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1、亚硝酸钠连续转化工艺的介绍 唐文骞 ( 山东省化工规划设计院 250013 ) 摘要：主要介绍亚硝酸钠连续转化工艺流程、生产条件及 转化塔的选型 关键词：亚硝酸钠转化气转化塔 一，概述 我国硝酸钠和驱硝酸钠( 通称为“稍盐”) 生产能力约 歹口万。生产方法是通过碱吸收硝酸尾气，或配气法，或浓气 法铜取中和液，中和液经蒸发、结晶、分离到取亚硝酸钠。分 离亚硝酸钠之后的母液成份为N a N O 。4 0 - 4 3 ( W t ) N 鱼N O , ， i 2 - - i 5 椰t ，其余是水和碳酸敏加入稀硝酸将母渡中韵亚硝酸 钠转化为硝酸钠溶液，该溶液经蒸发、结晶、分离等工序，制 取产品硝酸钠。
2、 亚硝酸钠转化工艺有间歇式和连续式两种。小型厂常采用 同歇式转化器，岂_ 存在着转化速度慢，能耗离，劳动强度太， 转化气组成变化太等问题。尤其转化气中N o x 组成变化大，严重 影响后工序的操作及尾气拌放的要求，已成为影响硝酸、硝盐 生产的重要课题。近几年来，随着硝盐生产规模的扩大和环保 对硝酸、硝盐排放尾气中N ( ) x 严格限制，亚硝酸连续转化工艺墨 益被人们看好，它具有转化速度快，其转化速度大约为间歇转 一1 一 化韵20 倍；在整个生产操作中，能保持转化气的压力、温度、 流量和组成不变，有利于后工序操作和确保尾气排放的N o x 浓度 达标排放，操作简便，降低劳动强度；转化处理能力
3、大，适宜 大、中型连续化硝盐生产。 二、连续转化工艺 1 、连续转化工艺流程 连续转化是在一个立式填料转化塔内进行，亚硝酸钠母液 和浓度为40 50 硝酸分别经预热器预热后由塔上郝喷淋 入塔内，塔下部在贮液段内有加热蒸汽盘管，空气由转化塔底 都吹入。稀硝酸和亚硝酸钠母液在塔内填料表面上进行反应， 生成硝酸钠和N o 气体，进塔的空气将填料表面上N o 气吹出，使 稀硝酸和亚硝酸钠反应快速进行，出转化塔顶都的转化气去酸 吸收或碱吸收。转化塔下部的转化液，经中和液槽用碱中和转 化液中的酸度之后，用泵将溶液进去蒸发，结晶、分离等工序 制取产品硝酸钠。工艺流程示意图如下： 一2 一 转亿气考酸殴牧或碱
4、唆收 土、厂广一 连凌转化工艺流程图 一稀硝酸加热器 2 一亚硝酸粥簪瘦加热器 弓一连续转化誉争一辅器 5 一中和寝赫秉 2 、反应条件 亚硝酸钠转化，采用亚硝酸钠母液中加稀硝酸的方法。 转化反应式如下： X 积O 。+ 心O 矿X a N 0 3 + 积O 。( 1 ) 3 B N 0 。砸X O 。+ H 。o 十2 N o ot( 2 ) 总反廖式为： 3 N a N 0 。+ 2 I I ! j 0 8 = 3 N A N 0 。+ 丑。0 + 2 N 0 AH - - 3 3 2 K J ( 3 ) 上述反应中，反应式( 2 ) 是整个反虚的控制步骤转化 速度是由转化反应中生成的亚硝
5、酸的分解速度决定的。丽影响 亚硝酸分解速度的诸因素中，主要有温度、的分压、酸度等。 ( 1 ) 溢度 转纯过程是暇热反应转化的速度随着温度的升高雨加快。 因为亚硝酸钠转化反应，主要是亚硝酸分解起控制作用， 温度 升高促使亚硝酸钠分解反应，有利于N o 逸出，反应向右移动。 由于工业上转化用的稀硝酸浓度为40 50 ，酸的沸点为 110 115 ，因此，当转化温度大于110 ，会使部 分硝酸蒸发而增加酸耗，并使设备腐蚀加尉，转化操作也难以 控制。反应温度一般控制塔顶在85 90 ，塔底95 l08 ，为了维持塔内湿度，进塔的稀硝酸、 亚硝酸钠母液 均须加热后入塔，转化塔贮液段有加热蒸汽盘管。 (
6、 2 ) N o 的分匿 狄( 2 ) 式反应可知，当N o 的分压降低时，亚硝酸分解速 d 一 度加快。亚硝酸分解放出的N o 在溶液中有强烈的过饱和现象， 其过饱和度超过了在平衡状态下N o 在溶液中总溶解度的25 70 倍，大量的N o 滞留在溶液中，从荷减慢了亚硝酸分解，使 转化速度下降。故需及时将亚硝酸分解放出的N o 气体从溶液中 吹出。 吹除溶液中的N o 的方法，有用空气、硝酸尾气，浓N 0 2 气和 真空抽吸法。通常采用空气欢入转化塔内，空气可降低了N o 分 压，有利于的逡出，空气又可使填料表面传质速度加快，也 有利于N o 从溶液中分离出来。另外，N o 与空气中的0 。
