfuric acid and dilute acid, which are dehydrating agents, are introduced into the upper portion of the concentration column, and mixed and distilled at 1 to 5 bar and 100 to 180 ° C to produce concentrated nitric acid.
이때 상기 황산은 물의 상대 휘발성을 감소시키기 위하여 농도가 80 내지 93중량%인 것일 수 있으며, 바람직하기로는 80 내지 90중량%인 것이 좋다.At this time, the sulfuric acid may have a concentration of 80 to 93% by weight, preferably 80 to 90% by weight, in order to reduce the relative volatility of water.
또한, 상기 농질산 제조공정 중에 질산중의 수분을 제거하기 위하여 농질산 제조공정에 사용되는 총 원료 100 중량부에 대하여 황산은 150 내지 300 중량부가 혼합될 수 있으며, 바람직하기로는 200 내지 250 중량부인 것이 좋다.In order to remove moisture in the nitric acid during the nitric acid production process, 150 to 300 parts by weight of sulfuric acid may be mixed with 100 parts by weight of the total raw materials used in the nitric acid production process, preferably 200 to 250 parts by weight .
이러한 공정을 거쳐 제조된 질산은 수분 함유량이 감소하여 90중량% 이상의 농도인 것이며, 사용된 황산은 별도의 황산 농축 공정을 거쳐 재사용된다.The nitric acid produced through such a process has a reduced moisture content and a concentration of 90 wt% or more, and the sulfuric acid used is reused through a separate sulfuric acid concentration process.
이때 상기 공정은 질산과 함께 질소산화물을 포함하는 기체스트림이 발생되며, 본 발명에서는 상기 기체스트림을 사용하여 고순도의 사산화질소를 제조한다.In this process, a gas stream containing nitrogen oxides together with nitric acid is generated. In the present invention, the gas stream is used to produce high purity nitrogen dioxide.
상기 기체스트림은 이산화질소(NO2) 2mol% 미만, 일산화질소(NO) 2mol% 미만, 수분 1mol% 미만 및 질산 불순물 0.5mol% 미만을 함유할 수 있다.The gas stream may contain less than 2 mol% nitrogen dioxide (NO 2 ), less than 2 mol% nitrogen monoxide (NO), less than 1 mol% water and less than 0.5 mol% nitrate impurities.
이때 수분 및 질산 불순물의 농도가 상기 범위를 초과하는 경우에는 제조된 사산화질소의 응축 시 저온 고압의 공정이 요구되므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
In this case, when the concentration of water and nitric acid impurities exceeds the above range, it is preferable to maintain the above range since a process of low temperature and high pressure is required in the condensation of the produced nitrogen oxide.
본 발명의 1단계에서는 상기 기체스트림에 산소(O2)를 주입하여 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)의 비율을 조절한다. 상기 산소는 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 전환([NO + 1/2 O2 → NO2])하므로 산소의 주입량에 의해 일산화질소와 이산화질소의 비율을 조절할 수 있다.In the first step of the present invention, oxygen (O 2 ) is injected into the gas stream to regulate the ratio of nitrogen monoxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ). Since the oxygen converts nitrogen monoxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ) ([NO + 1/2 O 2 → NO 2 ]), the ratio of nitrogen monoxide and nitrogen dioxide can be controlled by the amount of oxygen injected.
상기 농질산 제조공정에서 발생되는 기체스트림에 함유되는 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)의 비율은 95:5 내지 50:50 중량부일 수 있다.The ratio of nitrogen monoxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ) contained in the gas stream generated in the nitric acid producing step may be 95: 5 to 50:50 parts by weight.
또한, 상기 산소 주입량은 제어비율을 고려하여 일산화질소 1당량에 대하여 1 내지 2당량 비율로 사용하는 것이 바람직하다.The amount of oxygen injected is preferably 1 to 2 equivalents based on 1 equivalent of nitrogen monoxide in consideration of the control ratio.
이러한 산소 주입은 상온 및 상압에서 수행된다.
This oxygen implantation is performed at room temperature and atmospheric pressure.
다음으로, 2단계에서는 상기 비율로 전환된 기체스트림을 냉각수로 처리하여 수분 및 질산 불순물을 액화시켜 제거한다.Next, in the second step, the gas stream converted to the above ratio is treated with cooling water to remove water and nitric acid impurities by liquefaction.
상기 냉각수는 20 내지 40℃의 온도를 유지하는 것이 좋다.
It is preferable that the cooling water maintains a temperature of 20 to 40 캜.
그 이후, 3단계에서는 상기 수분 및 질산 불순물이 제거된 기체스트림을 0 내지 20℃의 온도 및 0.9 내지 2bar의 압력조건에서 응축하여 사산화질소(N2O4)를 제조한다. 이때, 상기 온도는 0 내지 10℃가 바람직하다.Thereafter, in step 3, the gas stream from which the moisture and nitric acid impurities have been removed is condensed at a temperature of 0 to 20 ° C and a pressure of 0.9 to 2 bar to produce nitrogen dioxide (N 2 O 4 ). At this time, the temperature is preferably 0 to 10 占 폚.
