发明背景
一氧化二氮(n2o)是一种天然存在的温室气体，每个分子的升温潜能为二氧化碳分子的约290倍。已知纯n2o具有爆炸性。几种工业方法会产生n2o作为副产物，例如由环己酮/环己醇和硝酸(hno3)制备己二酸。己二酸是制造尼龙66的原料，在全世界范围内已广泛用作例如家具(地毯，室内装潢，床罩等)，服装，轮胎帘线，传送带，座椅安全带，安全气囊，降落伞，绳和网，睡袋，防水油布，帐篷和汽车配件的成分。己二酸通常以两步法制备，其中第一步涉及将环己烷氧化成环己酮/环己醇混合物，第二步涉及用硝酸将该混合物氧化以生成己二酸。一氧化二氮，氮氧化物(nox，一氧化氮(no)和二氧化氮(no2)的统称)和水(h2o)是在该氧化反应过程中产生的主要副产物。值得注意的是，nox也是一种污染物，其排放必须遵守严格的法规。
用于将n2o转化为更环境友好的形式的通过大型n2o发生器而采用的当前方法包括：(i)将n2o催化分解为氮气(n2)和氧气(o2)，它们释放到大气中；或(ii)在热还原单元中用天然气处理含n2o的废气，形成氮气、二氧化碳和水(4n2o+ch4→4n2+co2+2h2o)，它们然后释放到大气中。
这两个方案都具有将n2o转化为被废弃的无用形式(氮气)的缺点。然而，持续需要以经济有效的方式回收并且如果可能的话再循环或使用工业废气或排气中包含的n2o和nox组分。美国专利no.5,429,811和日本公开专利申请no.s61-257940代表了用于将n2o热分解为nox的常规技术的示例。
本发明相对于用于从n2o(经由nox中间体)制备硝酸的常规技术提供了显著的改进，并且当以工业规模进行时特别有效。在本发明的特定应用中，其中含n2o的初始反应物组合物的来源是来自生产己二酸的废气，废气中的n2o转化为nox并最终转化为硝酸代表了用于生产己二酸的硝酸原料的有效和安全的再循环。该方法比现有方法更具成本效益，在现有方法中，在不易以按比例放大的工业规模进行的反应条件下，通过转化为不可用的n2气体或硝酸来破坏n2o副产物。
技术实现要素：
本发明的一个方面是制备己二酸的方法，其包括：
使环己酮和环己醇中的至少一种与硝酸反应生成己二酸和包含至少10摩尔％一氧化二氮(n2o)的废气；
使废气传送通过在2200°f或更高的温度下操作的反应器而将废气中存在的n2o以大于15％的产率转化为氮氧化物(nox)(x＝1或2)；
将nox转化为硝酸；和
任选将硝酸再循环以生产另外的己二酸。
本发明的另一方面是制备己二酸的方法，其包括：
使环己酮、环己醇或其混合物与硝酸反应生成己二酸和包含20-80摩尔％一氧化二氮(n2o)的废气；
使废气传送通过在2200°f或更高的温度下操作的反应器而将废气中存在的n2o以大于15％的产率转化为氮氧化物(nox)(x＝1或2)；
将nox转化为硝酸；和
将硝酸再循环以生产另外的己二酸，
其中该方法可减少n2o排放大于10％。
在示例性实施方案中，反应器在2000-3500°f，例如2200-3500°f，例如2500-3500°f，例如2300-3300°f，例如2400-3300°f，例如2500-3300°f，例如2600-3300°f，例如2500-3200°f，例如2500-3000°f，例如2600-3200°f，例如2600-3000°f，例如2400-3000°f，例如2400-2800°f的内部温度下操作。
在示例性实施方案中，在传送通过反应器之前，废气包含10-99摩尔％的n2o，例如15-90摩尔％，例如20-90摩尔％，30-80摩尔％，例如30-70摩尔％，例如30-50摩尔％，例如40-95摩尔％，例如40-85摩尔％，例如40-80摩尔％，例如40-75摩尔％，例如40-70摩尔％，例如40-60摩尔％，例如35-70摩尔％，例如40-70摩尔％，例如40-80摩尔％，例如50-80摩尔％，例如60-80摩尔％。
在示例性实施方案中，从n2o到nox的产率大于15％，例如大于17％，例如大于18％，例如大于19％，例如大于20％，例如大于21％，例如大于22％，例如大于23％，例如大于24％，例如大于25％，例如大于27％，例如大于30％，例如大于35％。在示例性实施方案中，从n2o到nox的产率为20-35％，例如20-30％，例如20-25％。
在示例性实施方案中，在传送通过反应器之前，废气还包含小于2摩尔％的水，例如小于1摩尔％，例如小于0.5摩尔％，例如小于0.2摩尔％。在示例性实施方案中，废气包含0-2摩尔％的水，例如0.1至小于2摩尔％，例如0-1摩尔％，例如0-0.5摩尔％。
在示例性实施方案中，废气在反应器中的停留时间小于150秒，例如小于120秒，例如小于100秒，例如小于80秒，例如小于60秒，例如小于30秒，例如小于15秒，例如小于10秒，例如小于5秒，例如小于2秒，例如小于1秒，例如小于0.5秒，例如小于0.1秒，例如小于0.05秒。在示例性实施方案中，废气在反应器中的停留时间为0.01至小于60秒，例如0.05至小于60秒，例如0.5至小于30秒，例如0.5至小于15秒，例如1至小于10秒，例如1至小于5秒。
在示例性实施方案中，反应器的长径(l/d)比大于2，例如大于4，例如大于8，例如大于10，例如大于12，例如大于14，例如大于18，例如大于20，例如大于25，例如大于30，例如大于40，例如大于50。在示例性实施方案中，l/d比为3-40，例如3-30，例如3-25，例如6-25，例如6-20，例如6-15，例如8-15，例如10-15。
在示例性实施方案中，反应器在绝热或基本绝热的条件下操作。
在示例性实施方案中，反应器的外表面温度大于100°f，例如大于150°f，例如大于200°f，例如大于250°f。在示例性实施方案中，反应器的表面温度为150-350°f，例如150-300°f，例如200-250°f。
在示例性实施方案中，反应器在小于15psig，例如小于10psig，例如小于5psig的压力下操作。在示例性实施方案中，反应器在0.5-10psig，例如1-5psig的压力下操作。
在一个示例性实施方案中，反应器是活塞流反应器。在另一个示例性实施方案中，反应器基本上是活塞流，但被构造成在传送通过反应器的至少一部分气流中引起回流。
在一个示例性实施方案中，废气以大于500磅每小时(pph)，例如大于1000pph，例如大于1500pph，例如大于2000pph，例如大于2500pph，例如大于3000pph，例如大于5000pph，例如大于10000pph，例如大于20000pph，例如大于30000pph，例如大于40000pph，例如大于50000pph，例如大于60000pph，例如大于70000pph，例如大于80000pph，例如大于90000pph的速率传送通过反应器。在另一个示例性实施方案中，废气以3000-100000pph，例如3000-80000pph，例如3000-50000pph，例如3000-30000pph，例如3000-20000pph的速率传送通过反应器。