7、反应生成 N O 。，N O 。与湛液中的水反应，生成硝酸，还可降低酸耗。 亚硝酸的分解随着空气加量的增加丽增加，但考虑到要保 证转化气中N o 要有一定婀浪蓖及对后工序的影响，因此转化塔 内由B 入空气的量为吹出的N o 量的7 倍左右为宜。 ( 3 ) 酸度 商浓度和过量的硝酸可加快亚硝酸钠的转化反应，并缩短 转化操作时间。加入硝酸的化学计量应大子母液中亚硝酸钠、 氯化钠等反应的用量，使化学反应尽快完成，但从经济角度考 虑，转化反应后，溶液中酸度一般控制在10 16 9 l 为宜。 三、转化塔规格的选定 转化塔是连续转化工艺的核心设备，采用填科塔。填料的 作用是单位体积内表面积大。亚硝酸母
8、液中亚硝酸钠与硝酸在 填料表面上进行反应，生成硝酸钠。同时，促进两种液体物料 6 一 的均混及空气的加入相快了填料表面的传质过程，有利于N 0 的 吹除，各厂家转化塔设备构造大体相同，其转化塔规格及主要 参数对比见表1 。 表1转化塔规格及主要参数对比 f生产厂家 转化塔规格 硝甏莞产量 祷纯塔客积剥厢系数 ( m m ) t m 3 d f 南京化学工韭公司氨肥厂垂8 1 0 x5 x i l 8 5 5 2 ，8 5 湖北省鄂西倔工厂 m8 1 0 x 5 x 1 1 5 0 0 4 0 0 02 0 7 文本省柳州化肥厂垂1 0 1 0 x 5 1 】4 0 07 5 0 02 5 大连
9、化学工韭公司化肥厂圣1 2 1 0 x 5 x 2 0 5 0 02 0 0 0 04 3 8 从表l 可知，大化等厂生产实践表明，转化塔设备生产强 度应选择在3 t 。d i m 8 比较适宜。 四、转化吹气及摊气方法盼讨论。 1 、空气吹气法 往转化塔内通入空气，转化反应产生的N o 气体从溶液中吹 出，叫馓空气吹气法。该法的优点是转化塔内氧含量离，N o 的 氧化度可达6 0 - 8 0 ，有一部分的N O z 与水反澎生成硝酸，可降 低亚硝酸钠转化时硝酸的用置。转化气组成( N o x 约8 ，其余 有N 2 、0 2 、“H 2 0 、l t C l 及央带N a N O s ，N
10、A N 0 2 等，若转化气去 不锈钢的酸吸收塔，因转化气中有c l 、央带N 疰N 0 8 、N a N O 。等， 对酸吸收塔会有腐蚀，对硝酸产品的质量也会有影响。因此， 转化气去碱吸收塔制取硝盐为宜。 2 、硝酸尾气吹气法 有的工厂硝酸系统压力较高，利用硝酸尾气从转化塔内， - - 8 - - 吹出转化反应产生的N o 气，转化气去碱吸收，如山东鲁光化工 r - 、潍坊硝铵广均采用此法。该法的优点是省去转化用的风机， 节电；转化气去碱吸收，可提高亚硝酸钠与硝酸钠的比例，亚 硝酸钠可增产约4 。 3 、N o 。吹气法 浓的N o 。气体( 含N O 。9 。其他为N 2 、0 2 、必等
11、) 在塔内与 亚硝酸钠母液反应如下： N 0 2 + N a N 0 2 = N a N 0 3 + N oAH m - - - 5 6 3 1 K J 浓的N 0 2 参与亚硝酸钠转化为硝酸钠的反应，同时浓N 。2 气中 有大量N 2 、O z 等可将转化反应生成的N o 吹出，N o 与气体中的O 。 又可生成N O 。，加快了亚硝酸钠转化反应。该法的优点： 1 ) 转化不用成品硝酸；( 2 ) N o 。转化反应是放热，反应转化母液 不须加热；( 3 ) N o z 利用率高，转化时间25 秒时，N 0 2 的 利用率为7 2 3 3 t ；，( 4 ) 转化气可去碱吸收，生产硝盐。 4 、抽气法 从( 3 ) 式反应可知，反应产生N o 气体，当转化塔内抽负 压时，将转化反应产生的N ( ) 气从转化液中分离出来。该法可获 得高浓度N o 气。若转化气进酸吸收，可制取较高浓度的硝酸。 或转化气进碱吸收，可制取亚硝酸钠与硝酸钠高比值的中和液。