SU1279956A1 - Способ выделени азотного ангидрида из его раствора в азотной кислоте - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии получени  азотного ангидрида и может быть использовано в качестве эффективного нитрующего агента, сильного окислител  или источника получени  безводной азотной кислоты. Цель изобретени  - повышение степени вьщелени  азотного ангидрида и упрощение способа. Дл  осуществлени  способа к раствору азотного ангидрида в азотной кислоте добавл ют жидкую четырехокись азота в количестве O-2)t1 от объема исходного раствора . Температура контактировали  5-25С. После расслоени  верхний слой, обогащенный азотным ангидридом , отдел ют и охлаждают до температуры от минус 5 до минус 15°С. Предельной степени извлечени  азотного ангидрида из раствора в четьтрехi окиси азота достигают при многоступенчатом- контактировании и противо (Л точной подаче реагентов, 2 з.п. ф-лы 3 табл.

Description

1 Изобретение относитс  к технологии получени  азотного ангидрида, который может быть использован в качестве эффективного нитрующего агента, сильного окислител  или источника получени  безводной азотной кислоты. Целью изобретени   вл етс  повышение степени выделени  азотного ангидрида и упрощение способа. Способ осуществл ют следующим образом. Раствор п тнокиси азота в азотно кислоты получают электрохимически известным путем. 100 мл раствора азотного ангидрида в азотной кислоте внос т в лит ровую колбу и добавл ют при перемешивании жидкую четырехокись азота в объемном отношении 1:1 - 2:1 к исходному раствору.. При энергичном, пе ремешивании экстракционное равновесие устанавливаетс  за 1 мин. Тем пература контактировани  5-25 С. Верхний температурный предел ограничен температурой кипени  экстрагепта - жидкой четырехокиси азо При низких температурах (менее 5°С резко падает растворимость азотного ангидрида в четырехокиси азота. Далее смесь слива1от в делительную воронку, где происходит расслое ние. Врем  установлени  равновесной границы 1-3 мин. В результате коптактировани51 азо ный ангидрид из раствора в азотной кислоте переходит большей частью в верхний слой четырехокнси азота, где его растворимость выше. При это часть четырекокнси азота переходит с растворением в нижний слой азотной кислоты. Таким образом, по окон чании экстракции получают нижний слой азотной кислоты, насыш,енньй пр данной температуре окислами азота N,0 и ,;, и верхний слой четырех окиси азота, содержап1,ий азотный ангидрид . После этого верхний слой, отдел ю и перенос т в кристаллизатор. При охлаждении раствора до температуры от минус 5 до минус растворенный азотный ангидрид выпадает в кри таллическом виде р Температуру кристаллизации необходимо соблюдать стр го, поскольку при температуре ниже наблюдаетс  выпадение четырех окиси азота, загр зн. ющей продукт. 6 При такой одноступенчатой экстракции невозможно достичь предельной степени извлечени  п тиокиси азота из раствора в азотной кислоте и получить высокий выход продукта, т.к. выделение азотного ангидрида из раствора в четырехокиси азота возможно при его содержании вьгазе 1520 вес.% и массовый выход при кристаллизации тем выше, чем вьше его содержание. Однако чем выше содержание азотного ангидрида в слое четырехокиси азота, тем меньше степень извлечени  его из раствора в азотной кислоте (т.е. тем выше там его остаточное содержание). Дл  того чтобы повысить степень извлечени  азотного ангидрида из раствора в азотной кислоте и увеличить массовый выход продукта, используют многоступенчатую противоточную экстракцию, причем чистый экстрагент (жидкую четырехокись азота) привод т в контакт с раствором азотной кис-, лоты, обедненным азотным ангидридом. а на следующих стади х жидка  четырехокись азота, уже содержаща  некоторые количества п тиокиси азота, контактирует с растворами с более высокой концентрацией азотного ан- . гидрида вплоть до исходного. После последней стадии, где исходный раствор п тиокиси азота в азотной кислоте контактирует с раствором четырехокиси азота, имеющей наивысшее содержание азотного ангидрида, верхний слой (экстракт) отбирают на кристаллизацию и после отделени  части продукта возвращают на экстракцию. Пример 1. 100 мл раствора азотной кислоты, содержащей 35 вес.% п тиокиси и 3 вес.% четырехокиси азота, полученного электрохимически, перенос т в колбу объемом 2 л и добавл ют при перемешивании четырехокись азота в различном объемном отношении N 0. раствор N Ос в о HNO J . Полученную смесь интенсивно перемешивают 2 мин и сливают в делительную воронку. Через 1-3 мин смесь, раздел етс  на два сло . Верхний слой отдел ют, перенос т в колбу и охлаждают до температуры от минус 15 до минус 10°С. При этом из раствора выпадает кристаллическа  п тиокись азота, которую отдел ют от маточного раствора на воронке Бюхнера с просасывани 12799564