在示例性实施方案中，在传送通过反应器之前，废气还包含小于5摩尔％的nox，例如小于2摩尔％，例如小于1摩尔％的nox，例如小于0.5摩尔％的nox，例如小于0.1摩尔％的nox。在示例性实施方案中，在传送通过反应器之前，废气还包含0-2摩尔％的nox，例如0.1-1摩尔％的nox。
在示例性实施方案中，将废气在传送通过反应器之前预热到大于500°f，例如大于700°f，例如大于900°f，例如大于1000°f。在示例性实施方案中，将废气在传送通过反应器之前预热到小于1500°f。在示例性实施方案中，将废气在传送通过反应器之前预热到大于700°f但小于1500°f，例如大于900°f但小于1500°f，例如大于900°f但小于1200°f。
在一个示例性实施方案中，废气在传送通过反应器之前加压。在另一个示例性实施方案中，废气在传送通过反应器之前不加压。
在示例性实施方案中，在n2o转化为nox期间在反应器中产生的热量提供了用于在废气进入反应器之前预热废气的至少大部分热量。在示例性实施方案中，在n2o转化为nox期间在反应器中产生的热量提供了用于在废气进入反应器之前预热废气的基本上所有热量。
在示例性实施方案中，反应器的内表面包括陶瓷材料。
在示例性实施方案中，将废气在传送通过反应器之前进行处理以减少存在于废气中的水和nox组分中的至少一种的量。
在示例性实施方案中，将废气在传送通过反应器之前用空气稀释。
本发明的另一方面是由一氧化二氮(n2o)制备中间硝酸流的方法，包括：
将包含至少10摩尔％n2o和小于1.0摩尔％水的原料气预热到高于900°f的温度，然后
使原料气传送通过反应器，该反应器在足以将n2o以大于15％的产率转化为氮氧化物(nox)(x＝1或2)的温度下操作；和
将所得产物气流中存在的nox转化为硝酸。
本发明的另一方面是由一氧化二氮(n2o)制备硝酸的方法，包括：
将原料气中存在的n2o浓缩到至少10摩尔％n2o；
使原料气传送通过在2200°f或更高的温度下操作的反应器，从而以大于15％的产率提供氮氧化物(nox)(x＝1或2)；和
将nox转化为硝酸。
在示例性实施方案中，该方法进一步包括将离开反应器的产物气流的温度冷却至小于250°f，例如小于200°f，例如小于150°f，例如小于100°f。
在示例性实施方案中，冷却的产物气流也被压缩。
在示例性实施方案中，原料气包含至少30摩尔％的n2o，例如至少40摩尔％，例如至少50摩尔％，例如至少60摩尔％，例如至少70摩尔％，例如至少80摩尔％，例如至少90摩尔％。
本发明的另一方面是由一氧化二氮(n2o)制备氮氧化物(nox)(x＝1或2)的方法，包括：
在预热器中将包含大于40摩尔％n2o的原料气预热到至少900°f的温度；
通过使原料气以大于1000pph的速率传送通过反应器而产生反应产物流，该反应器在足以将n2o以大于15％的产率转化为nox的温度下操作；
使反应产物流传送通过第一骤冷单元，其中将反应产物流冷却至足以将预热器中的原料气加热到至少900°f的温度的温度，然后
使冷却的反应产物流传送通过预热器以将原料气加热到至少900°f的温度；和
在第二骤冷单元中将冷却的反应产物流骤冷至低于300°f的温度。
在示例性实施方案中，预热器位于反应器的下游(即在出口端)在第一和第二骤冷单元之间，并且系统的构造使得原料气通过预热器进入，(任选在通过洗涤单元之后)在进入反应器之前。在示例性实施方案中，燃烧器位于反应器的上游(即在入口端)，用于经由与原料气分开的管线向反应器中提供热空气和气体(例如甲烷)混合物。在示例性实施方案中，用于将产物组合物中存在的nox转化为硝酸的装置位于第二骤冷单元的下游。
在示例性实施方案中，原料气的n2o浓度大于60摩尔％，例如大于80摩尔％。在示例性实施方案中，原料气的n2o浓度小于90摩尔％，例如小于85摩尔％。
在示例性实施方案中，原料气以大于1500pph，例如大于2000pph，例如大于2500pph，例如大于3000pph，例如大于5000pph，例如大于10000pph，例如大于20000pph，例如大于30000pph，例如大于40000pph，例如大于50000pph，例如大于60000pph，例如大于70000pph，例如大于80000pph，例如大于90000pph的速率传送通过反应器。在另一个示例性实施方案中，原料气以3000-100000pph，例如3000-80000pph，例如3000-50000pph，例如3000-30000pph，例如3000-20000pph的速率传送通过反应器。
在示例性实施方案中，n2o以大于15％，例如大于20％，例如大于25％，例如大于30％，例如大于35％，例如大于40％的产率转化为nox。
在示例性实施方案中，将预热器中的原料气加热至大于1000°f的温度。在示例性实施方案中，将预热器中的原料气加热至小于1500°f，例如小于1300°f，例如小于1200°f的温度的温度。
在示例性实施方案中，原料气在传送通过反应器之前还包含小于2摩尔％的水，例如小于1摩尔％的水，例如小于0.5摩尔％的水，例如小于0.2摩尔％的水。在示例性实施方案中，废气包含0-2摩尔％的水，例如0.1至小于2摩尔％的水，例如0-1摩尔％的水。
在示例性实施方案中，将反应产物流冷却至足以将预热器中的原料气加热到至少900°f，例如至少950°f，例如至少1000°f，但低于1200°f的温度。
在示例性实施方案中，在第二骤冷单元中将反应产物流冷却至小于250°f，例如小于200°f，例如小于150°f的温度。
本发明的另一方面是由一氧化二氮(n2o)制备氮氧化物(nox)(x＝1或2)的自持方法，包括：
使包含至少15摩尔％n2o的预热原料气以大于1000pph的速率连续传送通过反应器，该反应器以足以将n2o以大于20％的产率转化为nox的温度下操作，
其中由反应器中n2o的反应产生的热量足以在原料气进入反应器之前将原料气预热到维持n2o向nox转化的温度。
在自持方法的示例性实施方案中，原料气包含至少20摩尔％n2o，例如至少30摩尔％n2o，例如至少40摩尔％n2o，例如至少50摩尔％n2o，例如至少60摩尔％n2o。
在示例性实施方案中，原料气以大于1000pph，例如大于1500pph，例如大于2000pph，例如大于2500pph的速率传送通过反应器。
在自持方法的示例性实施方案中，由n2o的反应产生的足够的热量大于950°f，例如大于1000°f，例如大于1200°f，例如大于1300°f。在示例性实施方案中，足够的热量小于1500°f。
本发明的另一方面是由一氧化二氮(n2o)制备氮氧化物(nox)(x＝1或2)的自持方法，包括：
将反应器预热到高于1600°f的温度；
使包含n2o的原料气传送通过反应器，该反应器在足以将n2o以大于20％的产率转化为nox的温度下操作，
