Спосіб одержання гідроксиламінсульфату

1 Спосіб одержання пдроксиламінсульфату (ГАС), що включає приготування реакційної суміші аміаку, кисню і водяної пари, каталітичне окислення аміаку, змішування одержаного нітрозного газу з воднем, стабілізацію нітрозного газу шляхом гідрування кисню на срібно-марганцевому каталізаторі, його концентрування конденсацією во дяної пари, очищення концентрованого нітрозного газу від оксиду азоту (IV), змішування його з воднем, сумішшю сірчаної кислоти, води, і синтез пдроксиламінсульфату, який відрізняється тим, що тепло конденсації водяної пари, що міститься у нітрозному газі, використовують для упарювання продукційного розчину з масовою часткою ГАС від 24 % до 40 % 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що азотнокислий конденсат, що утворюється при концентруванні нітрозного газу з масовою часткою азотної кислоти більше за 1 %, піддають рідиннофазовому гідруванню в присутності платинового каталізатора, оксид азоту (II), що утворюється при цьому, в суміші з воднем направляють на синтез ГАС, а продукт гідрування з масовою часткою азотної кислоти 0,45 % направляють на розбавлення концентрованої сірчаної кислоти Винахід відноситься до хімічної промисловості, а саме до способу одержання пдроксиламінсульфату (ГАС), що застосовується у виробництві капролактаму Відомий спосіб одержання пдроксиламінсульфату, що включає приготування реакційної суміші аміаку, кисню і водяної пари, каталітичне окислення аміаку, змішання одержаного нітрозного газу з воднем, стабілізацію нітрозного газу шляхом гідрування на срібно-марганцевому каталізаторі, його двостадійне концентрування конденсацією водяної пари, очищення концентрованого нітрозного газу від оксиду азоту (IV), змішування його з воднем, сумішшю сірчаної кислоти, води, конденсату першої стадії концентрування нітрозного газу і синтез пдроксиламінсульфату [пат РФ №2045471, МПК6 СО 1В 21/14, 1995р) На першій стадії концентрування нітрозного газу виділяють біля 70% конденсату, що містить до О.Змас % розчину азотної кислоти, на другій" утвориться азотна кислота концентрацією до 5-6мас % Частину конденсату першої стадії направляють на розбавлення сірчаної кислоти Конденсат другої стадії після випарювання до 40-45мас %, нагрівають до 300°С і змішують з основним потоком нітрозного газу, що поступає на стабілізацію, а пари води направляють на приготування суміші аміаку, кисню, пари Вказаний спосіб одержання пдроксиламінсульфату дозволяє утилізувати розбавлені розчини азотної кислоти, забезпечуючи безвідходну технологію виробництва ГАС Спосіб характеризується складністю в управлінні і недостатньо надійний в експлуатації Крім того, в процесі двоступеневої конденсації водяної пари, що міститься в нітрозному газі, безповоротно втрачається тепло, що виділяється при цьому Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, по технічній суті і результату, що досягається, є спосіб одержання пдроксиламінсульфату, що включає приготування реакційної суміші аміаку, кисню і водяної пари, каталітичне окислення аміаку, змішування одержаного нітрозного газу з воднем, стабілізацію нітрозного газу шляхом гідрування на срібно-марганцевому каталізаторі, його двостадійне концентрування конденсацією водяної пари, очищення концентрованого нітрозного газу від оксиду азоту (IV), змішування його з воднем, (О о о (О 60061 сумішшю сірчаної кислоти, води, конденсату першої стадії концентрування нітрозного газу, каталітичне гідрування азотної кислоти і синтез пдроксиламінсульфату [заявка ЄПВ №0945401, МПК6 CO 1B 21/14, 1999р - прототип] Істотна ВІДМІННІСТЬ цього способу одержання ГАС від вищезгаданого полягає в тому, що конденсат другої стадії концентрування оксиду азоту (II), що містить азотну кислоту більше за 2мас %, піддають рідиннофазовому гідруванню воднем на платиновому каталізаторі Чистий оксид азоту (II), що утворюється внаслідок гідрування азотної кислоти, в суміші з воднем змішується з основним потоком синтез-газу (NO+H2), що поступає на стадію одержання ГАС Продукт гідрування, що містить азотну кислоту до 0,45мас %, разом з конденсатом першої стадії концентрування оксиду азоту (II) використовують при розбавленні сірчаної кислоти, забезпечуючи таким чином безвідходну технологію виробництва ГАС і збільшуючи міру використання оксиду азоту (II) Однак, як і у вищенаведеному способі, тепло, що виділяється при конденсації водяної пари з нітрозного газу, втрачається безповоротно В обох вищенаведених способах розчин ГАС, що отримується, з масовою часткою 24% використовують