RU2069173C1 - Method of sodium nitrite production - Google Patents
Method of sodium nitrite production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069173C1 RU2069173C1 RU9393045491A RU93045491A RU2069173C1 RU 2069173 C1 RU2069173 C1 RU 2069173C1 RU 9393045491 A RU9393045491 A RU 9393045491A RU 93045491 A RU93045491 A RU 93045491A RU 2069173 C1 RU2069173 C1 RU 2069173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrous
- inversion
- sodium nitrite
- absorption
- nitrogen oxides
- Prior art date
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 196
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 52
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- YBVAXJOZZAJCLA-UHFFFAOYSA-N nitric acid nitrous acid Chemical compound ON=O.O[N+]([O-])=O YBVAXJOZZAJCLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 12
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 79
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 28
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 21
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 208000037516 chromosome inversion disease Diseases 0.000 description 30
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 17
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 12
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- 238000005502 peroxidation Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к области производства нитрита натрия из концентрированных нитрозных газов и может быть использовано при получении нитритов других щелочных металлов. The claimed technical solution relates to the field of production of sodium nitrite from concentrated nitrous gases and can be used to obtain nitrites of other alkali metals.
Нитрит натрия широко используется в пищевой и машиностроительной промышленности, в строительстве и т.д. Sodium nitrite is widely used in the food and engineering industries, in construction, etc.
Его производство в промышленном масштабе основано на поглощении оксидов азота щелочными растворами карбоната натрия (соды) или гидроксида натрия (едкого натра) с образованием нитрита натрия по реакциям:
Na2CO3 + N2O3 2NaNO2 + CO2 (1);
2NaOH + N2O3 2NaNO2 + H2O (1a);
Na2CO3 + 2NO2 NaNO2 + NaNO3 + CO2 (2);
2NaOH + 2NO2 NaNO2 + NaNO3 + H2 (2a).Its production on an industrial scale is based on the absorption of nitrogen oxides by alkaline solutions of sodium carbonate (soda) or sodium hydroxide (caustic soda) with the formation of sodium nitrite by the reactions:
Na 2 CO 3 + N 2 O 3 2NaNO 2 + CO 2 (1);
2NaOH + N 2 O 3 2NaNO 2 + H 2 O (1a);
Na 2 CO 3 + 2NO 2 NaNO 2 + NaNO 3 + CO 2 (2);
2NaOH + 2NO 2 NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 (2a).
Стремятся обычно к тому, чтобы параллельно с NaNO2 образовывалось как можно меньше NaNO3, особенно это важно в отдельных случаях, например, если растворы нитрита натрия используются в производстве капролактама или при получении нитрита натрия высшего качества.Usually they tend to ensure that as little as possible NaNO 3 is formed in parallel with NaNO 2 , this is especially important in some cases, for example, if sodium nitrite solutions are used in the production of caprolactam or in the preparation of superior quality sodium nitrite.
Установлено, что для достижения этой цели необходимо поддерживать соотношение NO:NO2 в газе на всем протяжении процесса абсорбции оксидов щелочным раствором не выше 1:1 [1]
Когда производство нитрита натрия базировалось на щелочном поглощении оксидов азота из низкоконцентрированных нитрозных газов под атмосферным давлением после кислотного поглощения в производстве азотной кислоты, поддержание такой степени окисленности нитрозных газов не представляло особого труда.It was found that to achieve this goal it is necessary to maintain the ratio of NO: NO 2 in the gas throughout the process of absorption of oxides by an alkaline solution of not higher than 1: 1 [1]
When the production of sodium nitrite was based on the alkaline absorption of nitrogen oxides from low-concentration nitrous gases under atmospheric pressure after acid absorption in the production of nitric acid, maintaining this degree of oxidation of nitrous gases was not difficult.
Однако в современных производствах азотной кислоты щелочная очистка выхлопных газов от оксидов азота не практикуется. However, in modern production of nitric acid, alkaline purification of exhaust gases from nitrogen oxides is not practiced.
