專利名稱：一種亞硝基硫酸的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及亞硝基硫酸的生產(chǎn)方法，屬于化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國內(nèi)亞硝基硫酸產(chǎn)品的生產(chǎn)，有多種方案可供選擇，最主要的生產(chǎn)方法為
1、濃硝酸二氧化硫氣體吸收法(簡稱S02吸收法)。該方法以濃硫酸為介質(zhì)，采 用二氧化硫氣體與濃硝酸直接反應(yīng)，得到亞硝基硫酸，此方法生產(chǎn)技術(shù)要求較高，產(chǎn)品生產(chǎn) 能力較大，但尾氣治理較為困難，產(chǎn)品亞硝基硫酸的含量可達(dá)到50% ，亞硝基硫酸的含量偏 低。 2、濃硝酸、發(fā)煙硫酸直接液相反應(yīng)法(簡稱液相反應(yīng)法)。該方法也是以濃硫酸為 介質(zhì)，在反應(yīng)器內(nèi)由濃硝酸與三氧化硫進(jìn)行反應(yīng)，得到產(chǎn)品亞硝基硫酸，此方法生產(chǎn)技術(shù)要 求不高，間隙生產(chǎn)，生產(chǎn)能力小，尾氣治理難度大，產(chǎn)品亞硝基硫酸的含量可達(dá)40%。
3、硫酸氧化氮?dú)怏w直接吸收法。直接用氨氧化后的氮氧化物氣體在濃硫酸介質(zhì)中 與發(fā)煙硫酸反應(yīng)，得到產(chǎn)品亞硝基硫酸，此方法雖然生產(chǎn)技術(shù)水平要求高，全自動(dòng)化操作， 生產(chǎn)能力大，尾氣處理較簡單，產(chǎn)品亞硝基硫酸的含量能達(dá)到70%以上，但是直接吸收法生 產(chǎn)亞硝基硫酸目前只有中壓法(簡稱中壓氨氧化法)，吸收壓力為0. 3MPA，篩板式吸收塔吸 收反應(yīng)生產(chǎn)亞硝基硫酸，為國外引進(jìn)技術(shù)，存在著操作調(diào)節(jié)困難、能耗高和環(huán)保氧化氮?dú)怏w 處理不理想等的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝設(shè)計(jì)合理，能耗低，操作調(diào)節(jié)簡單，環(huán) 保低毒的亞硝基硫酸生產(chǎn)方法。 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該亞硝基硫酸的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn) 步驟為 a、用空氣過濾器將空氣中的機(jī)械雜質(zhì)濾去后，進(jìn)入空氣鼓風(fēng)機(jī)，排氣壓力為 0. 05MPa，排氣溫度為60°C ; b、用氨氣過濾器過濾氮?dú)?，排氣壓力?. 16MPa，排氣溫度為10 15。C，然后進(jìn)入 氨氣緩沖罐； c、將氨氣緩沖罐中的氮?dú)夂涂諝夤娘L(fēng)機(jī)中的空氣打入氨空混合器再經(jīng)素瓷過濾 器過濾，混合氣中氨濃度控制在10% —11% ; d、混合氣自上而下進(jìn)入氨氧化爐，在鉑網(wǎng)上進(jìn)行氨的氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為800°C
左右。主要反應(yīng)為<formula>formula see original document page 4</formula>
得到含氮氧化物的高溫氣體； e、含氮氧化物的高溫氣體經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，溫度降至23(TC進(jìn)入快速冷卻器， 再被冷卻到40°C ，再經(jīng)氨冷凝器進(jìn)一步冷卻至5 l(TC ，經(jīng)氣液分離器分離稀硝酸后，得到冷氧化氮?dú)怏w； f、將冷氧化氮?dú)怏w在氣體預(yù)熱器中用蒸汽預(yù)熱到4(TC，然后進(jìn)入氧化器，與從空
氣鼓風(fēng)機(jī)分出來的空氣在氧化器中混合，使冷氧化氮?dú)怏w在氧化器內(nèi)氧化， 反應(yīng)式為2N0+02 = 2 N02 ; g、當(dāng)N0 : no2 = i : i后，得到標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w，標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w從底部依次進(jìn)
入串聯(lián)的兩只亞硝基硫酸制備塔、尾氣治理塔、亞硝基硫酸回收塔，亞硝基硫酸制備塔內(nèi)的
