SU1213087A1 - Method of regenerating nitrating mixture - Google Patents
Method of regenerating nitrating mixture Download PDFInfo
- Publication number
- SU1213087A1 SU1213087A1 SU843711502A SU3711502A SU1213087A1 SU 1213087 A1 SU1213087 A1 SU 1213087A1 SU 843711502 A SU843711502 A SU 843711502A SU 3711502 A SU3711502 A SU 3711502A SU 1213087 A1 SU1213087 A1 SU 1213087A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- mixture
- nitrogen
- sulfuric acid
- acid
- regenerating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
1 one
Изобретение относитс к регенерации серно-азотнокислотных нитрующих смесей, образующихс .в процессе получени труднонитруемых органических -нитросоединений. This invention relates to the regeneration of sulfur-nitric acid nitrating mixtures, which are formed in the process of obtaining difficult-to-yield organic-nitro compounds.
Цель изобретени - упрощение и интенсификаци процесса и улучшение условий труда.The purpose of the invention is to simplify and intensify the process and improve working conditions.
Предлагаемый способ осуществл ют в лабораторных услови х следующим образом.The proposed method is carried out under laboratory conditions as follows.
Дл электрохимической регенерации отр аботанной кислоты используют диафрагменную электролитическую чейку обьмной конструкции с рабочим объемом анолита 100 мл и като- лита 400 мл. В качестве анода используют платиновую пластинку 5 с площадью рабочей поверхности 50 см, в качестве катода - охлаждаемый змеевик из нержавеющей стали Анолит и католит раздел ютс пористой алундовой диафрагмой. В анодное пространство чейки заливают серную кислоту, содержащзта азотную кислоту и окислы азота, в катодное - азотную кислоту с концентрацией не менее 50%. Через чейку пропускают посто нный электрический ток силой 10-20 А (плотность анодного тока 0,2-0,4 А/см). Температура 10-50 С. При температуре менее 10°С резко увеличиваетс в зкость анолита, и, как следствие этого, увеличиваетс сопротивление раствора и расход электроэнергии. Поэтому понижение температуры менее нежелательно. Верхний температурный предел () ограничен лету-, честью компонентов смеси, котора при более высоких температурах, чем , становитс очень значительной .For the electrochemical regeneration of the acid used, a diaphragm electrolytic cell of a circumferential structure with an anolyte working volume of 100 ml and a catolyte of 400 ml is used. A platinum plate 5 with a working surface area of 50 cm is used as an anode, as well as a cooled stainless steel coil, and anolyte and catholyte as the cathode are separated by a porous alund diaphragm. Sulfuric acid containing nitric acid and oxides of nitrogen is poured into the anode space of the cell, and nitric acid with a concentration of at least 50% is fed into the cathode. A constant electric current of 10–20 A (anode current density of 0.2–0.4 A / cm) is passed through the cell. Temperature 10-50 ° C. At temperatures below 10 ° C, the viscosity of the anolyte increases dramatically, and as a result, the resistance of the solution and energy consumption increase. Therefore, lowering the temperature is less desirable. The upper temperature limit () is limited by the summer-, honor of the mixture components, which at higher temperatures than becomes very significant.
В результате электролиза анолит обезвоживаетс и наблюдаетс селективное накопление азотной кислоты и резкое снижение содержани окис- лов азота.As a result of electrolysis, the anolyte is dehydrated and a selective accumulation of nitric acid and a sharp decrease in the content of nitrogen oxides are observed.
Процессы, происход щие при этом следующие.The processes that occur in this case are as follows.
На платиновом аноде происходит выделение кислорода за счет косвенного , электролиза воды по следующей схеме:At the platinum anode, oxygen is released due to indirect electrolysis of water as follows:
502-.-2е 50з-И/2 ( SO - НгО HjSOi,502 -.- 2е 50з-И / 2 (SO - НгО HjSOi,
Образование и накопление в ано- лите азотной кислоты происходит в результате следующих процессов.The formation and accumulation of nitric acid in the anolyte occurs as a result of the following processes.
