Способ получения имидосульфоната аммония

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИМИДОг СУЛЬФОНАТА АММОНИЯ, включающий взаимодействие газообразного серного ангидрида с газообразным аммиаком в среде инертного газа с тангенциальной подачей последнего в зону реакции двумя потоками, о т л и чающийся тем, что,с целью повышения производительности процесса , инертный газ подают отдельно от исходных реагентов, причем один из потоков подают параллельно реагентам со скоростью 20-35 м/с при соотношении параллельного потока к тангенциальному, равном

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (ll) 5 (Д) С 01 С 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ

К ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3231602/23-26 (22) 06.01.81 (46) 23 ° 09.83. Бюл. У 35 (72) В.M.Áoðèñîâ, И.Г.Гришаев, Л.П.Ряднева, С.В.Мельникова, A.C.Àëëèëóåâà и К,И.Гордеев ,(53) 661.185.223.5(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Ф"903571, кл. 12 К 1/28, 1954 °

2. Патент ФРГ Р 803113, кл. 12 i 21/10, 1951 (прототип) (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИМИДО

СУЛЬФОНАЛА АММОНИЯ, включающий взаимодействие газообразного серного ангидрида с газообразным аммиаком в среде инертного газа с тангенциальной подачей последнего в зону реакции двумя потоками, о т л ич а ю шийся тем, что,с целью повышения производительности процесса, инертный газ подают отдельно от исходных реагентов, причем один из потоков подают параллельно реагентам со скоростью 20-35 м/с прн соотношении параллельного потока к тангенциальному, равном (0,11« ,0,25) :1.

2. Способ по и. 1 о т л и ч а ющ и и .с я тем, что тангенциальный поток инертного газа подают со.. скоростью 12-15 м/с.

1043107

Изобретение относится к способам получения имидосульфоната аммония и аппаратах колонного типа из газообразных SO и NH, используемого в качестве полупродукта в процессе производства сульфаминовой кислоты.

Известен способ получения имидосульфоната аммония взаимодействием газообразных SO и- NH при температурах внутри реакционной камеры ниже 170 С с введением внутрь камеры 10 охлаждающих элементов или с охлаждением снаружи стенок (1) .

Недостатком такого способа является получение продукта с высоким содержанием сульфата аммония, кото- 15 рый в процессе производства сульфаминовой кислоты является нежелатель" ной примесью, резко ухудшающей качество продукта. Удельная нагрузка на аппарат (производительность} по данному способу достигает 7,4 кг/м ч.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения имидосульфоната аммония из газообразных SO и NHg, разбавленных эа счет неучаствующих в реакции инертных газов и вводимых тангенциально отдельно друг от друга двумя потоками в вертикально расположенный цилиндрический реактор либо через концентрически расположенные трубки. Инертный газ после очистки в фильтре выбрасывается в

"атмосферу, а вновь поступающий в процесс вводится с реагентами SO> и 35

NH . При подаче газов в указанном режиме в колонный аппарат D = 0,5 м и Н = 5 м достигается удельная нагрузка по готовому продукту (производительность} 8,9 кг/м ч. При 40 этом отмечается нарастание продукта на стенках аппарата j2) .

Недостатком известного способа является невысокая производительность процесса. 45

Целью изобретения является повышение производительности процесса.

Поставленная цель достигается способом получения имндосульфоната

50 газообразного серного ангидрида с газообразным аммиаком в среде инертного газа с тангенциальной подачей последнего в зону реакции двумя потоками, причем инертный газ подают отдельно от йсходных реагентов и .один иэ потоков подают параллельно реагентам со скс ростью 20-35 м/с при соотношении параллельного потока к тангенциальному, равном (0,110,25) г1. . 60

Целесообразно тангенциальный поток инертного газа подавать со скоростью 12-15 м/с.

Целесообразность подачи инертного газа предлагаемым способом объяс- 65 няется улучшением условия истечения реагентов иэ сопла в реакционную зону за счет разделения потоков реагентов между собой потоком инертного газа. На выходе из сопла реагенты не вступают в реакцию, а значит и не забивается сопло, что является причиной частых остановок процесса. Далее, попадая в зону турбулеэации, создаваемую расширяющимся тангенциальным потоком большей части инертного газа, реагенты контактируют в общем. газовой объеме, что создает благоприятные термодинамические условия для течения экэотермической реакции образования имидосульфоната аммония.