Поэтому целевые установки по производству нитрита натрия базируются на переработке концентрированных нитрозных газов, причем с целью достижения глубокой очистки выхлопных газов от оксидов азота, по крайней мере на последней стадии абсорбции, используют повышенное давление [2]
В наиболее совершенном производстве нитрита натрия окисление аммиака осуществляют под атмосферным давлением, поглощают раствором соды из горячих нитрозных газов 90% всех оксидов азота, затем охлажденный газ компримируют до 4 ата и оставшиеся оксиды азота (10% от общего количества полученных конверсией аммиака оксидов азота) поглощают раствором соды под этим давлением в санитарной абсорбционной колонне, на выходе из которой газ содержит до 0,3 об. оксидов азота, поэтому дальнейшая очистка осуществляется при помощи аммиака на специальном катализаторе.Therefore, target installations for the production of sodium nitrite are based on the processing of concentrated nitrous gases, and in order to achieve a deep purification of exhaust gases from nitrogen oxides, at least at the last stage of absorption, high pressure is used [2]
In the most advanced production of sodium nitrite, ammonia is oxidized under atmospheric pressure, 90% of all nitrogen oxides are absorbed by a solution of soda from hot nitrous gases, then the cooled gas is compressed to 4 ata, and the remaining nitrogen oxides (10% of the total amount of nitrogen oxides converted by ammonia) are absorbed a solution of soda under this pressure in a sanitary absorption column, at the outlet of which the gas contains up to 0.3 vol. nitrogen oxides, so further purification is carried out using ammonia on a special catalyst.
Это производство, описанное в [3] принято в качестве прототипа заявляемого способа. This production described in [3] is adopted as a prototype of the proposed method.
Существенным недостатком этого способа производства является то, что затруднено регулирование соотношения NO:NO2 в оптимальном соотношении с точки зрения минимального образования NaNO3, особенно на стадии абсорбции оксидов азота под повышенным давлением.A significant disadvantage of this production method is that it is difficult to control the ratio of NO: NO 2 in the optimal ratio from the point of view of minimal formation of NaNO 3 , especially at the stage of absorption of nitrogen oxides under high pressure.
Опыт эксплуатации производства нитрита натрия показал, что по прототипу на 2-ой ступени щелочной абсорбции под давлением перерабатывается всего 10% от общего количества оксидов азота. При этом количество образующегося нитрата натрия на этой ступени по абсолютному количеству близкой к количеству нитрата натрия, образующегося на 1-ой ступени абсорбции. The operating experience of the production of sodium nitrite showed that according to the prototype at the 2nd stage of alkaline absorption under pressure only 10% of the total amount of nitrogen oxides is processed. Moreover, the amount of sodium nitrate formed at this stage is in absolute amount close to the amount of sodium nitrate formed at the first absorption stage.
Образование значительных количеств нитрата натрия обусловлено высокой окисленностью газа; переокисление газа на этой стадии усугубляется тем, что на всас нитрозного компрессора подается дополнительный воздух. The formation of significant amounts of sodium nitrate is due to the high oxidation of the gas; gas peroxidation at this stage is compounded by the fact that additional air is supplied to the inlet of the nitrous compressor.
Таким образом, на 2-й ступени в нитрат натрия перерабатывается 3,4% всех оксидов азота (или 34% от поступающих на вторую ступень абсорбции), а на 1-ой ступени 5%
По прототипу инверсия нитрит-нитратных растворов осуществляется при атмосферном давлении и отдувка оксида азота осуществляется воздухом, а нитрозный газ со стадии инверсии поступает на 1-ую ступень абсорбции.Thus, at the 2nd stage, 3.4% of all nitrogen oxides (or 34% of those entering the second absorption stage) are processed into sodium nitrate, and at the 1st stage, 5%
According to the prototype, the inversion of nitrite-nitrate solutions is carried out at atmospheric pressure and the blowing off of nitric oxide is carried out by air, and nitrous gas from the inversion stage enters the 1st absorption stage.
Процесс инверсии нитрит-нитратных растворов заключается в переводе остатка нитрата натрия в нитрат натрия по реакции:
2NaNO2 + 2HNO3 3NaNO3 + 2NO + H2O (3)
Процесс ведут при температуре 90 110oC и в кислой среде. В процессе инверсии в газовую фазу выделяется оксид азота. Так как оксид азота перенасыщает раствор, необходима отдувка NO из раствора. Обычно для этого используется воздух, а процесс инверсии ведут при атмосферном давлении, чтобы осуществить отдувку NO небольшим количеством воздуха.The process of inversion of nitrite-nitrate solutions is to convert the remainder of sodium nitrate to sodium nitrate by the reaction:
2NaNO 2 + 2HNO 3 3NaNO 3 + 2NO + H 2 O (3)
The process is carried out at a temperature of 90 110 o C and in an acidic environment. In the process of inversion, nitric oxide is released into the gas phase. Since nitric oxide supersaturates the solution, it is necessary to blow off NO from the solution. Typically, air is used for this, and the inversion process is carried out at atmospheric pressure in order to purge NO with a small amount of air.