其中反应器中由n2o的反应产生的热量用于将原料气预热到900-1600°f，然后使原料气以不需要使用外部热源维持转化的速率进入反应器。
在自持方法的示例性实施方案中，将反应器预热到大于1800°f，例如大于1900°f的温度。
在自持方法的示例性实施方案中，反应器在大于2000°f，例如大于2200°f，例如大于2400°f，例如大于2600°f，例如大于2800°f，例如大于3000°f，例如大于3200°f的温度下操作。在示例性实施方案中，反应器在2200-3200°f，例如2200-3000°f，例如2200-2800°f，例如2400-3200°f，例如2400-3000°f的温度下操作。
在自持方法的示例性实施方案中，外部热源用于预热反应器的内部，并且根据需要任选使用外部热源以将在反应器中发生的反应维持为自持的。
在自持方法的示例性实施方案中，当原料气被预热时与当原料气进入反应器时之间的时间小于5秒，例如小于3秒。在示例性实施方案中，该时间为0.01-3秒，例如0.25-3秒。
在自持方法的示例性实施方案中，在传送通过反应器之前，原料气包含20-80摩尔％的n2o，例如30-70摩尔％，例如30-50％，例如40-60％，例如35-70％摩尔，例如40-80％摩尔，例如45-80％摩尔，例如50-80％摩尔，例如60-80％摩尔。
在自持方法的示例性实施方案中，在传送通过反应器之前，原料气包含小于2摩尔％的水，例如小于1摩尔％的水，例如小于0.5摩尔％的水，例如小于0.2摩尔％的水。在示例性实施方案中，原料气包含0-2摩尔％的水，例如0.1至小于2摩尔％的水，例如0-1摩尔％的水。
本发明的另一方面是将硝酸再循环的方法，其包括：
使硝酸在化学方法中反应，在所述化学反应中至少一部分硝酸转化为一氧化二氮(n2o)；
使n2o传送通过在2200°f或更高的温度下操作且长径比(l/d)大于6的反应器，从而以大于20％的产率提供氮氧化物(nox)(x＝1或2)；
将产生的氮氧化物转化为硝酸；和
将生成的硝酸再循环，在相同或不同的化学方法中用作反应物。
在将硝酸再循环的方法的示例性实施方案中，化学方法是由环己醇和/或环己酮制备己二酸。
在将硝酸再循环的方法的示例性实施方案中，n2o在传送通过反应器之前以至少30摩尔％，例如至少40摩尔％，例如至少50摩尔％，例如至少60摩尔％，例如至少70摩尔％，例如至少80摩尔％的浓度存在于气流中。在示例性实施方案中，n2o浓度以30-80摩尔％，例如30-70摩尔％，例如30-50摩尔％，例如40-60摩尔％，例如35-70摩尔％，例如40-80摩尔％，例如45-80摩尔％，例如50-80摩尔％，例如60-80摩尔％存在。
在将硝酸再循环的方法的示例性实施方案中，气流还包含小于2摩尔％的水，例如小于1摩尔％的水，例如小于0.5摩尔％的水，例如小于0.2％摩尔％的水。在示例性实施方案中，气流包含0-2摩尔％的水，例如0.1至小于2摩尔％的水，例如0-1摩尔％的水。
在将硝酸再循环的方法的示例性实施方案中，气流在传送通过反应器之前预热。
在将硝酸再循环的方法的示例性实施方案中，反应器的长径比(l/d)大于4，例如大于6，例如大于8，例如大于10，例如大于12，例如大于14，例如大于16，例如大于16。在示例性实施方案中，l/d比为4-14，例如6-12，例如8-14，例如8-12，例如8-10，例如10-14，例如10-12。
在将硝酸再循环的方法的示例性实施方案中，n2o在反应器中的停留时间小于90秒，例如小于60秒，例如小于30秒，例如小于15秒，例如小于10秒，例如小于5秒，例如小于2秒，例如小于1秒，例如小于0.5秒，例如小于0.1秒。在示例性实施方案中，n2o在反应器中的停留时间为0.01至小于30秒，例如0.01至小于15秒，例如0.1至小于10秒，例如0.1至小于5秒。
在将硝酸再循环的方法的示例性实施方案中，将再循环的硝酸用于与最初使用硝酸的化学方法相同的化学方法中。
在将硝酸再循环的方法的示例性实施方案中，将再循环的硝酸用于与最初使用硝酸的化学方法不同的化学方法中。
本发明的另一方面是硝酸回收系统，其包括：
产生废气的装置，该废气包含大于20摩尔％的量的一氧化二氮(n2o)，其中硝酸是n2o的来源；
任选的洗涤单元，其构造成减少废气中其他组分的量；
预热器，其构造成在进入反应器之前加热废气；
反应器，其构造成当气流以大于1000pph的速率传送通过反应器时，将废气中的n2o以大于20％的产率热转化为氮氧化物(nox)(x＝1或2)；和
将产生的nox转化为硝酸的装置。
在硝酸回收系统的示例性实施方案中，用于产生废气的装置是一化学方法，其中硝酸是反应物并且在该方法中至少部分地转化为n2o。在一个特定的实施方案中，该化学方法是己二酸的制备。
在硝酸回收系统的示例性实施方案中，n2o以大于20摩尔％，例如大于40摩尔％，例如大于60摩尔％，例如大于80摩尔％，例如小于90摩尔％的量存在于废气中。在示例性实施方案中，n2o以30-90摩尔％，例如30-70摩尔％，例如30-50摩尔％，例如40-60摩尔％，例如35-70摩尔％，例如40-80摩尔％，例如45-80摩尔％，例如50-80摩尔％，例如60-80摩尔％的量存在。
在硝酸回收系统的示例性实施方案中，存在于废气中的通过洗涤单元减少的其他组分包括水和nox中的一种或多种。
在硝酸回收系统的示例性实施方案中，预热器将废气加热到大于900°f，例如大于950°f，例如大于1000°f，例如大于1200°f，例如大于1400°f但小于1500°f的温度。
在硝酸回收系统的示例性实施方案中，反应器在大于2000°f，例如大于2200°f，例如大于2400°f，例如大于2600°f，例如大于2800°f，例如大于3000°f的温度下操作。在示例性实施方案中，反应器在2200-3000°f，例如2200-2800°f，例如2300-2800°f，例如2400-2800°f的温度下操作。
在硝酸回收系统的示例性实施方案中，反应器的长径比(l/d)大于4，例如大于6，例如大于8，例如大于10，例如大于12，例如大于14，例如大于16，例如大于18。在示例性实施方案中，l/d比为6-14，例如6-12，例如8-14，例如8-12，例如8-10，例如10-14，例如10-12。
在硝酸回收系统的示例性实施方案中，气流以大于1500pph，例如大于2000pph，例如大于2500pph，例如大于3000pph，例如大于5000pph，例如大于10000pph，例如大于20000pph，例如大于30000pph，例如大于40000pph，例如大于50000pph，例如大于60000pph，例如大于70000pph，例如大于80000pph，例如大于90000pph的速率传送通过反应器。在另一个示例性实施方案中，气流以3000-100000pph，例如3000-80000pph，例如3000-50000pph，例如3000-30000pph，例如3000-20000pph的速率传送通过反应器。