130872130872
Четырехокись азота диссоциирует в серной кислоте по уровнению HгSOц NO +HNOJ+HSO;,Nitrogen oxide dissociates in sulfuric acid by the leveling of HSO4 NO + HNOJ + HSO;
В процессе электролиза в электри5 ческом поле ионы нитрозони (N0) избирательно мигрируют в катодное пространство, а молекулы азотной кислоты остаютс в анолите. Присутствующие в отработаннойDuring electrolysis in an electric field, nitrosonium ions (NO) selectively migrate to the cathode space, while nitric acid molecules remain in the anolyte. Present in the waste
10 кислоте примеси нитропродуктов (например , тринитротолуол, тринитро- бензол и т.д.) в количестве 1-2% электрохимически окисл ютс на аноде до СО и HNO и не мешают про15 ведению процесса.10 Acid impurities of nitro products (for example, trinitrotoluene, trinitrobenzene, etc.) in the amount of 1-2% are electrochemically oxidized at the anode to CO and HNO and do not interfere with the process.
В катодном пространстве электролизёра происходит электрохимическое восстановление азотной кислоты до воды, N0 N07.. Выдел ющиес окислы In the cathode space of the electrolyzer, the electrochemical reduction of nitric acid to water occurs, N0 N07. The emitted oxides
20 азота доокисл ютс кислородом воздуха до возможно более полного превращени окиси азота в двуокись и далее сжижаютс или поглощаютс серной кислотой (отработанной кисло25 той). Полученна смесь используетс в анолите дл электрохимической переработки в нитрующую смесь. Концентраци азотной кислоты в католите должна быть не ниже 50%, иначе воз30 можно образование соединений азота в более низкой степени окислени (NjO, №з, NHj и т.д.) и водорода, что приводитj с одной стороны, к потере св занного азота, а с другойNitrogen is added to oxygenation of the air to the fullest possible conversion of nitric oxide to dioxide and then liquefied or absorbed by sulfuric acid (spent acid). The resulting mixture is used in the anolyte for electrochemical processing into a nitrating mixture. The concentration of nitric acid in the catholyte must not be lower than 50%, otherwise the formation of nitrogen compounds in a lower oxidation state (NjO, Hz, NHj, etc.) and hydrogen is possible, which leads, on the one hand, to the loss of bound nitrogen and on the other
стороны, служит причиной загр знени окислов азота (N0 и М0г)приме- с ми посторонних газов.On the other hand, it causes contamination of nitrogen oxides (N0 and M0g) with the use of extraneous gases.
Пример 1. Отработанна кислота , представл юща собой 70%-ную серную кислоту, содержащую 2% окислов азота и 2% тринитротолуола, смешиваетс с жидкой четырехокисью азота в массовом соотношении ,: , (в пересчете на моногидрат), равном 1:4. Массовое отношениеExample 1. Used acid, which is 70% sulfuric acid, containing 2% of oxides of nitrogen and 2% of trinitrotoluene, is mixed with liquid nitrogen tetroxide in a mass ratio,:, (in terms of monohydrate) equal to 1: 4. Mass ratio
N,jOt,:HjO при этом равно 1:1,71. Полученна в результате 70%-на серна кислота, содержаща 15,8 мас.% четырехокиси азота, в количестве 100 мл (175 .г) заливаетс в анодное пространство чейки. В катодное заливаетс 400 мл 66%-ной азотной кислоты.N, jOt,: HjO is equal to 1: 1.71. The resulting 70% sulfuric acid, containing 15.8% by weight of nitrogen tetroxide, in an amount of 100 ml (175 g) is poured into the anode space of the cell. 400 ml of 66% nitric acid is poured into the cathode one.
На чейку подаетс посто нный ток силой 10-20 А (плотность анодного тока составл ет при этом 0,2- 0,4 А/см2). Температура 20-40 с. После пропускани через чейку 105 А ч электричества в анолитеA constant current of 10–20 A is applied to the cell (the anode current density is 0.2–0.4 A / cm2). Temperature 20-40 s. After passing through the cell 105 AH of electricity in the anolyte
образуетс 115 г нитрующей смеси состава, %: HNOj 18; SO 17; , 6А, содержащей менее 1% окислов азота и менее 0,1% органических нитропродуктов.115 g of the nitrating mixture of the composition,%: HNOj 18 is formed; SO 17; , 6A, containing less than 1% of nitrogen oxides and less than 0.1% of organic nitroproducts.
