两钠产品的性质用途及规格要求

两钠产品的性质用途及规格要求第一章：概述亚硝酸钠和硝酸钠简称两钠，是用碱液吸收硝酸生产尾气中的氮氧化物生成NaNO2/NaNO3≥9和中和液，经加工分离出来的两种产品，也可用纯液直接吸收氨氧化装置废热锅炉出来的高温浓氧化氮气体。一、性质：（一）、亚硝酸钠的性质：分子式：NaNO2分子量：691、纯NaNO2是无色或淡黄色菱形结晶，工业NaNO2为白色或淡黄结晶；2、NaNO2具有潮解性（吸湿性）易溶于水和液氨，水溶液呈碱性，（PH＝9）微溶于甲醇、乙醇及乙醚。亚硝酸钠在水中溶解度随温度升高而增大。亚硝酸钠在水中的溶解度（表）温度℃0102030405080100溶解度g/100g水72.178.084.591.698.4104.1132.6163.2亚硝酸钠水溶液的浓度（饱和）与温度的关系：温度℃-8015192252.565819299.9103128NaNO2%40.841.943.744.945.0751.454.657.959.261.562.568.73、亚硝酸钠的密度：固体密度：dº4为2.168(2.170)水溶液的密度：随着浓度升高而增大（密度表d204如下）NaNO2%12468101214d1.0051.0121.0241.0281.0521.0651.0781.092NaNO2%1618202428323640d1.1071.1221.1371.1681.1981.2301.2641.2994、NaNO2饱和溶液沸点（P＝761mmHg饱和溶液浓度219.5g/100克水即68.7%）为128℃.5、熔点为271℃.6、分解温度为320℃,当加热到320℃以上时，分解放出氧气、一氧化氮、氮气，最终生成Na2O即：4NaNO22Na2O+2NO+N2+2O27、NaNO2与硝酸和二氧化氮发生转化作用生成硝酸钠：3NaNO2+2HNO32NaNO3+2NO+H2O-QNaNO2+NO2NaNO3+NO+Q8、NaNO2为强还原剂，常温下在空气中能慢慢氧化成硝酸钠：2NaNO2+O22NaNO39、亚硝酸钠同时也是氧化剂，与有机物接触易发生燃烧和爆炸，放出过氧化氮和氧化氮气体（有毒和剌激性）。10、在低温下易与氨基形成重氮化合物。11、亚硝酸钠无臭而略有咸味，有毒，人至死量为2g，皮肤接触NaNO2溶液的极限浓度为1.5%，大于此浓度时会使皮肤发炎出现斑疹。（二）、硝酸钠的性质：分子式NaNO3，分子量为851、纯NaNO3为无色斜方六面体透明结晶，味咸微苦。工业NaNO3为白色或略带黄色的结晶。2、NaNO3极易溶于水，其溶解度随温度升高而显著增大。其溶解度如下（表）温度℃-18.5-6.7010203040溶解度g/100g水73808896104NaNO3%36.916.742.244.646.84951.2温度℃5060708090100119溶解度g/100g水114124148180NaNO3%53.355.557.059.161.763.567.93、NaNO3具有潮解性（吸湿性），当含有极少量氯化物杂质时，其潮解性急剧增加。4、NaNO3的密度2.27（固体）。水溶液的密度随浓度的增高而增大。硝酸钠水溶液的密度与浓度的关系：浓度%1020304044.5451.255.4867.62密度d2041.06741.14291.22561.31751.36831.41391.44471.53745、硝酸钠的熔点308℃.6、硝酸钠水溶液冰点为-18.5℃（36.9%）水溶液沸点（P＝760mmHg）随浓度增高而升高（如下表）：浓度（g/100g水）10255075100209220饱和溶液NaNO3%9.092033.3342.865067.668.7569.7沸点℃101.1102.7105.2107.2110.11191201217、分解温度为380℃,当加热至380℃时开始分解，放出氧气而生成亚硝酸钠：2NaNO32NaNO2+O2↑加热至400—600℃时放出N2和O2：4NaNO32Na2O+2N2+5O2加热至700℃时放出NO，加热至775～865℃时，才有少量NO2和N2O生成。