在硝酸回收系统的示例性实施方案中，用于将产生的nox转化为硝酸的装置包括任何常规装置。
本发明的另一方面是构造成将一氧化二氮(n2o)转化为硝酸的反应系统，其包括：
预热器，其构造成将包含至少10摩尔％n2o的进气流加热到大于950°f的温度；
活塞流反应器，具有4-14的长径比(l/d)，与预热器直接或间接连接，并构造成将气流中的n2o以大于20％的产率热转化为氮氧化物(nox)(x＝1或2)；和
骤冷单元，其与构造成将nox转化为硝酸的反应器直接或间接连接，
其中反应系统的构造基本为“u”形。
在构造成将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，将预热器构造成将进气加热到大于950°f的温度，例如大于1000°f，例如大于1200°f，例如大于1400°f但小于1500°f。
在构造成将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，进气流包含至少30摩尔％的n2o，例如至少40摩尔％，例如至少50摩尔％，例如至少60摩尔％，例如至少70摩尔％，例如至少80摩尔％。在示例性实施方案中，n2o以30-90摩尔％，例如30-75摩尔％，例如30-50摩尔％，例如40-60摩尔％，例如35-70摩尔％，例如40-80摩尔％，例如45-80摩尔％，例如50-80摩尔％，例如60-80摩尔％的量存在。
在构造成将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，活塞流反应器的l/d为6-14，例如8-10，例如10-14，例如10-12。
在构造成将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，骤冷单元构造成通过任何常规手段将nox转化为硝酸。
在构造成将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，活塞流反应器水平放置。
在构造成将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，活塞流反应器具有入口部分，该入口部分的壁以足以维持活塞流条件的角度倾斜。在一个特定的实施方案中，活塞流反应器具有入口部分，该入口部分的壁以小于10度的角度倾斜，例如小于8度，例如小于5度，但大于2度。
本发明的另一方面是用于将一氧化二氮(n2o)转化为中间硝酸流的反应系统，其包括：
长径比(l/d)大于4的反应器，其中该反应器构造成将以至少10摩尔％的浓度存在于气流中的n2o以大于20％的产率热转化为氮氧化物(nox)(x＝1或2)，反应器包含绝缘层，用于保持反应器内表面上2200-2900°f的温度且反应器外表面上250-400°f的温度，和
将产生的nox转化为硝酸的装置。
在用于将一氧化二氮转化为硝酸的反应系统的示例性实施方案中，气流包含至少30摩尔％的n2o，例如至少40摩尔％，例如至少50摩尔％，例如至少60摩尔％，例如至少70摩尔％，例如至少80摩尔％。在示例性实施方案中，n2o以30-80摩尔％，例如30-70摩尔％，例如30-50摩尔％，例如40-60摩尔％，例如35-70摩尔％，例如40-80摩尔％，例如45-80摩尔％，例如50-80摩尔％，例如60-80摩尔％的量存在。
在用于将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，反应器的l/d比大于6，例如大于10，例如大于12，例如大于14，例如大于16，例如大于18。在示例性实施方案中，l/d比为8-14，例如8-12，例如8-10，例如10-14，例如10-12。
在用于将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，将反应器的温度维持在反应器内表面上的温度为2200-3200°f，例如2400-3000°f，例如2400-2800°f且反应器外表面上的温度为300-400°f。
在用于将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，用于将产生的nox转化为硝酸的装置包括任何常规装置。
在用于将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，反应器水平或基本水平放置。
在用于将一氧化二氮转化为中间硝酸流的反应系统的示例性实施方案中，反应器具有入口部分，该入口部分的壁以小于10度的角度倾斜。
本发明的另一方面是用于将一氧化二氮(n2o)转化为氮氧化物(nox)(x＝1或2)的反应系统，包括：
预热器，其构造成加热进入反应器的原料气并冷却从反应器排出的反应产物；
反应器，其构造成将n2o转化为nox；
第一骤冷单元，其构造成冷却进入预热器的反应产物；和
任选的第二骤冷单元，其构造成冷却预热器下游的反应产物。
在用于将一氧化二氮转化为氮氧化物的反应系统的示例性实施方案中，预热器被构造成将原料气加热到至少900°f，例如至少950°f，例如至少1000°f的温度。
在用于将一氧化二氮转化为氮氧化物的反应系统的示例性实施方案中，将进入预热器的反应产物冷却至小于300°f，例如小于200°f的温度。
在用于将一氧化二氮转化为氮氧化物的反应系统的示例性实施方案中，反应器是活塞流反应器，其构造成在反应器的内表面上为2200-3000°f(例如2400-3000°f)的温度且在反应器的外表面上为200-400°f的温度下操作。
在用于将一氧化二氮转化为氮氧化物的反应系统的示例性实施方案中，第一骤冷单元构造成将反应产物冷却至1000-2000°f的温度，例如1200-1700°f，例如1200-1500°f。
在用于将一氧化二氮转化为氮氧化物的反应系统的示例性实施方案中，第二骤冷单元构造成将反应产物冷却至100-400°f的温度，例如150-300°f，例如150-200°f。
在用于将一氧化二氮转化为氮氧化物的反应系统的示例性实施方案中，反应系统被构造成能够通过利用在n2o向nox转化过程中产生的反应热来实现基本绝热的反应条件。
在用于将一氧化二氮转化为氮氧化物的反应系统的示例性实施方案中，原料气从预热器到反应器的停留时间小于30秒，例如小于20秒，例如小于10秒，例如小于5秒，例如小于3秒，例如0.01-3秒。
在用于将一氧化二氮转化为氮氧化物的反应系统的示例性实施方案中，预热器和反应器被构造成“u”形或基本“u”形。
本发明的另一方面是废气组合物，其包含：
至少15摩尔％的一氧化二氮(n2o)；
小于2摩尔％的水；和
小于1摩尔％的氮氧化物(nox)(x＝1或2)，
其中废气处于高于900°f的温度。