Пример 2. Серна кислота различной концентрации от 70% до 95% смешиваетс с четырехокисью азота в различной пропорции и полученные смеси подвергаютс электролизу в анодном пространстве электролитической чейки до снижени концентрации окислов азота менее 1%, Объем анолита 100 мл. Католит - 66%- на азотна кислота. Температура и плотность тока - как и в предьщу- щем примере.Example 2. Sulfuric acid of various concentrations from 70% to 95% is mixed with nitrogen tetroxide in various proportions and the resulting mixtures are subjected to electrolysis in the anode space of the electrolytic cell to reduce the concentration of nitrogen oxides to less than 1%. The volume of anolyte is 100 ml. Catholyte - 66% - on nitric acid. Temperature and current density - as in the previous example.
Результаты опытов представлены в таблице.The results of the experiments are presented in the table.
Из таблицы видно, что нитрующие свойства смеси можно получать, исход из отработанной серной кислоты с концентрацией 70-95%. Однако при низком содержании окислов азота в исходной смеси (пример 3) и соответственно при низком массовом соотношении в полученной смеси образуетс недостаточное количество азотной кислоты.From the table it can be seen that the nitrating properties of the mixture can be obtained on the basis of spent sulfuric acid with a concentration of 70-95%. However, with a low content of nitrogen oxides in the initial mixture (Example 3) and, accordingly, with a low mass ratio, an insufficient amount of nitric acid is formed in the resulting mixture.
Кроме того, при этом (пример 3)In addition, in this case (example 3)
также наблюдаетс увеличение перетекани анолита в катодное пространство , привод щее к потере продукта, а также отмечаетс рост сопротивлени на клеммах чейки, что ведет к увеличению расхода электроэнер- -L гии. Следовательно, минимальное количество окислов азота в исходной смеси должно быть не менее 9% или массовое отношение не менее (1:3) (примеры 2 и 3). Максимальное содержание окислов азота -ограничено их растворимостью в серной кислоте. В 70%-ной . рас- твор етс примерно 16% (массовое отношени е , равно 1:1,58) а в 95%-ной HtSOi, - около 40% (массовое отношение N40ц:H,0 равно 1:0,075)an increase in anolyte overflow into the cathode space is also observed, leading to a loss of product, and an increase in resistance is observed at the terminals of the cell, which leads to an increase in power consumption. Consequently, the minimum amount of nitrogen oxides in the initial mixture should be at least 9% or a mass ratio of at least (1: 3) (examples 2 and 3). The maximum content of nitrogen oxides is limited by their solubility in sulfuric acid. At 70%. dissolves about 16% (mass ratio, is 1: 1.58) and in 95% HtSOi, about 40% (mass ratio N40ts: H, 0 equals 1: 0.075)
, При использовании, например, в качестве исходного сырь серной кислоты с концентрацией менее 70% предлагаемый способ регенерации отказываетс неэффективным или вообще нер ботоспособным, С одной стороны, разбавленна серна кислота - хорошо электропроводна жидкость и введеWhen using, for example, sulfuric acid with a concentration of less than 70% as a raw material, the proposed regeneration method fails to be ineffective or not workable at all. On the one hand, dilute sulfuric acid is a well-conducting fluid and
5 five
0 5 0 5
0 0
с 0from 0
5 five
ние окислов азота снижает электропроводность раствора, а с другой стороны , в разбавленной серной кислоте окислы азота подвергаютс гидролизу с образованием легко летучей окиси азота, что приводит к потере св занного азота из раствора. Только в растворах серной кислоты с концентрацией 70-95% окислы азота хорошо растворимы и наход тс с прочно св занном состо нии, что обеспечивает работоспособность способа.The reduction of nitrogen oxides reduces the electrical conductivity of the solution, and on the other hand, in dilute sulfuric acid, the oxides of nitrogen undergo hydrolysis to form volatile nitric oxide, which leads to the loss of bound nitrogen from the solution. Only in solutions of sulfuric acid with a concentration of 70-95% are nitrogen oxides highly soluble and are in a tightly bound state, which ensures the efficiency of the process.