8、NaNO3与硫酸混合加热能制硝酸，其反应如下：NaNO3+H2SO4NaHSO4+HNO39、硝酸钠能与氯化钾进生复分解反应生成硝酸钾：NaNO3+KClNaCl+KNO310、硝酸钠为氧化剂与有机物硫磺或亚硫酸氢钠混在一起能引起燃烧爆炸。二、用途：亚硝酸钠和硝酸钠是重要的化工原料，用途广泛。（一）、NaNO2：主要用来制造亚硝酸钾，硝基化合物、染料、用作织物染色的媒染剂、漂白剂，还用于有机合成，分析化学试剂，照相及医药工业，以及金属热处理剂，电镀绶蚀剂等。（二）、NaNO3：主要用来制造硝酸钾、炸药、苦味酸和染料，也用作玻璃消泡剂与脱色剂，搪瓷工业助溶剂和氧化剂，烟草助燃剂，金属清洗剂，青霉素培养剂，铝合金热处理剂，还可以作为氮肥。最大用户是轻工，占总有消费量的80%左右，日用玻璃又居首位，占用量的90%以上，其次是日用搪瓷，灯泡，保浊瓶等。偶氮染料的重氮化，用作绦、毛、亚麻、纤维等的漂白剂，染色媒染剂，制造氧化氮，用于有机合成及医药工业，还可作制药分析剂，照相反应试剂，热处理剂，防腐剂。中和液比重为1.24～1.25，Na2CO3含量为3～5g/l时取中和液蒸发。第二章：生产原料主要是碳酸钠水溶液吸收硝酸尾气或NOX气体中氮氧化物。一、碳酸钠：（又名纯碱）分子式为Na2CO3,分子量106。（一）、性质：是一种白色结晶颗粒粉状，比重2.5.1、它易溶于水碱类，最初溶解度随温度升高而增加，32.5℃时达到最大值，这时水溶液的浓度约为33.8%，如果温度继续升高溶解度反而下降。碳酸钠在水中的溶解度（如下表）：温度℃0102025303540506070溶解度6.0311.217.623.029.033.833.232.231.731.42、碳酸钠是弱酸（碳酸）同强碱（氢氧化钠）形成的盐：2NaOH+H2CO3Na2CO3+2H2O它的水溶液在高温时部分水解成氢氧离子OH-显碱性，所以又叫纯碱。3、碳酸钠与酸和酸性氧化物起中和反应生成盐和水：Na2CO3+2HNO32NaNO3+H2O+CO2↑Na2CO3+（NO+NO2）2NaNO2+CO24、碳酸钠与碱作用，生成新的碱和盐：Na2CO3+Ca（OH）22NaOH+CaCO35、碳酸钠与空气中CO2和水份接触生成碳酸氢钠：Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3（二）、用途：碳酸钠是重要的化工原料，广泛用于化学工业，玻璃工业，造纸工业，纺织工业，冶金工业，食品工业及民用。在化学工业中，用于制造苛化法烧碱，制成各种无机钠盐及有机钠盐；冶金工业中，黑色冶金脱硫脱磷；有色冶金助溶剂；在医药、染料、农药合成纤维，合成橡胶，塑料及其它化工产品中常用以中和酸类或起皂化作用，还用于石油和油类精制，硬水软化，洗涤印染，漂白，肥皂，制革等。二、氮氧化物：主要是NO、NO2、N2O3和N2O4（一）、NO性质：分子式NO，分子量为301、为无色难于液化的气体。2、常压下-151.4℃冷凝为无色的液体，沸点为-151.8℃结晶温度-163.7℃。3、难溶解于水，但溶于硝酸，酸浓度越高，溶解度越大，并能分解硝酸，而补氧化为NO2：2HNO3+NO3NO2+H2O4、NO与稀的碱液不发生作用，但与浓碱作用，一半生成亚硝酸盐，另一半生成氧化亚氮：4NO+2NaOH2NaNO2+N2O+H2O5、NO与NO2在常温下相遇生成N2O36、NO在常温下稳定，在高温时（1200℃）开始分解生成N2和O2：2NON2+O27、NO易与O2化合生成NO2,670℃以上不能与氮化合，低于140℃时，则几乎完全被氧化成NO2：2NO+O22NO2（二）、NO2和N2O4：1、NO2在通常条件下是红褐色气体，有窒息气味，容易凝缩成综色液体，沸点为21.5℃，-10.8℃时凝结成无色晶体。