По прототипу содержание NO в инверсионном газе составляет 50 70% Повышение давления на стадии инверсии не влияет на протекание реакции (3), так как она идет в жидкой фазе, но затрудняет отдувку оксида азота. According to the prototype, the content of NO in the inversion gas is 50–70%. An increase in pressure at the inversion stage does not affect the course of reaction (3), since it proceeds in the liquid phase, but makes it difficult to blow off nitric oxide.
Задача заявляемого технического решения заключается в снижении степени переработки оксидов азота, поступающих на 2-ую ступень абсорбции, в нитрат натрия с 34 до 5% Это возможно если обеспечить окисленность нитрозных газов на входе в зону щелочной абсорбции 2-ой ступени близкую к 50% (мольное соотношение NO:NO2 1:1).The objective of the proposed technical solution is to reduce the degree of processing of nitrogen oxides entering the 2nd absorption stage into sodium nitrate from 34 to 5%. This is possible if the oxidation of nitrous gases at the entrance to the alkaline absorption zone of the 2nd stage is close to 50% ( molar ratio of NO: NO 2 1: 1).
По заявляемому способу это достигается путем проведения инверсии нитрит-нитратного раствора (после высаждения из него основной массы нитрита натрия) под давлением, равным давлению на 2-ой ступени абсорбции (в данном случае, при 4 ата), с отдувкой оксида азота из раствора нитрозным газом, поступающим на 2-ую ступень абсорбции. According to the claimed method, this is achieved by inverting the nitrite-nitrate solution (after precipitating the bulk of sodium nitrite from it) under a pressure equal to the pressure at the 2nd absorption stage (in this case, at 4 atm), with blowing nitric oxide out of solution with nitrous gas entering the 2nd absorption stage.
Подача малоокисленных газов инверсии (окисленность 25%) в нитрозный газ непосредственно перед щелочной колонной 2-ой ступени абсорбции позволяет обеспечить окисленность NO 45% при которой достигаются оптимальные условия для перевода оксидов азота в нитрит натрия. The supply of low oxidation inversion gases (oxidation of 25%) to nitrous gas immediately before the alkaline column of the 2nd absorption stage allows providing NO oxidation of 45% at which optimal conditions are achieved for the conversion of nitrogen oxides to sodium nitrite.
По предлагаемому способу для отдувки NO используется нитрозный газ, что позволяет не ограничивать его количество и обеспечить отдувку NO под повышенным давлением. Нитрозный газ перед 2-ой ступенью абсорбции содержит N2 80,6 об. О2 2,6 об. NO2 0,01 об. NO 1,22 об. CO2 6,1 об. остальное пары H2O.According to the proposed method, nitrous gas is used for stripping NO, which makes it possible not to limit its amount and to provide NO stripping under high pressure. Nitrous gas before the 2nd absorption stage contains N 2 80.6 vol. About 2 2.6 vol. NO 2 0.01 vol. NO 1.22 about. CO 2 6.1 vol. the rest of the pair is H 2 O.
Чтобы обеспечить парциальное давление оксидов азота в инверсионном газе не выше, чем в обычном процессе при атмосферном давлении (0,5 0,7 ата), при 4 ата содержание оксидов азота в инверсионном газе достаточно снизить до 14 об. нитрозного газа указанного выше состава требуется примерно в 6,7 раза больше, чем воздуха при атмосферном давлении, в абсолютном исчислении 300 нм3 в расчете на 1 т NaNO2 или 7,5% от общего количества нитрозного газа.To ensure the partial pressure of nitrogen oxides in the inversion gas is not higher than in a conventional process at atmospheric pressure (0.5 0.7 ata), at 4 ata the content of nitrogen oxides in the inversion gas is sufficient to reduce to 14 vol. nitrous gas of the above composition requires about 6.7 times more than air at atmospheric pressure, in absolute terms, 300 nm 3 per 1 ton of NaNO 2 or 7.5% of the total amount of nitrous gas.
По настоящему решению нет принципиальных ограничений по количеству нитрозного газа, отбираемого из общего потока на отдувку NO из инверсионного раствора, так как при отказе от использования воздуха дополнительный кислород в систему не вводится. Поэтому оно может быть значительно выше минимально необходимого, т.е. отдувка NO из инверсионного раствора при повышенном давлении надежно обеспечивается. According to the present decision, there are no fundamental restrictions on the amount of nitrous gas taken from the total flow to blow off NO from the inversion solution, since in case of refusal to use air, additional oxygen is not introduced into the system. Therefore, it can be significantly higher than the minimum necessary, i.e. blowing of NO from the inversion solution at elevated pressure is reliably ensured.
Давление в системе 4 ата принято как преимущественное, но оно не ограничивается. The pressure in the 4 ata system is accepted as predominant, but it is not limited.