在示例性实施方案中，废气包含至少20摩尔％的n2o，例如30摩尔％，例如至少40摩尔％，例如至少50摩尔％，例如至少60摩尔％，例如至少70摩尔％。在示例性实施方案中，n2o以20-90摩尔％，例如30-80摩尔％，30-70摩尔％，例如35-80摩尔％，例如35-70摩尔％，例如40-80摩尔％，例如45-80摩尔％，例如50-80摩尔％，例如60-80摩尔％的量存在。
在示例性实施方案中，废气包含小于1摩尔％的水。
在示例性实施方案中，废气的温度大于950°f，例如大于1000°f，例如大于1200°f，例如大于1400°f，但小于1500°f。
在特定的实施方案中，废气是由己二酸的制备产生的废气。
本发明的另一方面是再循环的硝酸在化学方法中作为反应物的用途，其中通过将作为硝酸降解产物的一氧化二氮(n2o)在2200°f或更高的温度下的反应器中以大于15％的产率转化为氮氧化物(nox)(x＝1或2)，然后将nox转化为硝酸而将硝酸再循环。
在再循环的硝酸的用途的示例性实施方案中，反应器在大于2200°f，例如大于2400°f，例如大于2600°f，例如大于2800°f，例如大于3000°f的温度下操作。在示例性实施方案中，反应器在2300-3000°f，例如2400-2800°f的温度下操作。
本发明的另一方面是将一氧化二氮(n2o)转化为氮氧化物(nox)的方法，包括：
获得含有n2o的原料气；
任选使原料气处于足以增加原料气中n2o浓度的条件下；
任选处理原料气以减少存在于原料气中的对n2o转化为nox有负面影响的一种或多种组分的量；
在本文所述的任何反应条件下将原料气中的n2o转化为nox(例如通过使原料气传送通过在足以将n2o以大于15％的产率转化为nox的温度下操作的反应器)；和
任选将nox转化为其他化合物或材料。
在示例性实施方案中，原料气的来源不受限制，可以是通常在工业环境如生产设备中产生的包含一氧化二氮的任何气体或料流。
在示例性实施方案中，对在将一氧化二氮转化为nox之前任选增加原料气中一氧化二氮浓度的方式没有特别限制。在一个特定的实施方案中，原料气中一氧化二氮浓度增加至大于15摩尔％，例如大于20摩尔％，例如大于25摩尔％，例如大于30摩尔％，例如大于40摩尔％，例如大于50摩尔％。
在示例性实施方案中，在原料气在足以将一氧化二氮转化为nox的反应条件下处理之前，将原料气通过用于减少存在于原料气中的对n2o向nox转化有负面影响的一种或多种组分的量的任何常规手段处理，包括本文描述的那些。在示例性实施方案中，这些组分包括水、no和no2中的一种或多种。
在示例性实施方案中，在本文所述的任何反应条件下，例如在作为优选实施方案(组合1-47)列出的那些条件下，原料气中的n2o转化为nox，其任选地包括在原料气传送通过在足以将n2o以大于15％的产率转化为氮氧化物(nox)的温度下操作的反应器之前预热原料气。另外，反应的气体在离开反应器时可任选传送通过第一骤冷单元。
在示例性实施方案中，nox产物被转化为不同的化合物或材料，例如商业上有用的化合物或材料。在一个特定的实施方案中，通过任何常规手段将nox产物转化为硝酸。
发明详述
定义
如本文所用，术语“进料气”或“原料气”或“原料”或“进气”是指在本文所述的条件下反应以产生nox的含n2o气体，然后任选将nox转化为硝酸。
如本文所用，术语“废气”是指作为方法如工业规模的方法的副产物或副作用而产生的气体。废气可以是原料气。
如本文所用，短语“转化反应”是指在反应器或反应区中发生的化学反应，在该反应过程中，n2o以至少15％的产率转化为nox(其中x＝1或2)。在转化反应的条件下，一部分n2o也分解为n2和o2。
如本文所用，短语“反应物组合物”是指尚未传送通过反应器的含有n2o的组合物，即未经历转化反应的组合物。反应物组合物可以以任何物理形式存在，但是最通常以气流形式存在，也可以称为进料气或原料气或原料或进气或废气。
如本文所用，短语“产物组合物”是指经历了转化反应的组合物，结果是反应物组合物的n2o组分已经以至少15％的产率氧化成nox。产物组合物可以以任何物理形式存在，但最通常以气流形式存在。
如本文所用，术语“反应器”是指反应物组合物中存在的一氧化二氮(n2o)经受热反应条件的位置(例如，容器，管，室，圆管等)，在所述热反应条件下n2o以至少15％的产率转化为nox(其中x＝1或2)。
如本文所用，术语“一氧化二氮”和“n2o”可互换使用。
如本文所用，术语“氧化氮”和“氮氧化物”和“nox”可互换使用，以描述其中x＝1或2的一氧化氮(no)和二氧化氮(no2)的混合物。
如本文所用，短语“反应热”是指由于化学反应而释放的热，该化学反应本质上是放热的。
如本文所用，短语“停留时间”或“rt”是指原料气存在于本文所述n2o转化系统的特定组件(例如预热器、反应器或骤冷单元)中的时间。
如本文所用，短语“摩尔％”是指所表示的特定组分的摩尔数相比于存在的总摩尔数的百分数。
如本文所用，术语“psig”是相对于环境大气压的压力的常用量度，以磅/平方英寸表压为单位量化。
如本文所用，短语“绝热方法”是在热力学系统与其周围环境之间没有热或物质的传递而进行的方法。
含n2o的反应物组合物
本发明反应物组合物通常为气流形式，但不限于此，是以至少10摩尔％至100摩尔％的量包含n2o的任何组合物。其他组分可任选以不同的量存在于反应物组合物中，例如一氧化氮(no)，二氧化氮(no2)，氮(n2)，氧(o2)，水(h2o)，二氧化碳(co2)，无机化合物(包括含金属的化合物)和有机分子(具有各种分子量)。观察到其中一些组分如水和nox对n2o转化为nox产生负面影响。在一个特定的实施方案中，观察到原料气中存在的水蒸气每增加1％，nox的产率则降低约0.10％-1.0％，例如0.10％-0.50％。在另一个特定实施方案中，观察到原料气中存在的nox每增加1％，nox的产率则降低约0.5％-3.5％，例如1.0％-2.0％。结果，在使反应物组合物传送通过反应器之前，可以努力减少这些有害组分中的一种或多种的量，例如使反应物组合物传送通过洗涤单元(例如分离罐或入口过滤器)。
反应物组合物的来源不受特别限制，可以是例如产生n2o作为副产物的任何方法。在示例性实施方案中，反应物组合物为来自制备己二酸的化学方法的废气的形式。在其他实施方案中，反应物组合物的来源是来自生产含氮肥料如硝酸铵的废气。硝酸是含氮肥料中的主要成分，它是通过用铂催化剂氧化氨而制造的，这会产生一氧化二氮。