В случае использовани в качестве анолита смеси 70%-ной серной кислоты в концентрированной азотной кислотой (анолит состава Н ЗОц-НКОэ-НгО) в ходе электролиза наблюдаетс быстрое снижение содер- жани азотной кислоты в результате ее миграции в катодное пространство . Получить при этом рабочую кислотную смесь также не удалось.In the case of using a mixture of 70% sulfuric acid in concentrated nitric acid as an anolyte (an anolyte of composition Н ЗОц-НКОэ-НгО) during electrolysis, a rapid decrease in the content of nitric acid is observed as a result of its migration into the cathode space. It was also not possible to obtain a working acid mixture.
При введении в 70%-ную серную кислоту трехокиси азота или нитрозил- серной кислоты (системы ,- и NOHSO -HiSO(,) процесс окислени проходит при низком напр жении , однако не удалось добитьс заметного превращени или NOHSO(, в азотную кислоту.With the introduction of nitrogen trioxide or nitrosylsulfuric acid (system, - and NOHSO -HiSO (,) into 70% sulfuric acid, the oxidation process takes place at a low voltage, but no significant conversion of NOHSO (to nitric acid) is achieved.
По различным причинам не дали положительного результата и другие попытки.For various reasons, did not give a positive result and other attempts.
Только при электрохимическом окислении раствора NjOi, в серной кислоте в диафрагменном электролизере удалось получить продукт - рабочую кислотную смесь состава, %: НЫОз 10-30; H,SO 30-70; SO 10-50.Only by electrochemical oxidation of a solution of NjOi, in sulfuric acid in a diaphragm electrolyzer, was it possible to obtain a product — a working acid mixture of the composition,%: HNO3 10-30; H, SO 30-70; SO 10-50.
Из таблицы следует, что существует минимальный предел количества вводимой в отработанную кислотную смесь (ОКС)четырехокиси азота,который зависит от содержани воды в ОКС. При массовом отношении N.O J,:H jO, равном 1:3,5 (пример 3) не удаетс получить смесь требуемого состава (10-30%HN03, 30-70% ,, 10-50% SOj). Содержание четырехокиси азота в ОКС должно быть таким, чтобы отношение NjO(,:HiO было более 1:3. Максимальное содержание четырех окиси ограничено растворимостью в серной кислоте.It follows from the table that there is a minimum limit for the amount of nitrogen tetroxide introduced into the spent acid mixture (ACS), which depends on the water content in the ACS. With a mass ratio of N.O J,: H jO of 1: 3.5 (example 3), it is not possible to obtain a mixture of the required composition (10-30% HN03, 30-70%, 10-50% SOj). The content of nitrogen tetroxide in the ACS should be such that the ratio NjO (,: HiO was more than 1: 3. The maximum content of four oxides is limited by the solubility in sulfuric acid.
Что касаетс состава католита, то дл осуществлени способа нужно примен ть раствор сильного электро- , что исключает вредное про в ление осмоса. При использовании в каJAs regards the composition of catholyte, a solution of a strong electro-solution must be used to carry out the method, which eliminates the harmful occurrence of osmosis. When used in kaJ
честве катодита азотной кислоты с концентрацией .не менее 50%, решаютс одновременно такие хтроблемы, как переработка отработанного като - лита и обеспечение процесса окислами азота, т.е. процесс становитс в целом замкнутым и безотходным. Кроме того, в случае использовани азотной кислоты в катодном пространстве процесс регенера1щи протекает несколько более эффектно за счет более благопри тного характера ионной миграции,-. As cathode nitric acid with a concentration of not less than 50%, such problems as reprocessing the spent catalite and providing the process with nitrogen oxides, i. the process becomes generally closed and waste-free. In addition, in the case of the use of nitric acid in the cathode space, the regenerative process proceeds somewhat more effectively due to the more favorable nature of ion migration, -.