Предлагаемый способ производства предусматривает в отдельных случаях подачу инверсионных газов, богатых NO, в основной поток нитрозных газов дробными порциями по высоте щелочного абсорбера, например, когда нитрозный газ богат оксидами азота и кислородом, и окисление NO в NO2 в самом щелочном абсорбере идет быстро (преимущественно для систем под единым давлением).The proposed method of production in some cases provides the supply of inversion gases rich in NO to the main stream of nitrous gases in fractional portions along the height of the alkaline absorber, for example, when nitrous gas is rich in nitrogen oxides and oxygen, and the oxidation of NO to NO 2 in the alkaline absorber itself proceeds quickly ( mainly for systems under single pressure).
В этом случае обеспечение окисленности газа 50% не гарантирует оптимального соотношения NO и NO2 далее по высоте колонны, так как из-за высокого содержания в газе кислорода и оксидов азота может происходить переокисление NO в NO2.In this case, providing oxidation gas of 50% does not guarantee optimum ratio NO and NO 2 further adjustment of the column, since due to the high oxygen content gas and the nitrogen oxides NO reoxidation may occur in NO 2.
Подача части инверсионных газов с низкой окисленностью NO в переокисленный газ по высоте колонны оптимизирует окисленность. The supply of a part of the inversion gases with low oxidation of NO to the peroxidized gas along the height of the column optimizes oxidation.
Этот прием является дополнительным признаком настоящего технического решения. This technique is an additional feature of this technical solution.
Когда давление в системе выше, т.е. и на стадии инверсии, (например 6 8 ата) или нитрозный газ, которым ведут отдувку NO, содержит оксидов азота более 2 об. инверсионные растворы перед выдачей на стадию выделения NaNO3 можно отдуть от остатков растворенных окислов азота небольшим количеством выхлопных газов, очищенных от оксидов азота, и вернуть их в систему.When the pressure in the system is higher, i.e. and at the inversion stage, (for example, 6 8 ata) or nitrous gas, which is blown with NO, contains nitrogen oxides of more than 2 vol. inversion solutions can be blown off from the residues of dissolved nitrogen oxides with a small amount of exhaust gases purified from nitrogen oxides before being transferred to the NaNO 3 separation stage and returned to the system.
По заявляемому способу, такая отдувку производится не воздухом, а выхлопными газами, содержащими мало кислорода (0,3 об.). According to the claimed method, such blowing is carried out not with air, but with exhaust gases containing little oxygen (0.3 vol.).
Выхлопные газы отбираются до промывной колонны и возвращаются в систему перед реактором каталитической очистки (в системе с единым давлением) или на всас нитрозного нагнетателя (в системе с двумя давлениями, как показано на рисунке). Exhaust gases are taken to the wash column and returned to the system in front of the catalytic treatment reactor (in the system with a single pressure) or to the inlet of the nitrous blower (in the system with two pressures, as shown in the figure).
Этот прием является также дополнительным признаком изобретения. This technique is also an additional feature of the invention.
Предлагаемый способ преимущественно предназначен для системы, подобной прототипу, т.е. с двумя ступенями щелочной абсорбции под разными давлениями, но может быть использован и в системах щелочной абсорбции под одним давлением, даже с большей эффективностью, поскольку позволяет не вводить в систему дополнительный кислород, что предотвращает переокисление NO в NO2, дает возможность дробной подачей малоокисленных инверсионных газов регулировать соотношение NO:NO2 на уровне оптимального 1:1 по высоте абсорбера.The proposed method is mainly intended for a system similar to the prototype, i.e. with two stages of alkaline absorption at different pressures, but can be used in systems of alkaline absorption at the same pressure, even with greater efficiency, since it allows not to introduce additional oxygen into the system, which prevents the oxidation of NO to NO 2 , allows fractional supply of low-oxidation inversion gases regulate the ratio of NO: NO 2 at the optimum level of 1: 1 by the height of the absorber.
Предлагаемый способ позволяет уменьшить долю оксидов азота, перерабатываемых в NaNO3, и соответственно увеличить выход целевого продукта нитрита натрия (NaNO2). Так, по сравнению с прототипом, на стадии щелочной абсорбции количество оксидов азота, перерабатываемых в NaNO3, можно уменьшить с 8,4 до 5,5% Снижение содержания NaNO3 в исходных растворах нитрит-нитратных солей позволяет более глубоко высадить чистый нитрит натрия, уменьшить инверсию NaNO2 в NaNO3, а в результате увеличить соотношение вырабатываемого нитрита натрия и нитрата натрия с 2:1 до 2,7:1.The proposed method allows to reduce the proportion of nitrogen oxides processed in NaNO 3 , and accordingly to increase the yield of the target product of sodium nitrite (NaNO 2 ). So, in comparison with the prototype, at the stage of alkaline absorption, the amount of nitrogen oxides processed in NaNO 3 can be reduced from 8.4 to 5.5%. A decrease in the content of NaNO 3 in the initial solutions of nitrite-nitrate salts allows a deeper deposition of pure sodium nitrite, reduce the inversion of NaNO 2 in NaNO 3 , and as a result, increase the ratio of the produced sodium nitrite and sodium nitrate from 2: 1 to 2.7: 1.
