Способ получения сульфатонитрата аммония

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений. Способ получения сульфатонитрата аммония включает разбавление отработанной кислотной смеси производства нитратов целлюлозы азотной кислотой до получения массового соотношения серной и азотной кислот 0,75÷1,45 в пересчете на 100%-ные кислоты. Полученную смесь серной и азотной кислот нейтрализуют аммиаком с испарением воды за счет тепла реакции нейтрализации. Продукты нейтрализации перерабатывают в товарный продукт. Технический результат - уменьшение токсичных газовых выбросов в атмосферу. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии минеральных удобрений и может быть использовано при производстве азотосульфатного удобрения на основе отработанной нитрационной кислотной смеси производства нитратов целлюлозы.

Общее количество отработанных кислот при производстве 1 т нитроцеллюлозы составляет 6-6,5 т (см. Гиндич В.И. Технология пироксилиновых порохов: производство нитратов целлюлоз и регенерация кислот / В.И. Гиндич. - Казань: ГосНИИХП, т. 1, 1995. - 563 с.). Поэтому стоит острая задача утилизации отработанной нитрационной кислотной смеси производства нитратов целлюлозы.

В настоящее время отработанные кислоты производства нитратов целлюлозы регенерируют путем денитрации кислотной смеси с последующим концентрированием разбавленной серной кислоты (см. Гиндич В.И. Технология пироксилиновых порохов: производство нитратов целлюлоз и регенерация кислот / В.И. Гиндич. - Казань: ГосНИИХП, т. 1, 1995. - 563 с.). Процесс денитрации проводят в денитрационных колоннах путем нагрева смеси водяным паром с получением 98% азотной кислоты и разбавленной 66-69% серной кислоты. Далее осуществляют концентрирование разбавленной серной кислоты горячими топочными газами с получением продукционной 92% серной кислоты.

Регенерация отработанной нитрационной кислотной смеси сопровождается значительными выбросами токсичных газов в атмосферу в виде оксидов азота, тумана серной кислоты и диоксида серы, превышающими допустимые значения.

Известно использование отработанной нитрационной кислотной смеси для получения коагулянта сернокислого алюминия (RU 2216508, C01B 17/94, C01F 7/74; опубл. 20.11.2003). Данный способ включает нагрев жидких смесей острым паром до температуры кипения и ректификационное разделение на компоненты. Выделенную при ректификационном разделении серную кислоту с концентрацией не менее 45 масс. % направляют в аппарат смешения компонентов производства неорганического коагулянта сернокислого алюминия. По мнению авторов, способ позволяет получить из отработанных нитрационных смесей серную кислоту с содержанием моногидрата, отвечающим требованиям производства коагулянта сернокислого алюминия.

Этот способ сопровождается газовыми выбросами оксидов азота и паров азотной кислоты на стадии ректификации.

Состав отработанной нитрационной кислотной смеси производства нитратов целлюлозы зависит от вида получаемой нитроцеллюлозы и содержит, масс. %:

HNO3 - 10÷18

H2SO4 - 23÷39

нитраты целлюлозы - не более 0,5%

H2O - остальное.

Такие отработанные кислотные смеси могут быть использованы в качестве исходного сырья для получения комплексного минерального удобрения сульфатонитрата аммония.

Известен способ получения сульфатонитрата аммония путем нейтрализации аммиаком смеси серной и азотной кислот (RU 2408561, C05C 1/00; опубл. 10.01.2011). Способ включает разбавление серной кислоты сначала азотной кислотой при отношении серной и азотной кислот в пределах 0,75÷1,45 в пересчете на 100%-ные кислоты, затем водой. Полученный серноазотнокислый раствор направляют на нейтрализацию аммиаком с испарением вводимой с кислотами воды за счет тепла реакции нейтрализации. Полученный продукт нейтрализации перерабатывают в целевой продукт. Данный способ выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа являются значительные выбросы токсичных газов в атмосферу в виде оксидов азота, тумана и паров азотной кислоты в результате теплового эффекта разбавления кислот на стадии приготовления серноазотнокислого раствора.

