从氨氧化制硝酸工艺气中分离提纯一氧化氮气体.docx

从氨氧化制硝酸工艺气中分别提纯

一氧化氮气体

学生：赵连国

摘要：一氧化氮气体主要通过催化氧化法、热解法、酸解法等方法合成，其用途很广，主要用于医药、电子、化工、环保等领域。然而，通过上述方法合成的粗一氧化氮气体需要精制方能扩大其应用领域，目前其精制方法主要有物理吸附法和化学吸附法，并对此两种方法做了详述。从氨氧化制硝

酸工艺气〔其中NO〔10～15%〕、N〔超过80%〕、NO〔10～

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15%〕、O2〔约3%〕、少量H2O、HNO3〕中分别提纯一氧化氮

气体，其工艺气中的氧浓度很高，且极易与一氧化氮反响，生成二氧化氮，这样既导致有效成分一氧化氮的浓度降低，又导致杂质二氧化氮的增多，要想从今工艺气获得较高纯度的一氧化氮及其收率，必需先脱除其工艺气中的氧。气体脱氧的方法很多，主要有化学吸附脱氧、催化脱氧、催化燃烧等方法。针对上述不同的气体脱氧方法开发了一系列的脱氧催化剂，如：钼系脱氧剂、锰系脱氧剂、镍系脱氧剂、贵金属脱氧剂等。针对氨氧化制硝酸工艺气中分别提纯一氧化氮

气体的脱氧方法还没有文献报导，本文对其脱氧方法及脱氧剂的选择作了详述，主要承受化学吸附法，脱氧剂为钼系脱氧剂和锰系脱氧剂。本文对氨氧化制硝酸工艺气中分别提纯一氧化氮气体的脱氧剂的制备及其活性评价和如何对所制备的脱氧剂进展表征作了详述，并制定了具体的试验实施方案。氨氧化制硝酸工艺气经枯燥、脱氧后还剩下一氧化氮、二氧化氮和氮气，利用它们的沸点不同，承受深冷分别的方法，实现氮气从一氧化氮、二氧化氮混合物中分别出去，并对此深冷分别方法的试验实施方案作了详述。氨氧化制硝酸工艺气经枯燥、脱氧、深冷分别后还剩下一氧化氮和二氧化氮，再经酸洗或水洗的方法来脱除二氧化氮，即可获得高纯度一氧化氮。所获得高纯度一氧化氮再经精除杂即得一氧化氮气体成品。

关键词：一氧化氮脱氧深冷分别精除杂

争论背景

概况

企业概况

淮化集团是安徽省最大的煤化工企业，全国化工百强，经过40多年建设，淮化已逐步形成以合成氨及氨加工、甲醇及醇加工、硝酸及硝酸盐、焦化及焦化产品回收、精细化工五大系列产品，产品总数30余种，市场销售辐射全国26个省市以及韩国、越南、加坡、澳大利亚等国家和地区。目前淮化主要装置年生产力量为：总氨37万吨、尿素42万吨、浓硝酸50万吨、硝酸铵15万吨、甲醇6万吨、甲醛4万吨、焦炭28万吨、混甲胺4万吨、二甲基甲酰胺〔DMF〕4万吨、食品级液体二氧化碳3万吨等。其中尿素产品获国家“质量免检产品”称号，浓硝酸、硝酸铵和精甲醇荣获安徽“名牌产品”称号，浓硝酸产品产销量位居亚洲前列，连续多年保持全国第一。适应市场经济及企业进展目标需

要，以原有生产装置为根底开发更多下游或支线产品。

任务与目标

以氨为原料制硝酸的生产过程：在催化剂作用下，将氨氧化成一氧化氮，生成的一氧化氮连续氧化为二氧化氮，再与水作用生成硝酸。其中，NO是硝酸生产过程中的中间产

品。

本课题的主要任务：从气态的NO〔10～15%〕、N〔超

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22 2 2 3过80%〕、HO、NO〔10～15%〕、O〔约3%〕、HNO 混合物中获得较高纯度的NO气体〔其中，NO≥99.5%、N

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2023/106、CO≤2023/106、NO≤500/106含NO≤500/106〕，

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开发出一种适合工业化的生产工艺。

本课题总体工艺路线：〔其中，a为优选方案，b为备选方案〕

2原料气→脱氧→深冷→NO和NO→酸洗或水洗→精脱除

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NO中杂质→纯NO产品

原料气→脱氧→酸洗或水洗→深冷→精脱除NO中杂质→纯NO产品

NO气体的合成与应用

〔1〕粗一氧化氮气体的合成方法〔1〕

催化氧化法氨与空气在催化剂存在条件下，燃烧生成一氧化氮气体。

热解法加热分解亚硝酸或亚硝酸盐，制得一氧化氮产气体。

酸解法 亚硝酸钠与硝酸反响制取一氧化氮气体。

利用硝酸与二氧化硫反响生成一氧化氮气体。

还有一些其他方法，如：在空气中高压放电制NO气体。上述方法制取的NO气体，由于其反响原料的混入、副

反响的发生和其他杂质的引入，都导致所生产一氧化氮气体的纯度达不到产品级要求而需要设置后续提纯工艺。

(2)一氧化氮气体的应用〔2〕

目前，一氧化氮已在医学、电子、化工、环保等各个领域发挥了独特的作用。在医学领域，争论觉察，一氧化氮在人体假设干生理、病理过程中起着格外重要作用，具有免疫调节、神经传递、血压生理掌握和血小板分散的抑制等生理功能；在化工领域，一氧化氮用于制造硝酸和硅酮氧化膜及羰基亚硝酰，也可用作人造丝的漂白剂及丙烯和二甲醚的安定剂