Новизна заявляемого способа заключается в проведении инверсии под давлением с отдувкой оксида азота тем же нитрозным газом, который идет на щелочную абсорбцию, вместо воздуха; в проведении отдувки оксида азота частью нитрозного газа, который смешивается с основным потоком нитрозного газа дробными порциями; в проведении отдувки остатков оксидов азота выхлопными газами, возвращаемыми в систему. The novelty of the proposed method lies in the inversion under pressure with blowing nitric oxide with the same nitrous gas, which goes to alkaline absorption, instead of air; in the blowing of nitric oxide with a part of nitrous gas, which is mixed with the main stream of nitrous gas in fractional portions; in the blowing off of the residues of nitrogen oxides with exhaust gases returned to the system.
Осуществление способа представлено схемой на чертеже, в котором: 1 - линия газообразного аммиака; 2 линия воздуха; I смеситель; 3 линия аммиачно-воздушной смеси; II реактор окисления аммиака; 4, 5, 6, 7, 8 - линии нитрозных газов; III котел-утилизатор; IV колонна 1-ой ступени щелочной абсорбции; V компрессор нитрозных газов; Va турбодетандер; VI - подогреватель выхлопных газов; VII колонна 2-ой ступени щелочной абсорбции; VIII промыватель выхлопных газов; 9, 10, 11 линии выхлопных газов; IX - реактор каталитической очистки выхлопных газов; X инверсионная колонна; XI - продувочная колонна; 12, 13, 14, 15 линии очищенных выхлопных газов; 16, 17 линии инверсионных растворов на выделение NaNO3; 18, 19 линии раствора нитрит-нитратных солей на выделение NaNO2; 20 линия циркулирующего щелочного раствора нитрит-нитратных солей; 21 линия раствора нитрит-нитратных солей на инверсию; 22 линия азотной кислоты на инверсию; 23 линия питательной воды; 24 линия пара; 25, 26 линии конденсата сокового пара; 27, 28 линии охлаждающей воды; 29 линия газов инверсии; 30 линия раствора соды.The implementation of the method is represented by the diagram in the drawing, in which: 1 - line of gaseous ammonia; 2 air line; I mixer; 3 line ammonia-air mixture; II ammonia oxidation reactor; 4, 5, 6, 7, 8 - lines of nitrous gases; III recovery boiler; IV column of the 1st stage of alkaline absorption; V compressor of nitrous gases; Va turbo expander; VI - exhaust gas heater; VII column of the 2nd stage of alkaline absorption; VIII exhaust washer; 9, 10, 11 exhaust gas lines; IX - reactor for catalytic exhaust gas purification; X inversion column; XI — purge column; 12, 13, 14, 15 lines of purified exhaust gases; 16, 17 lines of inversion solutions for the separation of NaNO 3 ; 18, 19 lines of a solution of nitrite-nitrate salts for the allocation of NaNO 2 ; 20 line of circulating alkaline solution of nitrite nitrate salts; 21 lines of a solution of nitrite-nitrate salts for inversion; 22 line of nitric acid for inversion; 23 line of feed water; 24 line steam; 25, 26 lines of condensate juice steam; 27, 28 lines of cooling water; 29 line of gas inversion; 30 line of soda solution.
Газообразный аммиак в количестве 1730 кг/ч по линии 1 поступает в смеситель 1, где смешивается с воздухом, поступающим по линии 2. Полученная аммиачно-воздушная смесь с концентрацией аммиака 11,2 об. направляется в реактор окисления аммиака 11. Окисление аммиака осуществляется при температуре 800 820oC с образованием 24600 кг/ч нитрозных газов, содержащих 10,6 об. оксида азота (2200 кг/ч). Нитрозный газ, охлажденный в котле-утилизаторе III до 200 230oC, поступает на щелочную абсорбцию в абсорбционную колонну 1-ой ступени IV. Поглощение оксида азота осуществляется раствором соды при температуре 40 45oC.Ammonia gas in an amount of 1730 kg / h through line 1 enters mixer 1, where it is mixed with air entering through line 2. The resulting ammonia-air mixture with an ammonia concentration of 11.2 vol. sent to the reactor for the oxidation of ammonia 11. The oxidation of ammonia is carried out at a temperature of 800 820 o C with the formation of 24600 kg / h of nitrous gases containing 10.6 vol. nitric oxide (2200 kg / h). Nitrous gas, cooled in a waste heat boiler III to 200,230 ° C, enters alkaline absorption in an absorption column of the 1st stage IV. The absorption of nitric oxide is carried out by a solution of soda at a temperature of 40 45 o C.
