专利名称：一种亚硝基硫酸的生产方法
技术领域：
本发明涉及亚硝基硫酸的生产方法，属于化工领域。
背景技术：
国内亚硝基硫酸产品的生产，有多种方案可供选择，最主要的生产方法为
1、浓硝酸二氧化硫气体吸收法(简称S02吸收法)。该方法以浓硫酸为介质，采 用二氧化硫气体与浓硝酸直接反应，得到亚硝基硫酸，此方法生产技术要求较高，产品生产 能力较大，但尾气治理较为困难，产品亚硝基硫酸的含量可达到50% ，亚硝基硫酸的含量偏 低。 2、浓硝酸、发烟硫酸直接液相反应法(简称液相反应法)。该方法也是以浓硫酸为 介质，在反应器内由浓硝酸与三氧化硫进行反应，得到产品亚硝基硫酸，此方法生产技术要 求不高，间隙生产，生产能力小，尾气治理难度大，产品亚硝基硫酸的含量可达40%。
3、硫酸氧化氮气体直接吸收法。直接用氨氧化后的氮氧化物气体在浓硫酸介质中 与发烟硫酸反应，得到产品亚硝基硫酸，此方法虽然生产技术水平要求高，全自动化操作， 生产能力大，尾气处理较简单，产品亚硝基硫酸的含量能达到70%以上，但是直接吸收法生 产亚硝基硫酸目前只有中压法(简称中压氨氧化法)，吸收压力为0. 3MPA，筛板式吸收塔吸 收反应生产亚硝基硫酸，为国外引进技术，存在着操作调节困难、能耗高和环保氧化氮气体 处理不理想等的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺设计合理，能耗低，操作调节简单，环 保低毒的亚硝基硫酸生产方法。 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该亚硝基硫酸的生产方法，其生产 步骤为 a、用空气过滤器将空气中的机械杂质滤去后，进入空气鼓风机，排气压力为 0. 05MPa，排气温度为60°C ; b、用氨气过滤器过滤氮气，排气压力为0. 16MPa，排气温度为10 15。C，然后进入 氨气缓冲罐； c、将氨气缓冲罐中的氮气和空气鼓风机中的空气打入氨空混合器再经素瓷过滤 器过滤，混合气中氨浓度控制在10% —11% ; d、混合气自上而下进入氨氧化炉，在铂网上进行氨的氧化反应，反应温度为800°C
左右。主要反应为<formula>formula see original document page 4</formula>
得到含氮氧化物的高温气体； e、含氮氧化物的高温气体经废热锅炉回收热量，温度降至23(TC进入快速冷却器， 再被冷却到40°C ，再经氨冷凝器进一步冷却至5 l(TC ，经气液分离器分离稀硝酸后，得到冷氧化氮气体； f、将冷氧化氮气体在气体预热器中用蒸汽预热到4(TC，然后进入氧化器，与从空
气鼓风机分出来的空气在氧化器中混合，使冷氧化氮气体在氧化器内氧化， 反应式为2N0+02 = 2 N02 ; g、当N0 : no2 = i : i后，得到标准氧化氮气体，标准氧化氮气体从底部依次进
入串联的两只亚硝基硫酸制备塔、尾气治理塔、亚硝基硫酸回收塔，亚硝基硫酸制备塔内的
操作压力为0. 05MPa ; h、将浓硫酸与发烟硫酸混合后，得到硫酸循环液，硫酸循环液分别进入两只亚硝 基硫酸制备塔和尾气吸收塔，自上而下与标准氧化氮气体逆流接触，反应后的硫酸溶液温 度升高，经换热器降温后，在塔内循环使用，达到一定的亚硝基硫酸浓度后，从尾气吸收塔 开始依次向前塔移液，逐步提高亚硝基硫酸的浓度，反应的硫酸循环液温度控制在为50 70。C，反应式为N0+N02+S03+H2S04 = 2N0HS04+Q ; i、生成的亚硝基硫酸达到产品合格指标后，从第一只亚硝基硫酸制备塔底部被取 出，泵入亚硝硫酸成品贮槽； j、从亚硝基硫酸制备塔出来的气体经尾气治理塔吸收反应，再经亚硝基硫酸回收 塔消除酸雾后，经烟囱排放； k、将浓硫酸直接用泵打入亚硝基硫酸回收塔，自上而下与尾气回收塔出来的标准 氧化氮气体接触，回收夹带的液态亚硝基硫酸，消除酸雾，当硫酸溶液中的亚硝基硫酸浓度 达到2 5%后，用泵送入第三只尾气治理塔，再补充新的浓硫酸继续循环吸收。
作为优选，本发明所述的步骤d中氨转化率保持在大于96%。 作为优选，本发明所述的步骤f中从空气鼓风机分出来的空气的压力为 0.049Mpa。 作为优选，本发明所述的步骤h中浓硫酸与发烟硫酸混合的比例为1 : 80 120。