В основу настоящего изобретения положена задача снижения токсичных газовых выбросов в атмосферу в виде оксидов азота, тумана и паров азотной кислоты.

Поставленная задача решается способом получения сульфатонитрата аммония, включающим разбавление отработанной нитрационной кислотной смеси производства нитратов целлюлозы азотной кислотой до получения кислотной смеси с массовым соотношением серной кислоты к азотной кислоте 0,75÷1,45 в пересчете на 100%-ные кислоты, нейтрализацию аммиаком кислотной смеси с испарением воды за счет тепла реакции нейтрализации и последующую переработку продуктов нейтрализации в целевой продукт.

Техническим результатом изобретения является существенное уменьшение токсичных газовых выбросов в атмосферу.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В прототипе при смешении кислот и разбавлении их водой температура раствора повышается до 110-120°C, таким образом температура кислотной смеси становится выше температуры кипения азотной кислоты (Ткип.HNO3=86°C), в результате образуются оксиды азота, туман и пары азотной кислоты, выбрасываемые в атмосферу. В предлагаемом изобретении нет стадии разбавления смеси кислот водой, так как используют отработанную нитрационную кислотную смесь производства нитратов целлюлозы, которая уже содержит воду. При разбавлении отработанной нитрационной кислотной смеси азотной кислотой температура смеси повышается лишь до 75°C, то есть исключается образование оксидов азота, паров и тумана азотной кислоты.

Для разбавления отработанной нитрационной кислотной смеси может быть использована разбавленная азотная кислота, образующаяся при производстве нитратов целлюлозы в результате абсорбции оксидов азота, паров и тумана азотной кислоты, выделяющихся на стадии нитрования целлюлозы.

Использование образующихся при производстве нитратов целлюлозы отработанной нитрационной кислотной смеси и азотной кислоты для производства комплексного минерального удобрения сульфатонитрата аммония открывает перспективы создания безотходной технологии производства нитратов целлюлозы с получением дополнительного товарного продукта.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

500 мл отработанной нитрационной кислотной смеси производства коллоксилина с массовым содержанием азотной кислоты - 18,5%, серной кислоты - 39,5%, воды - 42% подают в смеситель и разбавляют 700 мл азотной кислоты с концентрацией 50 масс. %. Полученный серноазотнокислый раствор подают в реактор с рубашкой, куда одновременно дозируют газообразный аммиак, образующиеся пары воды отводятся в конденсатор. Через равные промежутки времени из реакционной пульпы отбирают пробы для анализа кислотности раствора в реакционном объеме. Реакцию проводят до тех пор, пока среда в реакционной пульпе не станет нейтральной. Полученную реакционную пульпу сульфатонитрата аммония гранулируют на лабораторном грануляторе.

Пример 2

500 мл отработанной нитрационной кислотной смеси производства коллоксилина с массовым содержанием азотной кислоты - 18,5%, серной кислоты - 39,5%, воды - 42% подают в смеситель и разбавляют 350 мл концентрированной (98 масс. %) азотной кислоты. Далее, как в примере 1.

Примеры 3 и 4 аналогичны примеру 1, в примерах использовали отработанную нитрационную кислотную смесь производства пироксилина №1 и пироксилина №2 (см. таблицу).

Состав полученного сульфатонитрата аммония определяли методом ИК спектроскопии. Данные приведены в таблице.

Приведенные в таблице данные показывают, что сульфатонитрат аммония, полученный из отработанных нитрационных кислотных смесей производства нитратов целлюлозы различного состава, по содержанию азота и серы удовлетворяет требованиям ТУ 2181-036-00205311-08 «Селитра аммиачная серосодержащая» и, следовательно, может использоваться в качестве удобрения. Содержащиеся в небольших количествах нитраты целлюлозы (менее 0,5 масс. %) не влияют на качество получаемого продукта.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить комплексное минеральное удобрение сульфатонитрат аммония более экологичным по сравнению с прототипом способом за счет существенного снижения токсичных газовых выбросов в атмосферу.