또한, 본 발명은 사산화질소의 정제 공정을 추가로 수행할 수 있다. 상기 정제 공정은 응축된 사산화질소를 0 내지 70℃의 온도(바람직하기로는 30 내지 50℃), 0.5 내지 2bar의 압력에서 용해시킨 다음 재응축하여 순도가 높은 사산화질소를 수득할 수 있다.
Further, the present invention can further carry out a purification step of nitrogen dioxide. The purification process can dissolve the condensed nitrogen dioxide at a temperature of 0 to 70 DEG C (preferably 30 to 50 DEG C) at a pressure of 0.5 to 2 bar, and then recondense to obtain high purity nitrogen dioxide.
본 발명은 상기와 같이 농질산의 제조 공정에서 발생되는 기체스트림을 사용하여 사산화질소를 제조하는 것으로, 폐기물의 재활용 측면에서 유용할 뿐만 아니라 종래에 비해 마일드(mild)한 조건에서 반응을 수행하여 고순도(96.0중량% 이상)의 사산화질소를 제조할 수 있는 이점이 있다. 이때, 사산화질소의 수율은 80 내지 99%이다.
The present invention is to produce nitrogen dioxide using a gas stream generated in the production process of agricultural chemicals as described above, and is useful not only in terms of recycling of wastes but also in a mild condition as compared with the prior art, (96.0% by weight or more) of nitrogen oxides can be produced. At this time, the yield of nitrogen dioxide is 80 to 99%.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.
실시예Example 1 One
67중량%의 농도를 갖는 희질산 100중량%와 89중량%의 농도를 갖는 황산 220중량%를 질산 농축 컬럼에 투입한 다음, 2bar, 160℃의 조건에서 혼합 증류하여 90중량%의 질산을 제조하였다.100 wt.% Of dilute acid having a concentration of 67 wt.% And 220 wt.% Of sulfuric acid having a concentration of 89 wt.% Were charged into a nitric acid concentration column and mixed and distilled at 2 bar and 160 ° C to prepare 90 wt.% Nitric acid .
상기 제조된 90중량%의 질산을 분리탑 하단에 설치된 열교환기에서 약 160℃로 가열하고, 열교환기 상단의 기체스트림(이산화질소 2mol%, 일산화질소 2mol%미만, 수분 1mol%, 질산 불순물 0.5mol% 및 나머지는 이외의 불순물)을 분리탑에 공급하였다.The prepared 90 wt% nitric acid was heated to about 160 캜 in a heat exchanger provided at the lower end of the separation tower and a gas stream (2 mol% of nitrogen dioxide, less than 2 mol% of nitrogen monoxide, 1 mol% of water and 0.5 mol% And other impurities) were supplied to the separation tower.
상기 기체스트림에 산소를 8LPM 공급하여 일산화질소를 이산화질소로 전환한 다음, 분리탑 상부에 발생되는 기체를 약 30℃ 냉각수로 냉각하여 수분 및 질산 등 불순물을 제거하였다. 이때 상기 일산화질소는 50중량부에서 0중량부로 전환되고, 이산화질소는 50중량부에서 100중량부로 전환되었다.8LPM of oxygen was supplied to the gas stream to convert nitrogen monoxide to nitrogen dioxide, and the gas generated in the upper part of the separation column was cooled with cooling water at about 30 ° C to remove impurities such as water and nitric acid. At this time, the nitrogen monoxide was changed from 50 parts by weight to 0 part by weight, and the nitrogen dioxide was changed from 50 parts by weight to 100 parts by weight.
그 후 0℃, 0.9bar의 조건에서 불순물이 제거된 기체스트림을 응축시켜 사산화질소를 제조하였다.
Then, the gas stream from which the impurities were removed was condensed at 0 ° C and 0.9 bar to produce N 2 O 2.
실시예Example 2 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 불순물이 제거된 기체스트림의 응축조건을 15℃, 1bar의 조건으로 변경하여 실시하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the condensation conditions of the gas stream from which impurities were removed were changed at 15 ° C and 1 bar.
실시예Example 3 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 순산소를 10LPM 공급하는 것으로 변경하여 실시하였다.
The procedure of Example 1 was repeated except that pure oxygen was supplied at 10 LPM.
실시예Example 4 4
상기 실시예 2와 동일하게 실시하되, 응축된 사산화질소를 50℃로 가열하여 미량의 수분 및 질산 등 불순물을 제거한 후 0℃, 1bar 조건에서 2차로 재응축하였다.
The condensed N 2 O was heated to 50 ° C to remove impurities such as water and nitric acid, and then recycled in a second step at 0 ° C and 1 bar.
비교예Comparative Example 1 One
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 불순물이 제거된 기체스트림에 산소를 공급하는 공정을 생략하고 실시하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the step of supplying oxygen to the gas stream from which impurities were removed was omitted.
비교예Comparative Example 2 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 산소 대신 대기중의 공기를 기체스트림에 공급하여 실시하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that air in the air was supplied to the gas stream instead of oxygen.