ем сухого воздуха.Все операции выпол- влаги боксе при +15С. Результаты н ют в изолированном от атмосферной опытов представлены в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Как видно из табл.1, при использовании малого количества экстраген та наблюдаетс  его растворение в азотной кислоте без образовани  отдельного сло  (опыт 1). При увеличении количества экстрагента снижаетс  остаточна  концентраци  азотного ангидрида в растворе азотной кислоты. Одновременно снижаетс  содержание ангидрида в верхнем слое экстрагента, что приводит к понижению его выхода на стадии кристаллизации . Пример 2.Б качестве экстрагента используют раствор азотного ангидрида в жидкой четырехокиси азота (11,5%-ный раствор), полученный в опыте 3 примера 1. 100 мл исходного раствора азотной кислоты, содержащей 35 вес.% и 3 вес.% NjO, смешивают со 100 мл раствора 11,5%-ной N ,0д в К . Далее поступают, как в примере 1. В результате расслоени  образуетс  58 мл верхнего сло  и 129 мл нижнего сло . При охлаждении верхнего сло  образуетс  26 г азотного ангидрида, что выше, чем в опыте 2 примера 1. Таким образом, двукратна экстракци  несколько увеличивает выход продукта на стадии кристаллизации . Пример 3. Экстракцию проводили в режиме противоточной двухстадийной экстракции. На I стадии смешивают жидкую четырехокись азота и раствор азотной кислоты, несколько обедненный по п тиокиси азота после предыдущей экстракции , когда в качестве конечного отработанного раствора (выход) получают раствор, содержащий 2 вес.% п тиокиси азота. Слой жидкой четырехокиси азота, содержащей небольшое количество ангидрида (8-9%), смешивают с маточным раствором N 0 со стадиикристаллизации и подают на II стадию экстракции, где раствор жидкой четырехокиси азота, содержащей примерно 15-20% N Og, контактирует с исходным раствором п тиокиси азота в азотной кислоте, в результате чего получают насыщенный раствор азотного ангидрида в жидкой четырехокиси . Из на-сьш;енного раствора в кристаллизаторе вьщел ют часть ангидрида , а маточный раствор вновь пускают на экстракцию. В описанном примере исходный раст .вор состава, вес.%: 35; 3; HNOj 62 в количестве 1 л дел т на 10 частей по 100 мл, которые по очереди подвергают обработке растворами жидкой четырехокиси азота. Дл  экстракции берут 1 л жидкой четьф.ехокиси азота, которую дел т также на 10 частей по 100 мл и по очереди пускают в реакцию. После окончани  всех операций, описанных выше, получают 530 г азотного ангидрида (выход от массы поступившего ангидрида Р

Claims (3)

1. 25 Формула изобетения

   1. Способ выделения азотного ангидрида из его раствора в азотной кислоте, включающий контактирование

   50 исходного раствора с жидкой четырехокисью азота с последующим выделениеьГ продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения степени выделения азотного ангид35 рида и упрощения процесса, четырехокись азота используют в количестве, обеспечивающем объемное отношение к исходному раствору, равное (1-
2. 2):1, с последующим отделением

   40 обогащенного по целевому продукту образовавшегося слоя, а выделение продукта из последнего осуществляют при температуре от минус 5 до минус 15 °C.

   45 ^Λ 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контактирование реагентов осуществляют при 5-25°С.
3. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что контактирование осуществляют многократно при противоточной подаче реагентов.