1. Способ получения сульфатонитрата аммония, включающий нейтрализацию аммиаком кислотной смеси серной и азотной кислот с массовым соотношением кислот 0,75÷1,45 в пересчете на 100%-ные кислоты с испарением воды за счет тепла реакции нейтрализации и последующую переработку продуктов нейтрализации в целевой продукт, отличающийся тем, что в качестве кислотной смеси используют отработанную нитрационную кислотную смесь производства нитратов целлюлозы, предварительно разбавленную азотной кислотой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разбавление отработанной нитрационной кислотной смеси осуществляют азотной кислотой, полученной в результате абсорбции оксидов азота, паров и тумана азотной кислоты, образующихся на стадии нитрования целлюлозы при производстве нитратов целлюлозы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению применимых в качестве удобрений композиций сульфата-нитрата аммония (ASN). Способ получения двойной соли сульфата-нитрата аммония 1:2 включает объединение сульфата аммония, азотной кислоты и источника аммиака в водном растворе с образованием реакционной смеси; нагревание реакционной смеси до температуры от приблизительно 160°C до приблизительно 180°C; обеспечение протекания реакции в реакционной смеси с формированием промежуточной смеси; нагревание промежуточной смеси до конечной температуры от приблизительно 175°C до приблизительно 190°C и удержание промежуточной смеси при конечной температуре для удаления достаточного количества воды из промежуточной смеси с образованием двойной соли сульфата-нитрата аммония 1:2.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения серосодержащего сложного удобрения включает нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком с получением пульпы, смешение жидкой серы с полученной пульпой, перемешивание смеси и последующее гранулирование, причем жидкую серу в пульпу вводят при скорости 2,5-4,5 м/с, а соотношение скорости введения серы и скорости перемешивания смеси поддерживают 1:3-10.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ улавливания аммиака узла заправки термостабилизаторов вечномерзлых грунтов путем поглощения газообразного аммиака в системе с циркулирующей аммиачной водой, причем в процессе улавливания аммиака основное количество аммиака, поступившее из заправочной емкости в термостабилизатор, конденсируют, при этом дросселируют пульсирующий поток газообразного аммиака, снижают абсолютное давление аммиака до 0,1-0,12 МПа и направляют его в конденсатор, где его вновь подвергают конденсации при температуре минус (25-40)°C, и далее направляют сконденсированный аммиак в сборник, удаляют газообразный аммиак и выделившиеся в процессе улавливания аммиака инертные газы из конденсатора и из сборника в эжектор, где производят последующее улавливание аммиака с помощью воды, при этом ведут непрерывный процесс поглощения при температуре 10°-40°C в одну ступень, при этом создают избыточное давление паров аммиака в пределах 5-100 кПа с использованием аммиачной воды концентрацией 5-25% с последующим выводом этой аммиачной воды из эжектора в накопительную емкость.

Изобретение относится к получению фосфатов аммония из фосфорсодержащих растворов. Способ получения включает стадии: обеспечения обогащенной фосфором жидкой фазы, не смешивающейся с водой (210); добавления безводного аммиака в обогащенную фосфором жидкую фазу (212); осаждения моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата из указанной жидкой фазы (214); регулирования температуры жидкой фазы в ходе указанных стадий добавления и осаждения в заранее заданном интервале температур (216); извлечения осажденного моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата из указанной жидкой фазы (218); промывки кристаллов извлеченного осажденного моноаммоний фосфата и/или диаммоний фосфата (220) и сушки промытых кристаллов (228).
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки отработанной серной кислоты, который включает нейтрализацию, причем раствор отработанной серной кислоты продувают коксохимическим газом, содержащим аммиак, осаждают из полученного раствора сульфат аммония путем фильтрации с последующей сушкой, при этом фильтрацию и сушку выполняют с одновременной обработкой ультразвуком частотой 18-23 кГц.