作为优选，本发明所述的步骤i中产品合格指标为亚硝基硫酸含量达到50%以 上。有效的保证了产品中亚硝基硫酸的含量。 本发明同已有的技术相比，具有以下优点和特点本发明采用硫酸氧化氮气体直 接吸收法工艺生产亚硝基硫酸，装置的吸收压力为0. 05MPa(简称低压氨氧化法)，采用多 塔串联吸收的操作工艺，为本公司自行研发、具有自主知识产权的工艺路线，具有氨氧化效 率高、能耗低、产品浓度高(亚硝基硫酸含量可达到70%)、操作简单、尾气处理简单(出口 氮氧化物含量可小于350PPM)的优点，生产成本大大低于其它的工艺方法。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而
本发明并不局限于以下实施例。
实施例1 : 本发明工艺包括氨氧化工序、酸吸收及后处理工序。
氨氧化工序 空气经空气过滤器滤去机械杂质后，进入空气鼓风机，排气压力为0. 05MPa(表)， 排气温度6(TC。气氨(0. 16MPa(表)，10 15°C )经氨气过滤器过滤，进入氨气缓冲罐，然
5后进入氨空混合器与来自空气鼓风机的空气按一定比例混合，再经素瓷过滤器过滤，混合 气中氨浓度控制在10 11%。 氨空气混合气自上而下进入氨氧化炉，在铂网上进行氨的氧化反应，反应温度为 80(TC左右。主要反应为
4NH3+502 — 4N0+6H20+Q 氨转化率保持在96%以上。含氮氧化物的高温气体经废热锅炉回收热量，温度降 至23(TC左右进入快速冷却器，被冷却到4(TC左右，再经氨冷凝器进一步冷却至5 l(TC， 经气液分离器分离稀硝酸后，得到冷氧化氮气体，进入后工序酸吸收系统。废热锅炉副产 0.6MPa(表)的饱和蒸汽，送往蒸汽管网。由分离器分离出来的稀硝酸硝酸生产系统回用。
酸吸收及后处理工序 来自气液分离器后的冷氧化氮气体，进入气体预热器，用蒸汽将冷氮氧化物气体 预热到4(TC以上，进入氧化器，与从空气鼓风机分出来的一定比例的空气在氧化器中混合， 从空气鼓风机分出来的空气的压力为0. 049Mpa，使冷氧化氮气体在氧化器内氧化。
反应式为2N0+02 = 2 N02 达到NO : N02为l : l后，得到标准氧化氮气体，标准氧化氮气体从底部依次进 入串联的二只亚硝基硫酸制备塔，一只氧化氮气体尾气治理塔和一只亚硝基硫酸回收塔， 亚硝基硫酸制备塔操作压力为0. 05MPa，自下而上在塔内与从塔顶喷淋的、经将浓硫酸与发 烟硫酸按一定比例配置的硫酸循环溶液中的发烟硫酸反应。
反应式为N0+N02+S03+H2S04 = 2N0HS04+Q 生成亚硝基硫酸含量达到50%的产品，从第一只吸收塔底部被取出，泵入亚硝硫 酸成品贮槽。从亚硝基硫酸制备塔出来的气体经尾气治理塔吸收反应，再经亚硝基硫酸回 收塔消除酸雾后，经烟囱排放。 浓硫酸与发烟硫酸按l : IOO的比例分别进入亚硝基硫酸制备塔和尾气吸收塔， 自上而下与标准氧化氮气体逆流接触，反应后的硫酸溶液温度升高，经换热器降温后，在塔 内循环使用，达到一定的亚硝基硫酸浓度后，从第三只尾气吸收塔开始依次向前塔移液，逐 步提高亚硝基硫酸的浓度，到第一只亚硝基硫酸制备塔的循环液达到产品合格指标后，由 泵送入成品槽。反应的硫酸循环液温度控制在为50 7(TC。整个过程是连续不断的，即吸 收系统是连续进料，连续出料。 浓硫酸直接用泵打入第四只亚硝基硫酸回收塔，自上而下与第三只尾气回收塔出 来的标准氧化氮气体接触，回收夹带的液态亚硝基硫酸，消除酸雾，当硫酸溶液中的亚硝基 硫酸浓度达到一定浓度后，用泵送入第三只尾气治理塔，再补充新的浓硫酸继续循环吸收。
实施例2 本实施例与实施例1的区别仅仅在于，浓硫酸与发烟硫酸混合的比例可以为 1 : 90。其它生产过程和反映情况均相同。
实施例3 本实施例与实施例1的区别仅仅在于，浓硫酸与发烟硫酸混合的比例可以为 1 : 85。其它生产过程和反映情况均相同。
实施例4 本实施例与实施例1的区别仅仅在于，浓硫酸与发烟硫酸混合的比例可以为i : 95。其它生产过程和反映情况均相同。 实施例5 本实施例与实施例1的区别仅仅在于，浓硫酸与发烟硫酸混合的比例可以为
i : 105。其它生产过程和反映情况均相同。 实施例6 本实施例与实施例1的区别仅仅在于，浓硫酸与发烟硫酸混合的比例可以为