在示例性实施方案中，反应物组合物包含大于40摩尔％，例如大于60摩尔％的n2o，例如大于80摩尔％的n2o。反应物组合物中n2o的浓度可以是化学方法的直接结果。或者，反应物组合物中n2o的浓度是通过常规方法将由化学方法产生的n2o的初始浓度进一步浓缩至更高水平之后的结果。尽管观察到随着反应物组合物中n2o浓度的增加，从n2o到nox的产率降低，但是还观察到，使用更高的n2o浓度可以达到更高的反应温度(用于将n2o转化为nox)。更高的反应温度出乎意料地导致了更高的nox产率，这远远抵消了与n2o浓度增加相关的nox产率损失。在一个具体的实施方案中，观察到nox的产率随反应器温度升高至约1830°f而增加，其中nox的产率在高达约2600°f的温度下保持恒定并且反应器停留时间为0.01秒-12秒。另外，期望在反应物组合物中较高的n2o浓度导致较小尺寸的下游设备，用于进一步处理所产生的nox，例如将其转化为硝酸。在工业(商业)规模上运行时，使用较小尺寸的设备可节省大量成本。此外，相对于进料流和组成，用于将n2o转化为nox的较高反应温度提供了更稳定和坚固的反应体系。还优选较高的n2o浓度和较高的反应温度，以便以自持方式操作反应器，而无需燃烧器的辅助(从而消除了与这种辅助相关的通过例如水污染的烟道气而对nox产率产生的负面影响)持续维持转化反应。
进入反应器之前对反应物组合物进行预处理
在示例性实施方案中，在反应物组合物传送通过反应器(其中反应物组合物中存在的n2o转化为nox)之前，将反应物组合物(例如废气的形式)在预热器单元中进行预处理。预热器单元通过将反应物组合物加热至大于800°f，例如大于900°f，例如大于950°f的温度来执行重要的功能，以确保在反应器中发生转化反应以无需外部热源即可自身持续自持的能力。在示例性实施方案中，由反应物组合物中存在的n2o的反应在反应器中产生的热量被直接或间接地再循环(例如通过一个或多个冷却骤冷单元)至预热器单元，以在反应物组合物传送通过反应器之前预热反应物组合物。在一个示例性实施方案中，预热器单元用于预热反应物组合物所需的大部分热量是由在反应器中产生的反应热提供的。在另一个实施方案中，预热器单元用于预热反应物组合物所需的基本上全部热量是由反应器中产生的反应热提供的，使得不需要额外的热源。
通过预热器单元仔细监测和控制反应物组合物的预热程度和将其输送到反应器中的速率，以维持其中转化反应是自持的反应器环境同时避免转化反应变得过于强大并有可能发展为失控反应的条件。例如，如果预热器中的温度变得太高，则可以将受控量的水引入预热器中以降低温度。因此，预热器单元代表了本发明的高度成本有效的按需特征，其允许精确控制反应器中的反应条件，从而以商业规模安全地实现最佳质量流量，体积流量和热流量。
在本发明的另一个实施方案中，除了控制反应物组合物进入反应器的温度和速率之外，预热器单元还可以控制反应物组合物的其他性质和方面，例如，反应物组合物进入反应器的压力。
反应器和反应器条件
反应器，尽管不限于特定的设计或结构，但必须能够提供如本文所述足以将存在于反应物组合物中的n2o转化为nox的反应条件。实际上，当经受反应器条件时，基本上所有的n2o都被消耗，并且nox以大于15％，例如大于17％，例如大于18％，例如大于20％，例如大于21％，例如大于23％，例如大于25％的产率获得。除了生成nox之外，一部分n2o还会降解为n2和o2。在一个示例性实施方案中，反应器设计为使得反应器能够完全运行，而不管是否使用能够提供按需火焰辅助的外部热源将反应物组合物维持在最佳温度范围。在一个优选的实施方案中，反应器无需利用运动部件(例如阻尼阀或可伸缩装置)即可完成此任务。
就压力而言，在特定的实施方案中观察到，反应器中压力的增加对nox的产率具有负面影响，其中压力每增加10psig，nox的产率降低0.1％-2.0％(例如0.5％-2.0％)。
在示例性实施方案中，反应器的内表面包括耐火材料，例如陶瓷(参见例如astmc71)，其适合在3000°f和更高的反应器温度下使用。该陶瓷材料可以是基于粘土的或非基于粘土的。合适的基于粘土的耐火材料包括耐火土、高氧化铝和莫来石陶瓷。合适的非粘土耐火材料包括碱性、高氧化铝、二氧化硅、碳化硅和锆石材料。
在示例性实施方案中，反应器的内表面包括厚度为10-40英寸的耐火材料，该耐火材料可任选包括散布有高温绝缘羊毛(例如无定形碱土硅酸盐羊毛(aes)，铝硅酸盐羊毛(asw)或多晶羊毛(pcw))的瓦或砖或块形式的多层陶瓷。
反应器中耐火材料的存在对于存储由n2o放热降解为n2和o2产生的反应热是重要的。然后，该热量用于将n2o吸热转化为nox，这有利于反应器的自持方面。耐火材料的存在对于存储预热的反应组合物的热量也是重要的。
在示例性实施方案中，反应器为基本竖直或基本水平的管状设计，其长径比(l/d)为至少4，例如至少6，例如至少10，例如至少12，例如至少14，例如至少16，例如至少18，例如至少20。在一个特定的实施方案中，反应器在结构上设计为绝热活塞流反应器，在反应物/产物组合物传送通过反应器时没有反应物/产物组合物(作为气流)的返混。在另一个特定的实施方案中，反应器在结构上设计成基本上充当活塞流反应器，但也提供传送的气流的有限量的返混，以实现在转化反应中转换为优异产率的分散系数。
在示例性实施方案中，反应器被绝热以使通过反应器表面的外部的热损失最小化(即保持反应器的绝热运行)。在示例性实施方案中，反应器的外表面保持在高于200°f，例如高于250°f的温度，以防止硝酸的可能冷凝，这是由于在转化反应过程中产生的nox渗透过反应器内壁并与水(以湿气形式)反应的结果。
后反应器条件
在示例性实施方案中，离开反应器的产物组合物通过传送通过骤冷单元(热交换器)而冷却至足以将预热器中的反应物组合物加热到至少900°f的温度的温度，例如至少1200°f，但低于1400°f。在一个特定的实施方案中，离开反应器的产物组合物(以气流形式)的温度为2200-2900°f，通过传送通过骤冷单元而冷却至低于1600°f，除去的热被转移到预热器，以将由己二酸制备产生的废气加热到900-1400°f的温度，之后加热的废气进入反应器。
在另一个示例性实施方案中，冷却的产物组合物(以气流的形式)离开预热器(从第一骤冷单元)并传送通过第二骤冷单元(热交换器)以在存在于产物组合物气流中的nox被转化为硝酸之前进一步冷却。在一个特定的实施方案中，离开预热器的产物组合物的温度小于900°f，例如小于700°f，并通过传送通过第二骤冷单元而被冷却至小于300°f，例如小于200°f。
骤冷单元的合适类型包括但不限于直接接触式喷雾骤冷系统、管壳式热交换器、板式热交换器、板壳式热交换器和板翅式热交换器。
在示例性实施方案中，预热器、反应器和骤冷单元以基本上“u”形的几何布置存在，这节省了空间并且有利于促进用于以商业规模将n2o转化为nox的优选的质量、热和体积传递。
硝酸的生产
在示例性实施方案中，离开第一或第二骤冷单元后的冷却产物组合物(以气流形式)处于小于300°f，例如小于200°f的温度。然后将冷却的产物组合物任选地压缩至15-150psig，例如15-100psig，例如15-50psig，然后将组合物中存在的nox通过任何已知的方法转化为硝酸，例如美国专利5,985,230；5,360,603；5,266,291；4,925,639；4,263,267；4,235,858；4,183,906；4,064,22；4,062,928；和4,036,934中描述的那些方法。