Изобретение относится к двухкомпонентным удобрениям и к способам их применения. Удобрение, предназначенное для внесения под сельскохозяйственную культуру и содержащее: первый продукт-удобрение, включающий аммиачное удобрение и неполную кальциевую соль первого сополимера; и второй продукт-удобрение, включающий фосфорное удобрение и неполную натриевую соль второго сополимера, причем первый и второй продукты-удобрения присутствуют в синергически эффективном количестве для указанной сельскохозяйственной культуры, так что присутствует координированное количество указанного первого и второго продуктов-удобрений, которые в комбинации дают повышенный урожай сельскохозяйственной культуры сверх урожая культуры, который может быть получен при отдельном нанесении указанного первого и второго продуктов-удобрений в таких же координированных количествах.

Изобретение относится к электрохимическому способу и установке для синтеза азотных удобрений. .

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к переработке фосфогипса. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к способу получения удобрения на основе нитрата и сульфата аммония и может найти применение в химической промышленности. .

Изобретение относится к химической промышленности. Способ включает получение раствора аммиачной селитры, введение в полученный раствор первой части стабилизирующей добавки, в качестве которой используют смесь аммонийных солей фосфорной и серной кислот или самих кислот при одновременной нейтрализации их аммиаком, выпаривание полученного раствора до состояния плава, введение в полученный плав поверхностно-активного вещества, порообразующей добавки и второй части стабилизирующей добавки, в качестве которой используют нитраты магния, кальция или железа, с последующим гранулированием.

Изобретение относится к способу получения нитрата аммония, объединяющему получение азотной кислоты с получением нитрата аммония. Газообразный сырьевой материал установки окисления, состоящий из аммиака, водяного пара и окисляющего газа, подвергают воздействию условий, при которых аммиак окисляется с образованием реакционной смеси, содержащей монооксид азота и водяной пар.

Изобретение относится к способу получения нитрата аммония. Способ производства нитрата аммония включает воздействие условий на газообразный сырьевой материал установки окисления, состоящий по меньшей мере по существу из аммиака, пара и окисляющего газа, в результате которых аммиак окисляется с получением реакционной смеси, включающей монооксид азота и водяной пар, с последующим охлаждением реакционной смеси в теплообменнике, в результате которого монооксид азота окисляется, водяной пар конденсируется; продукты окисления монооксида азота взаимодействуют с конденсированной водой и абсорбируются этой водой; и по существу весь монооксид азота в реакционной смеси преобразуется в азотную кислоту с последующим взаимодействием потока азотной кислоты с потоком аммиака с образованием нитрата аммония.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности и в области производства взрывчатых веществ. Способ получения водоустойчивого нитрата аммония включает одновременное измельчение и перемешивание нитрата аммония со смесью гидрофобизаторов, содержащих оксид железа (III) в количестве не менее 0,03% и соли стеариновой кислоты не менее 0,1% от массы продукта, и сушку.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности при переработке фосфогипса - отхода производства экстракционной фосфорной кислоты. Для получения высокочистого углекислого кальция и азотно-сульфатного удобрения проводят конверсию фосфогипса раствором карбоната аммония с получением раствора сульфата аммония и фосфомела.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении промышленных взрывчатых веществ и пролонгированных удобрений. .

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к агрегатам для получения аммиачной селитры с аппаратами использования теплоты нейтрализации (ИТН) при смешивании раствора азотной кислоты с газообразным аммиаком.
Изобретение относится к способу получения удобрения на основе нитрата и сульфата аммония и может найти применение в химической промышленности. .
Изобретение относится к технологии минеральных солей. .
Изобретение относится к технологии минеральных солей. .
Наверх