i : 115。其它生产过程和反映情况均相同。 实施例7 本实施例与实施例1的区别仅仅在于，浓硫酸与发烟硫酸混合的比例可以为 1 : 120。其它生产过程和反映情况均相同。 杭州龙山化工有限公司使用本发明的生产方法生产亚硝基硫酸，操作调节简单、 整体能耗低，氧化氮气体处理非常环保。该公司生产的亚硝基硫酸，产品中亚硝基硫酸含量 平均为52%，硝酸含量小于0. 2%。吨产品的主要原料消耗为20%烟酸0. 73吨，浓硫酸 0. 06吨，氨0. 079吨。具有良好的经济和社会效益。 此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等 可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于 本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做 各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利 要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。 虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟 悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本 发明的保护范围。
权利要求
一种亚硝基硫酸的生产方法，其生产步骤为a、用空气过滤器将空气中的机械杂质滤去后，进入空气鼓风机，排气压力为0.05MPa，排气温度为60℃；b、用氨气过滤器过滤氮气，排气压力为0.16MPa，排气温度为10～15℃，然后进入氨气缓冲罐；c、将氨气缓冲罐中的氮气和空气鼓风机中的空气打入氨空混合器再经素瓷过滤器过滤，混合气中氨浓度控制在10％--11％；d、混合气自上而下进入氨氧化炉，在铂网上进行氨的氧化反应，反应温度为800℃左右。主要反应为4NH3+5O2→4NO+6H2O+Q；得到含氮氧化物的高温气体；e、含氮氧化物的高温气体经废热锅炉回收热量，温度降至230℃进入快速冷却器，再被冷却到40℃，再经氨冷凝器进一步冷却至5～10℃，经气液分离器分离稀硝酸后，得到冷氧化氮气体；f、将冷氧化氮气体在气体预热器中用蒸汽预热到40℃，然后进入氧化器，与从空气鼓风机分出来的空气在氧化器中混合，使冷氧化氮气体在氧化器内氧化，反应式为2NO+O2＝2NO2；g、当NO∶NO2＝1∶1后，得到标准氧化氮气体，标准氧化氮气体从底部依次进入串联的两只亚硝基硫酸制备塔、尾气治理塔、亚硝基硫酸回收塔，亚硝基硫酸制备塔内的操作压力为0.05MPa；h、将浓硫酸与发烟硫酸混合后，得到硫酸循环液，硫酸循环液分别进入两只亚硝基硫酸制备塔和尾气吸收塔，自上而下与标准氧化氮气体逆流接触，反应后的硫酸溶液温度升高，经换热器降温后，在塔内循环使用，达到一定的亚硝基硫酸浓度后，从尾气吸收塔开始依次向前塔移液，逐步提高亚硝基硫酸的浓度，反应的硫酸循环液温度控制在为50～70℃，反应式为NO+NO2+SO3+H2SO4＝2NOHSO4+Q；i、生成的亚硝基硫酸达到产品合格指标后，从第一只亚硝基硫酸制备塔底部被取出，泵入亚硝硫酸成品贮槽；j、从亚硝基硫酸制备塔出来的气体经尾气治理塔吸收反应，再经亚硝基硫酸回收塔消除酸雾后，经烟囱排放；k、将浓硫酸直接用泵打入亚硝基硫酸回收塔，自上而下与尾气回收塔出来的标准氧化氮气体接触，回收夹带的液态亚硝基硫酸，消除酸雾，当硫酸溶液中的亚硝基硫酸浓度达到一定浓度后，用泵送入第三只尾气治理塔，再补充新的浓硫酸继续循环吸收。
2. 根据权利要求1所述的亚硝基硫酸的生产方法，其特征是所述的步骤d中氨转化率保持在大于96%。
3. 根据权利要求1所述的亚硝基硫酸的生产方法，其特征是所述的步骤f中从空气鼓风机分出来的空气的压力为0. 049Mpa。
4. 根据权利要求1所述的亚硝基硫酸的生产方法，其特征是所述的步骤h中浓硫酸与发烟硫酸混合的比例为l : 80 120。
5. 根据权利要求1所述的亚硝基硫酸的生产方法，其特征是所述的步骤i中产品合格指标为亚硝基硫酸含量达到50%以上'
全文摘要
本发明涉及亚硝基硫酸生产方法，属于化工领域。本发明采用硫酸氧化氮气体直接吸收法工艺生产亚硝基硫酸，装置的吸收压力为0.05MPa(简称低压氨氧化法)，采用多塔串联吸收的操作工艺，为本公司自行研发、具有自主知识产权的工艺路线，具有氨氧化效率高、能耗低、产品浓度高(亚硝基硫酸含量可达到70％)、操作简单、尾气处理简单(出口氮氧化物含量可小于350PPM)的优点，生产成本大大低于其它的工艺方法。
文档编号C01B21/00GK101717078SQ20091031189
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者张国良, 金沛灿 申请人:杭州龙山化工有限公司