硝酸的回收
由产物组合物产生的硝酸可收集以供将来使用或销售，或者可替代地，可以在最初导致形成含n2o的组合物的相同化学方法中或在也使用硝酸作为反应物的不同化学方法(其中n2o作为反应的副产物生成)中作为反应物而再循环。
实施例
以下实施例代表了本发明的具体实施方案，并且无意于以其他方式限制本文所述的本发明的范围。
实施例1
通过外部加热将内径为1英寸的空莫来石管的12英寸部分加热到2552°f。使包含60摩尔％n2o、25摩尔％n2、9摩尔％o2和6摩尔％co2的原料气在2.5psig的压力下传送通过该管。反应区的l/d比等于12。stp停留时间设定为5秒。将流出物气流冷却至环境温度，并使用化学发光no-no2-nox分析仪测量no和no2(统称为nox)的浓度。计算出的nox产率为20％。
实施例2
通过外部加热将内径为1英寸的空莫来石管的12英寸部分加热到2642°f。使包含60摩尔％n2o、25摩尔％n2、9摩尔％o2和6摩尔％co2的原料气在2.5psig的压力下传送通过该管。反应区的l/d比等于12。stp停留时间设定为5秒。将流出物气流冷却到环境温度，并使用化学发光no-no2-nox分析仪测量no和no2(统称为nox)的浓度。计算出的nox产率为20％。
实施例3
在反映中试工厂规模的实施例中，使具有60摩尔％n2o、25摩尔％n2、2摩尔％o2、6摩尔％co2、1.2摩尔％h2o和0.5摩尔％no的己二酸工厂废气传送通过预热器，该预热器将气体温度提高到1200°f。然后使气体以1200pph的速率传送通过炉式反应器。反应器的内径为2英尺，反应区的长度为24英尺。在此过程中，天然气(21pph的流量)和空气(415pph的流量)作为来自燃烧器的烟道气引入反应器的前端。反应器中的温度为2400°f。将流出物气流冷却到环境温度，并使用化学发光no-no2-nox分析仪测量no和no2(统称为nox)的浓度。计算出的nox产率为16％。
下表中列出的实施例代表当含n2o的组合物经受与本发明方法相关的反应条件以及反映对比方法条件的反应条件时通过计算机模拟预测的nox产物的量。当确定的反应参数发生变化时，将模拟运行视为对由各种含n2o的反应物组合物产生的nox产物量的相对影响的预测。表中的条目代表本发明的特定实施方案以及对比实施方案，无意于限制本文所述的本发明的范围或限制任何特定反应参数(单独或组合)对nox产物产率的影响。在表的“产率”列中，“a”表示nox产率大于23％；“b”表示nox产率为19-23％，但不包括23％；“c”表示nox产率小于19％，其中nox产率基于反应物进料中存在的n2o量。在本发明的示例性实施方案中，“a”实施例提供24-35％的nox产率，例如25-32％，例如25-30％，而“c”实施例提供小于17％的nox产率，例如小于15％，例如小于13％，例如小于10％。在示例性实施方案中，“c”实施例可以认为是对比实施例，特别是当提供小于15％或小于13％的产率时。
在本发明方法中，观察到增加反应物组合物中存在的水(h2o)的量和/或氮氧化物(nox)的量会对nox产物的产率产生不利影响。观察到提高反应器的内部温度(特别是提高到2500°f和更高，例如达到2800°f和更高)，改进了nox产物的产率，即使反应物组合物中存在增加量的降低产率的组分(例如h2o和nox)。通常观察到增加反应器压力对nox产物的产率具有负面影响。通常观察到增加l/d对nox产物的产率具有积极影响。通常观察到反应物组合物在反应器中停留时间(rt)的变化(即反应物组合物暴露于反应器中工艺条件的时间长度)对nox产率没有显著影响。可以从收集到的数据和/或从预测性计算机模拟结果中生成回归方程式，以识别收集了数据的各种反应参数中每一个贡献的影响，从而可以优化nox产物。当该方法以工业规模进行时，就增加由最初存在于由工业方法产生的废气中的n2o生产(再循环)的硝酸产物的量而言，以及就减少或消除与用于处理废气中存在的高度受控的n2o的传统(破坏性)技术相关的成本而言，即使nox产率看起来些许的改进也可证明具有成本效益。
代表本发明优选实施方案的以下反应物组合物和工艺条件的示例性组合无意以其他方式限制本文所述的本发明的全部范围。
组合1：包含10-95摩尔％n2o/0-2.0摩尔％h2o/0-2.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于2000°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2400-3500°f/反应器外表面温度大于100°f/停留时间小于30秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合2：包含10-95摩尔％n2o/0-1.0摩尔％h2o/0-2.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2400-3500°f/反应器外表面温度大于100°f/停留时间小于30秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合3：包含20-80摩尔％n2o/0-2.0摩尔％h2o/0-1.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于100°f/停留时间小于30秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合4：包含20-80摩尔％n2o/0-1.5摩尔％h2o/0-1.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合5：包含40-80摩尔％n2o/0-1.0摩尔％h2o/0-1.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合6：包含40-80摩尔％n2o/0-1.5摩尔％h2o/0-1.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合7：包含40-80摩尔％n2o/0-1.0摩尔％h2o/0-1.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合8：包含60-80摩尔％n2o/0-1.5摩尔％h2o/0-1.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合9：包含60-80摩尔％n2o/0-1.0摩尔％h2o/0-1.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合10：包含40-80摩尔％n2o/0-1.5摩尔％h2o/0-1.