Тепло реакций образования нитрита и нитрата натрия отводится циркулирующим раствором нитрит-нитратных солей. Степень поглощения оксидов азота в колонне IV составляет 90% при этом 85% оксидов азота переходит в нитрит натрия, 5% в нитрат натрия. The heat of the reactions of formation of nitrite and sodium nitrate is removed by a circulating solution of nitrite-nitrate salts. The absorption of nitrogen oxides in column IV is 90%, while 85% of the nitrogen oxides are converted to sodium nitrite, 5% to sodium nitrate.
Количество оксидов азота в нитрозных газах на выходе из абсорбционной колонны 1-ой ступени составляет 285 кг/ч (1,3 об.). The amount of nitrogen oxides in nitrous gases at the outlet of the absorption column of the first stage is 285 kg / h (1.3 vol.).
Отводимый по линии 18 продукт, содержащий 5780 кг/ч NaNO2 и 420 кг/ч NaNO3, направляется на переработку в кристаллический продукт.The product discharged through line 18, containing 5780 kg / h NaNO 2 and 420 kg / h NaNO 3 , is sent for processing into a crystalline product.
По линии 6 нитрозные газы поступают в турбокомпрессор V, где сжимаются до давления 4,2 ата, температура при этом повышается до 200oC. Перед сжатием в нитрозный газ добавляется продувочный газ из колонны XI.On line 6, nitrous gases enter the turbocharger V, where they are compressed to a pressure of 4.2 atm, and the temperature rises to 200 o C. Before being compressed, purge gas from column XI is added to the nitrous gas.
Тепло нитрозных газов используется в подогревателе выхлопного газа VI для нагрева выхлопных газов до 260oC перед реактором каталитической очистки IX. Нитрозные газы охлаждаются при этом до 100oC и направляются в абсорбционную колонну 2-ой ступени VII.The heat of nitrous gases is used in the exhaust gas preheater VI to heat the exhaust gases to 260 ° C. in front of the catalytic purification reactor IX. In this case, the nitrous gases are cooled to 100 ° C. and sent to the absorption column of the second stage VII.
На входе в абсорбционную колонну VII в нитрозные газы добавляются из линии 29 газы инверсии, содержащие 370 кг/ч оксидов азота (NO 246 кг/ч, NO2 126 кг/ч).At the entrance to the absorption column VII, inversion gases containing 370 kg / h of nitrogen oxides (NO 246 kg / h, NO 2 126 kg / h) are added to nitrous gases from line 29.
Абсорбция оксидов азота осуществляется раствором соды в колонне VII тарельчатого типа. Количество оксидов азота перед абсорбцией с учетом газов инверсии составляет 780 кг/ч, в том числе NO 340 кг/ч, NO2 440 кг/ч (мольное соотношение NO:NO2 1,18:1.The absorption of nitrogen oxides is carried out by a solution of soda in a column VII column type. The amount of nitrogen oxides prior to absorption with the inversion gases is 780 kg / h, including NO 340 kg / h, NO 2 440 kg / h (molar ratio of NO: NO 2 of 1.18: 1.
Тепло реакций отводится циркулирующим раствором нитрит-нитратных солей. The heat of reaction is removed by a circulating solution of nitrite-nitrate salts.
Содержание оксидов азота после 2-ой ступени абсорбции 0,2 об. (67 кг/ч). По линии 19 из колонны VII отводятся нитрит-нитратные соли на переработку в кристаллический продукт в количестве: NaNO2 1230 кг/ч, NaNO3 - 80 кг/ч.The content of nitrogen oxides after the second absorption stage of 0.2 vol. (67 kg / h). On line 19, nitrite-nitrate salts are withdrawn from column VII for processing into a crystalline product in the amount of: NaNO 2 1230 kg / h, NaNO 3 - 80 kg / h.