操作壓力為0. 05MPa ; h、將濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合后，得到硫酸循環(huán)液，硫酸循環(huán)液分別進(jìn)入兩只亞硝 基硫酸制備塔和尾氣吸收塔，自上而下與標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w逆流接觸，反應(yīng)后的硫酸溶液溫 度升高，經(jīng)換熱器降溫后，在塔內(nèi)循環(huán)使用，達(dá)到一定的亞硝基硫酸濃度后，從尾氣吸收塔 開始依次向前塔移液，逐步提高亞硝基硫酸的濃度，反應(yīng)的硫酸循環(huán)液溫度控制在為50 70。C，反應(yīng)式為N0+N02+S03+H2S04 = 2N0HS04+Q ; i、生成的亞硝基硫酸達(dá)到產(chǎn)品合格指標(biāo)后，從第一只亞硝基硫酸制備塔底部被取 出，泵入亞硝硫酸成品貯槽； j、從亞硝基硫酸制備塔出來的氣體經(jīng)尾氣治理塔吸收反應(yīng)，再經(jīng)亞硝基硫酸回收 塔消除酸霧后，經(jīng)煙囪排放； k、將濃硫酸直接用泵打入亞硝基硫酸回收塔，自上而下與尾氣回收塔出來的標(biāo)準(zhǔn) 氧化氮?dú)怏w接觸，回收夾帶的液態(tài)亞硝基硫酸，消除酸霧，當(dāng)硫酸溶液中的亞硝基硫酸濃度 達(dá)到2 5%后，用泵送入第三只尾氣治理塔，再補(bǔ)充新的濃硫酸繼續(xù)循環(huán)吸收。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的步驟d中氨轉(zhuǎn)化率保持在大于96%。 作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的步驟f中從空氣鼓風(fēng)機(jī)分出來的空氣的壓力為 0.049Mpa。 作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的步驟h中濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合的比例為1 : 80 120。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的步驟i中產(chǎn)品合格指標(biāo)為亞硝基硫酸含量達(dá)到50%以 上。有效的保證了產(chǎn)品中亞硝基硫酸的含量。 本發(fā)明同已有的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)本發(fā)明采用硫酸氧化氮?dú)怏w直 接吸收法工藝生產(chǎn)亞硝基硫酸，裝置的吸收壓力為0. 05MPa(簡稱低壓氨氧化法)，采用多 塔串聯(lián)吸收的操作工藝，為本公司自行研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝路線，具有氨氧化效 率高、能耗低、產(chǎn)品濃度高(亞硝基硫酸含量可達(dá)到70%)、操作簡單、尾氣處理簡單(出口 氮氧化物含量可小于350PPM)的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)成本大大低于其它的工藝方法。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋而
本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1 : 本發(fā)明工藝包括氨氧化工序、酸吸收及后處理工序。
氨氧化工序 空氣經(jīng)空氣過濾器濾去機(jī)械雜質(zhì)后，進(jìn)入空氣鼓風(fēng)機(jī)，排氣壓力為0. 05MPa(表)， 排氣溫度6(TC。氣氨(0. 16MPa(表)，10 15°C )經(jīng)氨氣過濾器過濾，進(jìn)入氨氣緩沖罐，然
5后進(jìn)入氨空混合器與來自空氣鼓風(fēng)機(jī)的空氣按一定比例混合，再經(jīng)素瓷過濾器過濾，混合 氣中氨濃度控制在10 11%。 氨空氣混合氣自上而下進(jìn)入氨氧化爐，在鉑網(wǎng)上進(jìn)行氨的氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為 80(TC左右。主要反應(yīng)為
4NH3+502 — 4N0+6H20+Q 氨轉(zhuǎn)化率保持在96%以上。含氮氧化物的高溫氣體經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，溫度降 至23(TC左右進(jìn)入快速冷卻器，被冷卻到4(TC左右，再經(jīng)氨冷凝器進(jìn)一步冷卻至5 l(TC， 經(jīng)氣液分離器分離稀硝酸后，得到冷氧化氮?dú)怏w，進(jìn)入后工序酸吸收系統(tǒng)。廢熱鍋爐副產(chǎn) 0.6MPa(表)的飽和蒸汽，送往蒸汽管網(wǎng)。由分離器分離出來的稀硝酸硝酸生產(chǎn)系統(tǒng)回用。
酸吸收及后處理工序 來自氣液分離器后的冷氧化氮?dú)怏w，進(jìn)入氣體預(yù)熱器，用蒸汽將冷氮氧化物氣體 預(yù)熱到4(TC以上，進(jìn)入氧化器，與從空氣鼓風(fēng)機(jī)分出來的一定比例的空氣在氧化器中混合， 從空氣鼓風(fēng)機(jī)分出來的空氣的壓力為0. 049Mpa，使冷氧化氮?dú)怏w在氧化器內(nèi)氧化。
反應(yīng)式為2N0+02 = 2 N02 達(dá)到NO : N02為l : l后，得到標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w，標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w從底部依次進(jìn) 入串聯(lián)的二只亞硝基硫酸制備塔，一只氧化氮?dú)怏w尾氣治理塔和一只亞硝基硫酸回收塔， 亞硝基硫酸制備塔操作壓力為0. 05MPa，自下而上在塔內(nèi)與從塔頂噴淋的、經(jīng)將濃硫酸與發(fā) 煙硫酸按一定比例配置的硫酸循環(huán)溶液中的發(fā)煙硫酸反應(yīng)。