на стадії одержання циклогексаноноксиму або безпосередньо, або після попереднього упарювання до 40% При використанні 24% розчину ГАС на стадії оксимування циклогексанону передбачено упарювання розчину сульфату амонію, що виходить, для забезпечення повноти розділення органічного і водного шарів [Виробництво капролактаму Під ред В І Овчиннікова і В Р Ручинського М , «ХІМІЯ», 1977, с 154] Задачею винаходу є удосконалення способу одержання ГАС шляхом зміни технологічних параметрів і схеми процесу так, щоб використати тепло, що виділяється при конденсації водяної пари з нітрозного газу, для упарювання продукційного розчину з масовою часткою ГАС 24% до 40% Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання пдроксиламінсульфату, що включає приготування реакційної суміші аміаку, кисню і водяної пари, каталітичне окислення аміаку, змішування одержаного нітрозного газу з воднем, стабілізацію нітрозного газу шляхом гідрування на срібно-марганцевому каталізаторі, згідно з ВИНАХОДОМ, конденсацію водяної пари, що міститься в ньому, здійснюють у виносній гріючій камері вакуумного випарного апарату, в який подають продукційний розчин з масовою часткою ГАС 24% Нагрітий до 80-90°С розчин ГАС подають у випарну частину вакуумної випарної установки Отриманий при охолоджуванні нітрозного газу і конденсації водяної пари азотнокислий конденсат з масовою часткою азотної кислоти більше за 1% піддають рідиннофазовому гідруванню в присутності платинового каталізатора, оксид азоту (II), що утворюється при цьому, в суміші з воднем направляють на синтез ГАС, а продукт гідрування з масовою часткою азотної кислоти 0,45% направ ляють на розбавлення концентрованої сірчаної кислоти Спосіб одержання пдроксиламінсульфату, що заявляється, пояснюється технологічною схемою, представленою на фіг 1 Для порівняння на фіг 2 приведена технологічна схема одержання ГАС по прототипу Спосіб здійснюють таким чином Реакційну суміш аміаку, кисню і водяної пари, приготовану в змішувачі 1, направляють в реактор 2, де аміак окислюють киснем до оксиду азоту оксиду азоту (II) Нітрозний газ, що утворився, охолоджують в котловій частині реактора 2 до температури 260-280°С, змішують в змішувачі 3 з воднем і направляють в реактор 4 для стабілізації складу Тут надмірний кисень на срібномарганцевому каталізаторі гідрують у воду Тепло реакцій окислення аміаку і гідрування кисню використовують для одержання пари Стабілізований нітрозний газ з температурою 150°С подають в теплообмінник 5, де його охолоджують до температури вище за 100°С, а потім в теплообмінник 6, який є гріючою камерою випарної установки 7 В ролі охолоджуючої рідини в теплообмінник 6 подають розчин з масовою часткою ГАС 24% У випарній установці під вакуумом при температурі 8090°С розчин ГАС упарюють до масової частки 40% Концентрований нітрозний газ з теплообмінника 6 компресором 8 направляють в абсорбер 9, зрошуваний частиною азотнокислого конденсату, в якому його очищають від оксиду азоту (IV), далі в змішувач 10 для зміщення з воднем і потім в каскад реакторів 13, де в середовищі розбавленої сірчаної кислоти синтезують ГАС Азотнокислий конденсат, що виділився в теплообміннику 6, з масовою часткою азотної кислоти більше за 1,0% направляють в реактор 11, де в присутності платинового каталізатора гідрують воднем Оксид азоту (II), що утворюється при цьому, в суміші з воднем змішують з основним потоком концентрованого нітрозного газу і водню, а продукт гідрування з масовою часткою азотної кислоти до 0,45% використовують для розбавлення концентрованої сірчаної кислоти в змішувачі 12 Гази реакторів синтезу ГАС, що відходять, направляють на спалення в рекуперативну установку 14 По технологічній схемі для одержання 1т/годину пдроксиламшу використовують 680кг аміаку, 171 Окг кисню і 3350 кг водяної пари Внаслідок ХІМІЧНИХ реакцій в реакторах 1 і 2 утвориться ще до 1220кг води У теплообміннику 6 випарної установки 7 конденсується таким чином 4540кг водяної пари, при цьому з продукційного розчину ГАС випаровується 3870кг води Таким чином, тепло, що виділяється при конденсації водяної пари, використовується для концентрування продукційного розчину ГАС, що виключає його випарювання в окремій установці, так само як і випарювання розчинів сульфату амонію при застосуванні на стадії оксимування циклогексанону розчину з масовою часткою ГАС 24% 5 N№ OS Паса 60061 нг ГАС4П. ND ND, М0,Нг Ki ОВ Ни О нг 13 I МП, ИйП 13 Т Фіг.1 ЫНЗО2 Попа Пара QB иго Фіг.2 Комп'ютерна верстка Т Чепелєва Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна