PL50892B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano 31.111.1966 50892 KI. 12 k, 1/18 MKP COlc A\fi »tt*| Wspóltwórcy wynalazku: prof. dr inz. Stefan Pawlikowski, dr inz. Sta¬ nislaw Ristron Wlasciciel patentu: Zaklady Azotowe „Kedzierzyn", Kedzierzyn (Polska) Sposób wytwarzania wodnego roztworu azotanu amonowego z roztworu azotynu amonowego Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia wodnego roztworu azotanu amonowego z roz¬ tworu azotynu amonowego, zwlaszcza pochodzace¬ go z amoniakalnej absorpcji tlenków azotu z gazów nitrozowych, polegajacy na rozkladzie azotynu kwasem azotowym.Tak zwana inwersja azotynu przebiega latwo i praktycznie ilosciowo w przypadku azotynów metali alkalicznych. W przypadku azotynu amono¬ wego obok pozadanej reakcji inwersji 3 NH4N02 + 2 HN03 = 3 NH4NO3 + 2 NO + H20 zachodzi wedlug reakcji NH4N02 = N2 + 2H20 rozklad azotynu amonowego z wydzieleniem azotu molekularnego powodujacy strate azotu zwiaza¬ nego. Rozklad ten w pewnych warunkach moze miec przebieg wybuchowy. Ze wzgledów bezpie¬ czenstwa nalezy unikac duzych ilosci roztworu azotynu, zwlaszcza w urzadzeniu sluzacym do prze¬ prowadzania inwersji. Z drugiej strony inwersje nalezy prowadzic w miare mozliwosci w sposób ciagly poddajac jej natychmiast otrzymywany roz¬ twór azotynu.Teoretycznie nie jest mozliwe przeprowadzenie reakcji pozadanej, która wymaga przejscia z od¬ czynu alkalicznego do odczynu kwasnego bez po¬ wstania reakcji szkodliwej, poniewaz azotyn amo¬ nowy dosc trwaly w roztworze przy pH )8 jest bardzo nietrwaly w granicach pH = 4—8, a przez 10 25 te strefe odczynu nalezy przejsc zanim otrzyma sie roztwór kwasny, w którym zachodzi reakcja in¬ wersji. Równiez wysoka temperatura sprzyja roz¬ kladowi azotynu amonowego, zas stosowanie tem¬ peratury niskiej, obnizajace szybkosc inwersji, wymaga dluzszego czasu reakcji, co powoduje nie¬ korzystne gromadzenie sie wiekszej ilosci inwer¬ towanego roztworu.Sposób prowadzenia inwersji znany w zastoso¬ waniu do azotynów metali alkalicznych polega na wprowadzaniu na szczyt wiezy z wypelnieniem roztworu azotynu oraz kwasu azotowego, które mieszajac sie ze soba i sciekajac po wypelnieniu wydzielaja tlenek azotu odprowadzany z wiezy do utlenienia i absorpcji. Czesto wprowadza sie od dolu do wiezy powietrze, tlen lub powietrze wzbogacone w tlen aby ulatwic usuwanie tlenku azotu oraz rozpoczac jego utlenianie juz w tej sa¬ mej wiezy.Sposób ten w przypadku azotynu amonowego bylby niewlasciwy i niebezpieczny. Wypelnienie wiezy stwarza bowiem mozliwosc gromadzenia sie stalego azotynu bardzo wybuchowego w przestrze¬ niach nieprzeimywanych przez ciecz. Ponadto na wypelnieniu wiezy w róznych miejscach panuja niejednakowe warunki reakcji jak lokalne prze¬ grzania, niedostatecznie szybkie zakwaszenie itp.W najlepszym razie jesli nie nastepuja wybuchy, wydajnosc przeliczona na azot zwiazany nie prze¬ kracza 70Ve. 508923 50892 4 Znane jest wprowadzanie do cieczy gazu w sta¬ nie wielkiego rozdrobnienia. Srodki aparaturowe do rozdrabniania gazu sa równiez znane. Na przy¬ klad dna z drobnymi otworami, plyty z masy po¬ rowatej itp. Przy mniejszej ilosci gazu powstaje barbotaz, co oznacza, ze faza ciekla, ciagla, zawie¬ ra wznoszace sie pecherzyki gazu. Przy tym ciecz moze pozostawac w stanie stacjonarnym lub ply¬ nac w dowolnym kierunku. Powyzej pewnego sto¬ sunku objetosci gazu do objetosci cieczy faza ciek¬ la, a co najmniej znaczna jej czesc traci ciaglosc, rozdrabniajac sie w fazie gazowej i nie moze juz plynac w innym kierunku niz gaz, który ja pory¬ wa. Jest to stan' spienienia, o którym jest mowa W dalszej czesci niniejszego opisu. Znane jest prze¬ prowadzanie pewnyeh reakcji chemicznych w sta¬ nie spienienia" cieczy w gazie, jednakze stan ten nie byl stosowany do konwersji roztworów azo¬ tynu.Okazalo sie, ze spienienie wodnego roztworu azo¬ tynu gazem stwarza doskonale warunki do prze¬ prowadzania inwersji. Jezeli do spienionego roz¬ tworu wprowadza sie kwas azotowy, reakcja prze¬ chodzi w zakwaszonej' pianie z wielka predkos¬ cia w pozadanym kierunku. Stan spienienia cie¬ czy umozliwia bardzo szybka defuzje tlenku azotu z cieczy do gazu, wobec czego tlenek ma zmniej¬ szona mozliwosc reagowania z amoniakiem pozo¬ stajacym w roztworze. Tym tlumaczy sie wysoka wydajnosc procesu, która w przeliczeniu na azot zwiazany wynosi powyzej 95%.Wedlug wynalazku inwersje roztworu azotynu amonowego prowadzi sie w dowolnym, znanym urzadzeniu, nadajacym sie do spieniania cieczy, zwlaszcza w kolumnie zaopatrzonej w pólke lub w szereg pólek z malymi otworami. Do kolumny wprowadza sie na jedna z pólek roztwór azotynu, a pod najnizej polozona pólke strumien gazu, zwlaszcza powietrza, powietrza wzbogaconego w tlen badz tlenu. Kwas azotowy doprowadza sie albo do spienianego na pólce roztworu albo do piany niesionej w góre przez gaz, dbajac o rów¬ nomierny rozdzial kwasu na calym przekroju ko¬ lumny. Ilosc kwasu doprowadzana odpowiada ilos¬ ci stechiometrycznej z malym nadmiarem.Szczególnie korzystne jest poslugiwanie sie, w celu przeprowadzenia inwersji sposobem wedlug wynalazku, tak zwana kolumna pianowa. Jest to kolumna o kilku pólkach z malymi otworami, przy czym ewentualnie pólki polaczone sa ze soba rurami sciekowymi o zamknieciu cieczowym.Roztwór przeznaczony do inwersji wprowadza sie na górna pólke, a wraz z nim wprowadza sie kwas azotowy, natomiast gaz doprowadza sie pod dolna pólke. Ciecz sciekajaca z jednej pólki na na¬ stepna tworzy na pólkach cienka warstwe, nad która unosi sie ciecz spieniona. Piana wypelnia calkowicie lub w przewazajacej czesci przestrze¬ nie miedzy pólkami. Roztwór inwertowany odbie¬ ra sie z dolu kolumny.Mozliwe jest równiez spienianie cieczy w kolum¬ nie majacej tylko jedna pólke na dole oraz pedze¬ nie piany wraz z gazem przez cala kolumne z do¬ lu do góry, a nastepnie rozdzielanie cieczy i gazu w separatorze. Wówczas roztwór i kwas wprowa¬ dza sie do dolnej pólki kolumny. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania wodnego roztworu azotanu amonowego z roztworu azotynu amonowego przez rozklad azotynu kwasem azotowym, znamienny tym., ze roztwór azotynu poddaje sie spienianiu w strumieniu gazu zwlaszcza powietrza, powietrza wzbogaconego w tlen lub tlenu, a ciecz podczas spieniania lub utworzona piane zadaje sie kwasem azotowym. ' ' t 10 15 20 25 30 ZG „Ru?h" W^wa, zarm. 19o4-65 naklad '£50 egz. PL