反應(yīng)式為N0+N02+S03+H2S04 = 2N0HS04+Q 生成亞硝基硫酸含量達(dá)到50%的產(chǎn)品，從第一只吸收塔底部被取出，泵入亞硝硫 酸成品貯槽。從亞硝基硫酸制備塔出來的氣體經(jīng)尾氣治理塔吸收反應(yīng)，再經(jīng)亞硝基硫酸回 收塔消除酸霧后，經(jīng)煙囪排放。 濃硫酸與發(fā)煙硫酸按l : IOO的比例分別進(jìn)入亞硝基硫酸制備塔和尾氣吸收塔， 自上而下與標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w逆流接觸，反應(yīng)后的硫酸溶液溫度升高，經(jīng)換熱器降溫后，在塔 內(nèi)循環(huán)使用，達(dá)到一定的亞硝基硫酸濃度后，從第三只尾氣吸收塔開始依次向前塔移液，逐 步提高亞硝基硫酸的濃度，到第一只亞硝基硫酸制備塔的循環(huán)液達(dá)到產(chǎn)品合格指標(biāo)后，由 泵送入成品槽。反應(yīng)的硫酸循環(huán)液溫度控制在為50 7(TC。整個(gè)過程是連續(xù)不斷的，即吸 收系統(tǒng)是連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)出料。 濃硫酸直接用泵打入第四只亞硝基硫酸回收塔，自上而下與第三只尾氣回收塔出 來的標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w接觸，回收夾帶的液態(tài)亞硝基硫酸，消除酸霧，當(dāng)硫酸溶液中的亞硝基 硫酸濃度達(dá)到一定濃度后，用泵送入第三只尾氣治理塔，再補(bǔ)充新的濃硫酸繼續(xù)循環(huán)吸收。
實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅僅在于，濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合的比例可以為 1 : 90。其它生產(chǎn)過程和反映情況均相同。
實(shí)施例3 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅僅在于，濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合的比例可以為 1 : 85。其它生產(chǎn)過程和反映情況均相同。
實(shí)施例4 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅僅在于，濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合的比例可以為i : 95。其它生產(chǎn)過程和反映情況均相同。 實(shí)施例5 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅僅在于，濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合的比例可以為
i : 105。其它生產(chǎn)過程和反映情況均相同。 實(shí)施例6 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅僅在于，濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合的比例可以為
i : 115。其它生產(chǎn)過程和反映情況均相同。 實(shí)施例7 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅僅在于，濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合的比例可以為 1 : 120。其它生產(chǎn)過程和反映情況均相同。 杭州龍山化工有限公司使用本發(fā)明的生產(chǎn)方法生產(chǎn)亞硝基硫酸，操作調(diào)節(jié)簡單、 整體能耗低，氧化氮?dú)怏w處理非常環(huán)保。該公司生產(chǎn)的亞硝基硫酸，產(chǎn)品中亞硝基硫酸含量 平均為52%，硝酸含量小于0. 2%。噸產(chǎn)品的主要原料消耗為20%煙酸0. 73噸，濃硫酸 0. 06噸，氨0. 079噸。具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其配方、工藝所取名稱等 可以不同。凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于 本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做 各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利 要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何熟 悉該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤飾，均應(yīng)屬于本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種亞硝基硫酸的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)步驟為a、用空氣過濾器將空氣中的機(jī)械雜質(zhì)濾去后，進(jìn)入空氣鼓風(fēng)機(jī)，排氣壓力為0.05MPa，排氣溫度為60℃；b、用氨氣過濾器過濾氮?dú)?