Выхлопные газы после колонны VII проходят промыватель выхлопных газов VIII, подогреватель VI, реактор каталитической очистки IX, турбодетандер Va. В турбодетандере выхлопные газы расширяются до атмосферного давления и с температурой 150oC выбрасываются в атмосферу.The exhaust gases after column VII pass the exhaust washer VIII, preheater VI, catalytic purification reactor IX, and turbine expander Va. In a turboexpander, exhaust gases expand to atmospheric pressure and are released into the atmosphere at a temperature of 150 o C.
Инверсия растворов нитрита натрия осуществляется под давлением 4 ата в инверсионной колонне Х, в которую подают нитрит-нитратный раствор, содержащий 1130 кг/ч NaNO2 и 565 кг/ч NaNO3.The inversion of sodium nitrite solutions is carried out under a pressure of 4 atm in the inversion column X, into which a nitrite-nitrate solution containing 1130 kg / h of NaNO 2 and 565 kg / h of NaNO 3 is fed.
Азотную кислоту подают по линии 22 в количестве 920 кг/ч. Nitric acid is fed through line 22 in an amount of 920 kg / h.
Инверсия осуществляется по реакции:
2NaNO2 + 2HNO3 3NaNO3 + 2NO + H2O
Полученный нитрат натрия в количестве 1700 кг/ч (включая нитрат натрия, полученный в результате до нейтрализации свободной азотной кислоты) выводится по линиям 16, 17 на кристаллизацию.Inversion is carried out by the reaction:
2NaNO 2 + 2HNO 3 3NaNO 3 + 2NO + H 2 O
The resulting sodium nitrate in an amount of 1700 kg / h (including sodium nitrate, obtained as a result before neutralization of free nitric acid) is output via lines 16, 17 to crystallization.
Отдувка оксидов азота из растворов осуществляется нитрозным газом; 10% нитрозных газов отбирается из линии 8 и подается в колонну Х. Газы инверсии, содержащие 330 кг/ч оксида азота (NO), возвращаются в нитрозные газы перед щелочной абсорбцией 2-ой ступени. При этом обеспечивается окисленность газов 46% перед щелочной абсорбцией 2-ой ступени. Stripping of nitrogen oxides from solutions is carried out by nitrous gas; 10% of nitrous gases are taken from line 8 and fed to column X. Inversion gases containing 330 kg / h of nitric oxide (NO) are returned to nitrous gases before alkaline absorption of the 2nd stage. This ensures oxidation of gases of 46% before alkaline absorption of the 2nd stage.
Содержание кислорода в нитрозных газах невелико (2 об.), поэтому окисление NO в NO2 в колонне идет медленно и обеспечивается соотношение NO:NO2 1:1.The oxygen content in nitrous gases is small (2 vol.), Therefore, the oxidation of NO to NO 2 in the column is slow and the ratio of NO: NO 2 1: 1.
В результате обеспечения окисленности газов на уровне 50% доля оксидов азота, поглощаемая с образованием нитрита натрия на 2-ой стадии абсорбции составляет 95% а в целом по установке до 94,5% Суммарно по примеру в установке производится 5620 кг/ч NaNO2 и 1520 кг/ч NaNO3, а соотношение NaNO2: NaNO3 составляет 2,7:1 вместо 2:1 по прототипу.As a result of ensuring the oxidation of gases at the level of 50%, the fraction of nitrogen oxides absorbed with the formation of sodium nitrite at the 2nd absorption stage is 95% and up to 94.5% in the whole installation. 5620 kg / h of NaNO 2 are produced in the installation according to the example 1520 kg / h NaNO 3 , and the ratio of NaNO 2 : NaNO 3 is 2.7: 1 instead of 2: 1 for the prototype.
Как показано в примере, по сравнению с прототипом обеспечивается более глубокая переработка оксидов азота в нитрит натрия, повышается степень абсорбции оксидов азота. As shown in the example, in comparison with the prototype provides a deeper processing of nitrogen oxides into sodium nitrite, increases the degree of absorption of nitrogen oxides.