2、NO2具有聚合作用：2NO2N2O4，在1.35℃～-10.8℃为液体或气体的混合物，当200℃,NO2才开始叠合为N2O4,温度100℃,大部分变成N2O4。3、N2O4无色，所以浊度越高时，NO2和N2O4混合物颜色越浓。4、NO2与水起反应生成硝酸和亚硝酸：2NO2+H2OHNO3+HNO25、NO2与烧碱或纯碱发生作用生成硝酸钠和亚硝酸钠：2NO2+Na2CO3NaNO3+NaNO2+CO22NO2+NaOHNaNO3+NaNO2+H2O（三）、N2O3：当NO氧化生成NO2的同时，有NO和NO2生成N2O3.当温度降低和压力升高时，有利于生成N2O3：NO+NO2N2O3因为N2O3的生成反应速度很快，在0.1秒就可达到平衡，NO继续氧化时，生成N2O3的最大量为50%，若继续氧化则N2O3的含量会减少，NO完全氧化时N2O3含量为0.性质：1、N2O3在普通温度和常压下不稳定，易分解为NO和NO2.2、在低温下N2O3为暗兰色的液体，比重1.44，在3.5℃时沸腾，温度为-27℃呈稳定状态为深兰色液体，在-102℃时凝固成浅兰色的晶体。3、N2O3与水作用生成亚硝酸：N2O3+H2O2HNO34、N2O3与碱作用生成亚硝酸盐。第三章：生产原理及工艺流程一、碱吸收：利用碳酸钠（或氢氧化钠）水溶液吸收硝酸生产硝酸尾气中氮氧化物，浓度为0.3—1%，常压下，可使总吸收率由92%～94%增加到99%以上。（一）、反映原理：用硝酸水溶液吸收NO2时，在生成硝酸的同时，放出NO，而NO的氧化速度很小，因此吸收利用困难，但用碱液吸收时，不会有NO放出，当碱液吸收NO2或N2O3时，生成相等mol的NaNO2和NaNO3,等mol的NO+NO2的混合物质N2O3的形态被碱液吸收生成亚硝酸盐。反应式：NO+NO2N2O3N2O3+Na2CO32NaNO2+CO2↑2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2↑付反应：Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3NaNO2+NO2NaNO3+NONa2CO3+2HNO32NaNO3+CO2+H2O影响吸收反应的主要因素：1、尾气中氮氧化物的成分：当NO含量大于NO2含量时，其吸收是以N2O3的形态而进行的生成几乎全部是NaNO2,当NO2/NO比例增高时，吸收速度也随着增大，NO2/NO＝1：1时，吸收速度最大，然后随着NO2/NO比值继续增加，吸收速度重新减小，最后NO完全氧化后，吸收速度则固定不变。2、尾气中氮氧化物的浓度：NOX浓度增高,吸收作用的动力增大，吸收速度增大，当NOX浓度达到2%～3%时，吸收速度增加特别显著，由相等mol的NO和NO2所组成的混合物其吸收速度系数在所有情况下都大于浓度相等的NO2的吸收速度系数。含1%NO+NO2的吸收速度为含1%NO2吸收速度的2倍，随着NOX浓度的增加，它们之间差异缩小，NOX浓度为10%前者反为后者1.5～1.3倍。3、尾气中一氧化氮的氧化度：用碱吸收NOX气体时，在吸收塔下部，同时进行两个反应：即NO的氧化和生成NO2被碱吸收，NO氧化成NO2的氧化度与气相所占有自由空间成正比，而被吸收的氧化氮量又与气相和液相的接触面积成正比，NO的氧化速度要比同浓度的NOX的吸收速度小很多倍，气体中NO的浓度愈小，其差别愈大。当NO的氧化反应和生成氮氧化物的吸收反应同时进行时，在NO氧化生成的NO2被碱液吸收的同时，又有相等数目的NO被吸收，会使气体中NO的浓度降低很快，则NO氧化速度更加降低，因此减慢了氮氧化物的吸收。若NO的初浓度为a，被氧化NO为X，所以被氧化吸收的NO则为2X，经吸收后的NO浓度为a-2X，除NO以初浓度a得a-2x/a即1-2X/a，含X/a＝α（α—NO的氧化度）所以吸收后的NO浓度可写成1-2α,若NO的氧化度为40%，则被吸收的NO为80%，气体中剩余的NO含量仅为初浓度的20%。当NO氧化反应单独进行时，NO的氧化速度要比当生成的氮氧化物同时被吸收时NO的氧化速度大很多