Тангенциальный поток, кроме того, способствует более высокой теплопередаче от реакционной эоны к стенке аппарата и уменьшению гарнисажа продуктом. При проведении процесса со 100% 50 и 1003 К Н3 с использованием .предлагаемого способа отпадает необходимость в подаче больших количеств свежего инертного газа, так как отработанный инертный газ после очистки и охлаждения вновь поступает в аппарат и необходимо только восполнять потери, неизбежные в технологической линии.

При подаче контактного. газа 50 и разбавленного аммиака, т.е. при вводе инертного газа вместе с реагентами, .процесс будет идти без экономии инертного газа, но возможности регулировки параметров, реакционной зоны и улучшения термодинамических условий процесса, а также уменьшение гарнисажа на стенках аппарата выгодно отличают предлагаемый способ от известного.

При подаче потока инертного газа параллельно потоком реагентов со скоростью менее 20 м/с реакция образования имидосульфоната аммония идет в непосредственной близости от точки ввода реагентов, что приводит к забиванию входных устройств и частым сбоям режима. Увеличение скорости параллельного потока инертного газа свыше 35 м/с приводит к ухудшению качества готового продукта за счет повышенного содержания свободного аммиака, адсорбированного на поверхности элементарных частиц имидосульфоната аммония, до

3% и более. Снижение скорости подачи тангенциально вводимого потока инертного газа ниже 12 м/с и снижение его доли в общем объеме потока инертнога газа ведет к снижению эффекта турбулизации пристеночных газовых слоев-и, как следствие, к обрастанию внутренних поверхностей аппарата продуктом.

Пример. Газообразные SOg u

ИН подают через сопло иэ 3-х коак1043107 сиально расположенных трубок, разделенных потоком азота в колонный аппарат Р = 0,1 .м и высотой Н

0,28 м. Температура азота — 80 С, скорость 20-35 м/с. Часть от общего объема азота, находящегося в цик- 5 ле аппарат — фильтр — теплообменникгазодувка — аппарат, подают через тангенциально расположенный штуцер. в верхней части аппарата со скоростью 12-15 м/с. Длительность про- fQ цесса 1,5 ч. Наблюдается равномеРное распределение поля температур по всему объему аппарата, сумма имидосолей в продукте (в пересчете на диаммоний имидосульфонат) достигает

95%. Продукт получают с хорошими физическими качествами; сопло работа" ет устойчиво.

Производительность процесса, полученная в зависимости от скорости ® параллельного потока инертного газа, представлена в.табл. 1.

В табл. 2 представлена зависимость производительности процесса от соотношения потоков инертного газа.

Как видно из табл. 2,. уменьшение доли потока инертного газа, поступающего параллельно подаче реагентов, ведет к образованию эффекта "обжатия" реакционной эоны ф

Т а

3,9 7,2 29,6 35,4 35,7 37,7

2 98 2,3 2,32 2,47 2,67 4,7.Таблица 2

0,008:1

0,11:1 0,18:1 0,25:1

0i3е1

25 6 35,9 34,8 12,7 6,2

Количество окомков анного материала (d с О, 5 мкм, %. нНИЙПИ Заказ 7252/25 Тираж 471 Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Удельная нагрузка .< кг/м ч (производительность) Содержание свободного аммиака в продукте, %

Соотношение потоков инертного газа параллельного и тангенциального

Удельная нагрузка кг/м ч (производительность) и окомковыванию продукта. Образование крупных хлопьев продукта ведет к затруднению его дальнейшей переработки в процессе производства сульфаминовой кислоты. Поэтому, хотя производительность в данном случае выше известной, следует ограничиться.диапазоном от 0,11:1 до

0,25:1 . При дальнейшем увеличении

-доли параллельного потока инертного газа удельная нагрузка понижается до 6,2 кг/м ч при соотношении 0,3:1, что ниже известной производительности. Это связано с сильным разбавлением реагентов в реакционной зоне, расширением реакционной зоны и, как следствие, появлением гарнисажа на стенках аппарата, ухудшением теплопередачи от ядра реакционной эоны к стенке.

Поэтому для предлагаемого способа соотношение 0,25:1 потока параллельного и тенгенциального является пределом для создания режима развития турбулентности в пристеночной зоне.

Использование изобретения позволяет повысить удельную нагрузку на аппарат, а также упростить процесс эа счет снижения расхода инертного газа. О 0 О О