22
II
JJ
4four
Редактор Н.ЯцолаEditor N. Yatsola
Составитель О.ЗобнинCompiled by O. Zobnin
Техред Т.Дубинчак Корректор М.МаксимишинецTehred T. Dubinchak Proofreader M. Maksimishinets
Заказ 753/38 Тираж 615 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРOrder 753/38 Circulation 615 Subscription VNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб, д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab, 4/5
Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектна , 4Branch PPP Patent, g. Uzhgorod, st. Project, 4
Таким образом, предлагаемый способ позвол ет получать нитрующую смесь дл нитровани труднонитрируемых органических соединений в одну стадию злектрохимического окислени отработанной кислоты в анодном пространстве диафрагменного электролизера за несколько часов, причем невысокие температуры процесса и возможность электрохимического окислени примесей нитропроизвод- ных придают способу также положительные качества, как устранение взрывоопасности и опасности.Thus, the proposed method allows to obtain a nitrating mixture for nitrating difficultly nitriding organic compounds in one stage of electrochemical oxidation of the spent acid in the anode space of a diaphragm electrolyzer for several hours, and low temperatures of the process and the possibility of electrochemical oxidation of impurities of nitroderivatives give the method also positive qualities. elimination of explosiveness and danger.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843711502A SU1213087A1 (en) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | Method of regenerating nitrating mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843711502A SU1213087A1 (en) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | Method of regenerating nitrating mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1213087A1 true SU1213087A1 (en) | 1986-02-23 |
Family
ID=21107657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843711502A SU1213087A1 (en) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | Method of regenerating nitrating mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1213087A1 (en) |
-
1984
- 1984-03-19 SU SU843711502A patent/SU1213087A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Орлова Е.Ю. Хими и технологи бризантных взрывчатых веществ. - Л.: .Хими , 1981, Со 81-84. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Do et al. | In situ oxidative degradation of formaldehyde with electrogenerated hydrogen peroxide | |
AU635064B2 (en) | A device and a method for removing nitrogen compounds from a liquid | |
US4059496A (en) | Process for the preparation of sulfuric acid from sulphur dioxide | |
US4578161A (en) | Process for preparing quaternary ammonium hydroxides by electrolysis | |
US4425202A (en) | Method of making and color stabilization of choline base | |
CN103695961A (en) | Method for recovering rhenium, arsenic and copper from sulfuric acid wastewater of copper smelting flue gas purification system | |
KR920001522B1 (en) | Continuous process for manufacture of alkali metal perchiorate | |
JPS5579884A (en) | Preparation of glyoxylic acid | |
SU1213087A1 (en) | Method of regenerating nitrating mixture | |
US1021234A (en) | Process of manufacturing pure nitric oxid. | |
SU1058511A3 (en) | Method for recovering hexavalent uranium | |
RU2167213C1 (en) | Method of combined recovery of platinum and rhenium from spent platinum-rhenium catalysts | |
Tasaka et al. | Effect of Trace Elements on the Electrolytic Production of NF 3 | |
SU1089172A1 (en) | Process for producing concentrated nitric acid | |
SU604572A1 (en) | Method of purifying gases from sulphuric anhydride | |
SU1059023A1 (en) | Process for producing concentrated nitric acid | |
RU1798384C (en) | Method of nitrating mixture regeneration | |
SU1033576A1 (en) | Method for preparing antimonous hydride | |
SU798194A1 (en) | Method of xanthanohydrogen production | |
SU1825360A3 (en) | Process for purifying aqueous solutions of acrylamide | |
SU744054A1 (en) | Method of preparing cuprous bromide | |
US3276981A (en) | Electrolytic production of oxygen difluoride | |
SU1587078A1 (en) | Method of producing hypochloric acid | |
US1397094A (en) | Of sssathtq xjquids uses in ihdustbial chemical | |
Sasaki et al. | On the Anomalous Gas Evolution in the Electrooxidation of Absolute Methanol |