，排氣壓力?.16MPa，排氣溫度為10～15℃，然后進(jìn)入氨氣緩沖罐；c、將氨氣緩沖罐中的氮?dú)夂涂諝夤娘L(fēng)機(jī)中的空氣打入氨空混合器再經(jīng)素瓷過濾器過濾，混合氣中氨濃度控制在10％--11％；d、混合氣自上而下進(jìn)入氨氧化爐，在鉑網(wǎng)上進(jìn)行氨的氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為800℃左右。主要反應(yīng)為4NH3+5O2→4NO+6H2O+Q；得到含氮氧化物的高溫氣體；e、含氮氧化物的高溫氣體經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，溫度降至230℃進(jìn)入快速冷卻器，再被冷卻到40℃，再經(jīng)氨冷凝器進(jìn)一步冷卻至5～10℃，經(jīng)氣液分離器分離稀硝酸后，得到冷氧化氮?dú)怏w；f、將冷氧化氮?dú)怏w在氣體預(yù)熱器中用蒸汽預(yù)熱到40℃，然后進(jìn)入氧化器，與從空氣鼓風(fēng)機(jī)分出來的空氣在氧化器中混合，使冷氧化氮?dú)怏w在氧化器內(nèi)氧化，反應(yīng)式為2NO+O2＝2NO2；g、當(dāng)NO∶NO2＝1∶1后，得到標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w，標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w從底部依次進(jìn)入串聯(lián)的兩只亞硝基硫酸制備塔、尾氣治理塔、亞硝基硫酸回收塔，亞硝基硫酸制備塔內(nèi)的操作壓力為0.05MPa；h、將濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合后，得到硫酸循環(huán)液，硫酸循環(huán)液分別進(jìn)入兩只亞硝基硫酸制備塔和尾氣吸收塔，自上而下與標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w逆流接觸，反應(yīng)后的硫酸溶液溫度升高，經(jīng)換熱器降溫后，在塔內(nèi)循環(huán)使用，達(dá)到一定的亞硝基硫酸濃度后，從尾氣吸收塔開始依次向前塔移液，逐步提高亞硝基硫酸的濃度，反應(yīng)的硫酸循環(huán)液溫度控制在為50～70℃，反應(yīng)式為NO+NO2+SO3+H2SO4＝2NOHSO4+Q；i、生成的亞硝基硫酸達(dá)到產(chǎn)品合格指標(biāo)后，從第一只亞硝基硫酸制備塔底部被取出，泵入亞硝硫酸成品貯槽；j、從亞硝基硫酸制備塔出來的氣體經(jīng)尾氣治理塔吸收反應(yīng)，再經(jīng)亞硝基硫酸回收塔消除酸霧后，經(jīng)煙囪排放；k、將濃硫酸直接用泵打入亞硝基硫酸回收塔，自上而下與尾氣回收塔出來的標(biāo)準(zhǔn)氧化氮?dú)怏w接觸，回收夾帶的液態(tài)亞硝基硫酸，消除酸霧，當(dāng)硫酸溶液中的亞硝基硫酸濃度達(dá)到一定濃度后，用泵送入第三只尾氣治理塔，再補(bǔ)充新的濃硫酸繼續(xù)循環(huán)吸收。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞硝基硫酸的生產(chǎn)方法，其特征是所述的步驟d中氨轉(zhuǎn)化率保持在大于96%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞硝基硫酸的生產(chǎn)方法，其特征是所述的步驟f中從空氣鼓風(fēng)機(jī)分出來的空氣的壓力為0. 049Mpa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞硝基硫酸的生產(chǎn)方法，其特征是所述的步驟h中濃硫酸與發(fā)煙硫酸混合的比例為l : 80 120。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞硝基硫酸的生產(chǎn)方法，其特征是所述的步驟i中產(chǎn)品合格指標(biāo)為亞硝基硫酸含量達(dá)到50%以上'
全文摘要
本發(fā)明涉及亞硝基硫酸生產(chǎn)方法，屬于化工領(lǐng)域。本發(fā)明采用硫酸氧化氮?dú)怏w直接吸收法工藝生產(chǎn)亞硝基硫酸，裝置的吸收壓力為0.05MPa(簡稱低壓氨氧化法)，采用多塔串聯(lián)吸收的操作工藝，為本公司自行研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝路線，具有氨氧化效率高、能耗低、產(chǎn)品濃度高(亞硝基硫酸含量可達(dá)到70％)、操作簡單、尾氣處理簡單(出口氮氧化物含量可小于350PPM)的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)成本大大低于其它的工藝方法。
文檔編號C01B21/00GK101717078SQ20091031189
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者張國良, 金沛燦 申請人:杭州龍山化工有限公司