비교예Comparative Example 3 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 불순물이 제거된 기체스트림의 응축조건을 30℃, 1.0bar의 조건으로 변경하여 실시하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the condensation conditions of the gas stream from which the impurities were removed were changed at 30 ° C and 1.0 bar.
비교예Comparative Example 4 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 산소 대신 대기중의 공기를 이용하여 일산화질소를 이산화질소로 전환하고, 불순물이 제거된 기체스트림의 응축조건을 12bar, 10℃의 조건으로 변경하여 실시하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the nitrogen monoxide was converted into nitrogen dioxide by using atmospheric air instead of oxygen and the condensation conditions of the impurity-removed gas stream were changed at 12 bar and 10 ° C.
실험예Experimental Example
상기 실시예 및 비교예로부터 제조된 사산화질소는 고성능 액체크로마토그래피를 사용하여 순도 및 수율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
The purity and yield of nitrogen dioxide prepared from the above Examples and Comparative Examples were measured using high performance liquid chromatography. The results are shown in Table 1 below.
일산화질소의 함량(중량%)In the gas stream
Content of nitrogen monoxide (% by weight)
순도(중량%)Nitrogen oxide
Purity (% by weight)
수율(%)Nitrogen oxide
yield(%)
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4에서 사용된 기체스트림은 일산화질소의 함량이 매우 낮은 것을 알 수 있었으며, 이로부터 제조된 사산화질소의 순도가 96 중량% 이상, 수율이 90% 이상으로 매우 높은 것을 알 수 있었다.As shown in Table 1, the gas stream used in Examples 1 to 4 of the present invention had a very low content of nitrogen monoxide, and the purity of the nitrogen dioxide produced from the gas stream was 96% by weight or more, Which is higher than 90%.
반면에 비교예 1 내지 4에서 사용된 기체스트림은 일산화질소의 함량이 높거나 기체스트림이 미응축되어, 이로부터 제조된 사산화질소의 순도 및 수율이 현저히 낮아진 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, it was confirmed that the gas streams used in Comparative Examples 1 to 4 had a high content of nitrogen monoxide or a non-condensed gas stream, and the purity and yield of the nitrogen dioxide produced therefrom were remarkably lowered.
Claims (7)
상기 비율이 전환된 기체스트림을 냉각수로 처리하여 수분 및 질산 불순물을 액화시켜 제거하는 2단계; 및
상기 수분 및 질산 불순물이 제거된 기체스트림을 0 내지 20℃의 온도 및 0.9 내지 2bar의 압력조건에서 응축하여 사산화질소(N2O4)를 제조하는 3단계를 포함하며,
상기 농질산(HNO3) 제조 공정의 기체스트림은 이산화질소(NO2) 2mol% 미만, 일산화질소(NO) 2mol% 미만, 수분 1mol% 미만 및 질산 불순물 0.5mol% 미만을 함유하고,
상기 농질산(HNO3) 제조 공정은 황산과 질산을 혼합 증류하여 질산에 함유된 수분을 황산에 흡수시키는 것으로, 제조된 농질산은 90중량% 이상의 고농도이며,
상기 산소 주입량은 일산화질소 1당량에 대하여 1 내지 2당량비율인 것을 특징으로 하는 사산화질소의 제조방법.
Nitrogen dioxide (NO 2), nitrogen monoxide (NO), the water and nitric acid doping of concentrated nitric acid (HNO 3) in the gas stream of a manufacturing process, oxygen (O 2) for injecting the nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2) A first step of adjusting the ratio of
A second step of liquefying and removing water and nitric acid impurities by treating the gas stream converted by the ratio with cooling water; And
(N 2 O 4 ) by condensing the gas stream from which the moisture and nitric acid impurities have been removed at a temperature of 0 to 20 ° C. and a pressure of 0.9 to 2 bar,
The gas stream of the HNO 3 production process contains less than 2 mol% of nitrogen dioxide (NO 2 ), less than 2 mol% of nitrogen monoxide (NO), less than 1 mol% of water and less than 0.5 mol%
The HNO 3 production process mixes sulfuric acid and nitric acid to distill water to absorb the water contained in the nitric acid. The produced nitric acid has a high concentration of 90 wt% or more,
Wherein the oxygen injection amount is 1 to 2 equivalents based on 1 equivalent of nitrogen monoxide.
The method according to claim 1, wherein the ratio of nitrogen monoxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ) is 95: 5 to 50:50 parts by weight.
[2] The method according to claim 1, wherein the third step is performed at a temperature of 0 to 10 [deg.] C.
The method according to any one of claims 1, 4 and 5, wherein the produced nitrogen dioxide (N 2 O 4 ) has a purity of 96.0 wt% or more and a yield of 80 to 99% ≪ / RTI >
Of claim 1, claim 4 and claim according to any one of items 5, after the third step condensed material was dissolved at a pressure of temperature and 0.5 to 2bar of the condensed use of nitric oxide from 0 to 70 ℃ use of nitric oxide (N 2 O < / RTI > 4 ). ≪ / RTI >
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