В результате использования предлагаемого способа достигается экономия аммиака и энергоресурсов: пара, электроэнергии; уменьшается потребление дефицитной соды на тот же объем выработки нитрита натрия. As a result of using the proposed method, savings in ammonia and energy resources are achieved: steam, electricity; reduced soda consumption for the same amount of sodium nitrite production.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9393045491A RU2069173C1 (en) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | Method of sodium nitrite production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9393045491A RU2069173C1 (en) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | Method of sodium nitrite production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93045491A RU93045491A (en) | 1996-05-10 |
| RU2069173C1 true RU2069173C1 (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=20147683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9393045491A RU2069173C1 (en) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | Method of sodium nitrite production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2069173C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2162072C1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эковита" | Method of processing nitro mixtures |
| RU2174096C1 (en) * | 2000-06-26 | 2001-09-27 | Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол" | Method of producing sodium nitrite and absorption apparatus for method embodiment |
| US20110300046A1 (en) * | 2008-12-16 | 2011-12-08 | Nicole Schodel | Method for removing impurities from gas flows comprising oxygen |
| US8940262B2 (en) | 2011-04-14 | 2015-01-27 | Linde Aktiengesellschaft | Process and plant for the removal of nitrogen oxides from oxygen-containing gas streams |
| CN113663495A (en) * | 2021-06-22 | 2021-11-19 | 襄阳泽东化工集团有限公司 | System and process for improving nitrite ratio in production of sodium-sodium product |
-
1993
- 1993-09-07 RU RU9393045491A patent/RU2069173C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Атрещенко В.И. Технология азотной кислоты.- М.: Химия, 1970, с.177. 2. Миниович М.А., Миниович В.А.Соли азотной кислоты.- М.: Химия, 1979, с.84. 3. Там же, с.106. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2162072C1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эковита" | Method of processing nitro mixtures |
| RU2174096C1 (en) * | 2000-06-26 | 2001-09-27 | Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол" | Method of producing sodium nitrite and absorption apparatus for method embodiment |
| US20110300046A1 (en) * | 2008-12-16 | 2011-12-08 | Nicole Schodel | Method for removing impurities from gas flows comprising oxygen |
| US9011808B2 (en) * | 2008-12-16 | 2015-04-21 | Linde Ag | Method for removing impurities from gas flows comprising oxygen |
| US8940262B2 (en) | 2011-04-14 | 2015-01-27 | Linde Aktiengesellschaft | Process and plant for the removal of nitrogen oxides from oxygen-containing gas streams |
| CN113663495A (en) * | 2021-06-22 | 2021-11-19 | 襄阳泽东化工集团有限公司 | System and process for improving nitrite ratio in production of sodium-sodium product |
| CN113663495B (en) * | 2021-06-22 | 2023-11-24 | 襄阳泽东化工集团有限公司 | System and process for improving nitrite ratio in production of two sodium products |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1066480A (en) | Production of liquid sulfur trioxide | |
| CN108298505B (en) | Treatment of a gas containing H2Combined process for preparing sulfuric acid and sulfur simultaneously from S acid gas | |
| WO2019236249A1 (en) | A method for recovery of ethylene oxide | |
| EP3472096B1 (en) | Integrated process for the production of sulphuric acid and sulphur | |
| US4634582A (en) | Sulfur dioxide removal process | |
| US4153628A (en) | Working up spent sulphuric acid simultaneously with sulphate salts | |
| US4241041A (en) | Methods for the recovery of sulfur components from flue gas and recycle sodium sulfite by reduction-smelting and carbonating to strip hydrogen sulfide | |
| RU2069173C1 (en) | Method of sodium nitrite production | |
| US3716625A (en) | Process for the production of nitric acid with a concentration of over 70 percent by weight | |
| CN115006982A (en) | A method for desulfurization and carbon fixation of coal-fired flue gas by using calcium carbide slag slurry | |
| US4048293A (en) | Process for purifying a sulfur dioxide containing gas | |
| JPS62230604A (en) | Collection of sulfur from hydrogen sulfide equipped with washing column by high concentration oxygen and circulation process | |
| CN115155277B (en) | A method for reducing nitrogen oxides in tail gas during nitrate production | |
| US20240182302A1 (en) | Process for recycling nitrogen oxides from nitrosyl sulfuric acid to produce concentrated or highly concentrated nitric acid and sulfuric acid | |
| US4122148A (en) | Sulfur dioxide removal process | |
| KR102242861B1 (en) | Efficeint method for decontaminating waste gases and waste water containing cyanide in a method for producing alkali metal cyanides | |
| CN113772640B (en) | Method and device for producing nitric acid | |
| RU2127224C1 (en) | Method of producing nitric acid | |
| US5455015A (en) | Method for the removal of sulfur and nitrogen oxides from gases using sulfate and hydrogen sulfate salt baths | |
| RU2069174C1 (en) | Method of sodium nitrite production | |
| US4079119A (en) | Sulfur dioxide removal process | |
| JPS5951328B2 (en) | Method for absorbing and removing sulfur oxides in exhaust gas using red mud slurry containing calcium ions | |
| RU2009996C1 (en) | Method of producing nitric acid | |
| CN119569084A (en) | Method for producing sodium sulfite by utilizing sulfur-containing tail gas | |
| US20250313468A1 (en) | Tail gas treatment system and method for a sulfuric acid production plant |