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合11：包含40-80摩尔％n2o/0-1.0摩尔％h2o/0-1.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合12：包含40-80摩尔％n2o/在0-1.5摩尔％h2o/在0-1.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合13：包含40-80摩尔％n2o/0-1.0摩尔％h2o/0-1.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合14：包含60-80摩尔％n2o/0-1.5摩尔％h2o/0-1.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合15：包含60-80摩尔％n2o/0-1.0摩尔％h2o/0-1.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合16：包含60-80摩尔％n2o/0-1.5摩尔％h2o/0-1.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合17：包含60-80摩尔％n2o/0-1.0摩尔％h2o/0-1.0摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合18：包含20-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于100°f/停留时间小于30秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合19：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合20：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合21：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合22：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合23：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合24：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合25：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合26：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合27：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合28：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合29：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合30：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合31：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合32：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于3000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于150°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于10psig/反应器l/d小于40的工艺条件。
组合33：包含20-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于30秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合34：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合35：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2400-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合36：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合37：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合38：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合39：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合40：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合41：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合42：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合43：包含40-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合44：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合45：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2600-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合46：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
组合47：包含60-80摩尔％n2o/0-0.5摩尔％h2o/0-0.5摩尔％nox的反应物组合物。将反应物组合物预热到小于1800°f/进料速率大于10000pph/反应器内部温度2800-3200°f/反应器外表面温度大于200°f/停留时间小于15秒/反应器压力小于5psig/反应器l/d小于20的工艺条件。
本文引用的所有出版物和专利均通过引用全文并入本文。