[实用新型]生产液体三氧化二氮的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化工生产设备。

背景技术

三氧化二氮是一种酸性氧化物，有毒，可溶于苯、乙醚、氯仿(三氯甲烷)、四氯化碳(四氯甲烷)、酸碱不稳定，常压下即可分解为一氧化氮和二氧化氮。

三氧化二氮是亚硝酸的酸酐，亚硝酸由于不稳定，一般制成亚硝酸钠储存，使用时加强酸即可生成，亚硝酸广泛应用于化学反应，如亚硝化，重氮化反应，由于在亚硝酸钠制成亚硝酸过程中需要加入水，强酸，且反应后有钠离子出来，所以其应用有一定的局限性。使用三氧化二氮代替亚硝酸进行亚硝化和重氮化，可以在无水状态下进行，且反应后无钠离子产生，还可以显著减少废水排放的总量，实现清洁生产，拥有较好的应用前景。但其生产还有缺陷。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种生产液体三氧化二氮的设备，可生产得到液体三氧化二氮产物，且产物可直接作为成品出售或使用，易保存，设备成本低，效率高。

一种生产液体三氧化二氮的设备，包括管式反应器a，其后依次连接中间分离器a、水冷器a、管式反应器b、中间分离器b、水冷器b、管式反应器c、末端分离器和水冷器c；中间分离器a、中间分离器b和末端分离器的顶部出口连通后再依次连接水冷器d、除酸器、压缩机、冷冻盐水冷却器、氨冷器、反应器。所述反应器为陶瓷规整填料塔。

本实用新型中涉及的化学反应有：

1.5N₂O₄+H₂O＝2HNO₃+NO-Q，

这是一个放热反应，反应速度较快，所以优选采用管式反应器，并采用外移热的方法，即管式反应器外再设置一个带有冷却液进出口的套管，将反应热量即时带走；反应在低压下进行(0.1MPa.G)；

N₂O₄+2NO＝2N₂O₃-Q，

这是一个放热反应，反应物配比采用NO过量的方案。

本实用新型最后得到的液体三氧化二氮采用氨压缩机制冷并部分使用冷冻盐水作为载冷剂储存N₂O₃，储存条件：0.01～0.05M Pa.G，-21～-15℃，液态储存和运输。

本实用新型可以得到以下技术效果：

(1)本实用新型原料之一为稀硝酸(质量分数为10％～18％)，此种浓度的稀硝酸在硝酸装置中产生的废酸，利用的成本高，排出又污染环境，本实用新型可将其变废为宝，符合节能减排的国家政策；

(2)本实用新型采用管式反应器，确保了阻力降在合理的范围内，并减少了反应器的振动，防止出现液击而引起安全事故；

(3)本实用新型采用液体N₂O₄作为原料与NO反应生产三氧化二氮，反应为鼓泡式气液流接触，相较于用NO与NO₂的气-气流反应，反应更易操作，反应也更完全；

(4)从反应器出来的三氧化二氮产品温度为-15℃～-22℃，只需闪蒸出溶解的NO后即可直接进入储运工序；

(5)设备成本低，效率高。

本实用新型中所使用的单体设备均有市售。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的设备的示意图；其中：

1：管式反应器a；2：中间分离器a；3：水冷器a；4：管式反应器b；5：中间分离器b；6：水冷器b；7：管式反应器c；8：末端分离器；9：水冷器c；13：水冷器d；14：除酸器；15：压缩机；16：冷冻盐水冷却器；17：氨冷器；18：反应器；19：调整罐。

具体实施方式

为进一步说明本实用新型，结合以下实施例具体说明：

实施例1：

一种用于生产液体三氧化二氮的设备，包括管式反应器a1，其后依次连接中间分离器a2、水冷器a3、管式反应器b4、中间分离器b5、水冷器b6、管式反应器c7、末端分离器8和水冷器c9；中间分离器a2、中间分离器b5和末端分离器8的顶部出口连通后再依次连接水冷器d13、除酸器14、压缩机15、冷冻盐水冷却器16、氨冷器17、反应器18。所述反应器18为陶瓷规整填料塔，其底部后连通至调整罐19。

此设备使用时的流程如下：

①将粗品四氧化二氮(质量分数92～96％)与稀硝酸(质量分数为10％～18％)混合后进入管式反应器a1；