Способ получения чистого сульфата аммония и серы

 

,((kk)l 0 б ,.=1,М, AO. « s?

7ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

Елаее

ОПИСАНИЕ способа получения чистого сульфата аммония и серы.

К патенту ин-ца Х. И. Ганзен (C. А Hansen), в г. Эссене (Рур), Германия, заявленному 18 февраля 1929 года (заяв. синд. М 41013).

О выдаче патента опубликовано 31 мая 1934 года.

Действие патента распространяется на 15 лет от 31 мая 1934 года, До сих пор не было найдено подходящего применения для роданистого ам-. мония, получаемого, особенно по известному тионатному способу, при удалении аммиака и сероводорода из газов угольной перегонки. Правда, уже предлагаЛось для использования роданистого аммония расщеплять его гидролитически нагреванием с кислотами, особенно с разбавленной серной кислотой, причем наступает реакция ho уравнению:

МН4СИБ+ Н,ЯО, + Н,О = (ИН,),804+

+ COS, На таком превращении роданистого аммония получается сульфат аммония и наряду с ним сероокись углерода— соединение, которое само по себе не может быть использовано практически, а должно быть гидролизировано в двуокись углерода и сероводород путем дальнейшего действия водой или кислотой. Однако, подобное превращение сероокиси углерода проводится технически с трудом и, кроме того, требуются черезвычайно высокие температуры и давления, так как получаемый при разложении сероокиси углерода сероводород может быть получен в виде серы или сульфата только при применении дальнейшей реакции.

Кроме того, при кислотном разложении роданистого аммония возникают значительные расходы на необходимую для этого серную кислоту.

По этим причинам гидролитическое расщепление роданистого аммония посредством разбавленной кислоты не смогло войти в технику.

Предлагаемое изобретение дает для случая применения тионатного способа удаления аммиака и сероводорода из газов с одновременным получением сульфата аммония и серы почти даровой и технически простой путь для переработки роданистого аммония, образующегося из цианистых соединений очищаемого газа.

Способ состоит в том, что роданистый аммоний вместе с растворами тионатов аммония, содержащими сернистую кислоту в свободном или связанном виде, нагревают под давлением до температур выше 140 . Названные растворы могут содержать или политионаты аммония, которые, как известно, отдают

1 при нагревании сернистую кислоту, или же добавочное соединение из тиосульфата аммония и сернистой кислоты, т. е. (NH4),8,0, 802,, или же сульфит аммония или бисульфит аммония и свободную сернистую кислоту.

При нагревании под давлением названных растворов тионата аммония(в данном случае под тионатами понимаются соли сернистой кислоты, тиосерной кис, лоты и политионовых кислот) роданистый аммоний, присутствующий в растворе, разлагается согласно следующему основнояу уравнению:

NH4CNS+2SG, +2Н20= (NH4) SO +

+ СО, +2S.

Следовательно,: наряду с сульфатом аммония появляется не сероокись углерода, как при известном до сих пор способе разло кения родана, а двуокись углерода и элементарная сера, которая получается в чистом виде, непосредственно готовом для продажи.

Независимо от того, что по этой причине новое разложение роданистого аммония гораздо проще может быть выполнено, чем по известному до сих .пор способу разложения, требуемые для полного разложения, роданистого аммония температуры и давления тоже значительно более низки в предлагаемом способе.

Полное превращение получаемых под конец растворов тионата аммония в сульфат и серу связано, как известно, с определенными количественными отношениями составных частей и таким образом; что на каждую молекулу политионата должно приходиться две молекулы сульфита или тиосульфата и соответСтвенно на каждые две молекулы бисульфита — - одна молекула сульфита или тиосульфата. Если присутствует больше сульфита или тиосульфата, то превращение не протекает до конца; конечный раствор содержит тогда, кроме сульфата, еще неразложенный тиосульфат. Если же, наоборот, имеется больше политионата или бисульфита, то при работе в закрытых сосудах рядом с сульфатом аммония образуется серная кислота.

Для разложения роданистого аммония содержание требуемых согласно вышесказанному веществ, перерабатываемых в сульфат, соответственно увеличивается..

Если промывной .раствор не содержит достаточного избытка политионата, то в него вводят соответствующее количество сернистой кислоты.

В соответствии с вышеприведенным уравнением, согласно которому на одну молекулу роданистого аммония требуется две молекулы сернистой кислоты, должно иметься на каждую молекулу родайистого аммония, разлагаемого политионатом, две молекулы политионата йли, соответственно, две молекулы тцосульфата и три молекулы сернистой кислоты, или восемь молекул бисульфита. Избыток этих средств не вреден, ибо по вышесказанному получается лишь йемного свободной серной кислоты.

Наконец, можно изготовлять нужное для- превращения роданистого аммония количество сернистой кислоты посредством разложения тиосульфатов более крепкой кислотой, например серной кислотой, согласно уравнению: (NH4)2820, + Н2804 > (NH4)280з+

+ 80, + Я+Н,О причем роданистый аммоний вместе с тиасульфатом вводится в сернистую кислоту. Последнее особенно выгодно, когда при удалении аммиака и сероводорода из газов угольной перегонки по упомянутому способу получаются от применения избытка политионата, бисульфита или сернистой кислоты суль.фатные растворы, содержащие свободную серную кислоту. Тогда является возможность применить для переработки роданистого аммония более или менее крепкие сернокислые маточные растворы, получаемые при выпаривании кислых растворов сульфата аммония во время выделения последнего.

При выполнении предлагаемого, способа можно в том случае, когда цианистые соединения получаются из газов угольной перегонки в виде роданистого аммония, вводить получаемые при этом жидкости в промывной раствор, служащий для удаления аммиака и сероводорода из газов. Однако, можно работать и так, чтобы путем соответствующего ведения промывного процесса из газа удалялись в течение одной операции цианистые соединения вместе с аммиаком и сероводородом.

Если роданистый аммоний получается промывным способом, то можно вводить под давлением роданисто-аммоние,вые растворы в сосуд для разложения, нагретый уже до температуры реакции для промывных растворов тионатного способа.

Пример 1. В раствор из 100 кг рода- нистого аммония в 200 л воды в автоклаве вводят 1б8,3 кг сернистой кислоты.

Затем эта жидкость нагревается под давлением до 180 . Через 4 — б часов роданистый аммоний разложен на сульфат,и серу. Получается 274 кг раствора, сульфата аммония (173,7 кг сульфата

"аммония), затем 84,3 кг чистой расплавленной серы, между тем как 57,8 кг двуокиси углерода выдуваются.

Если поднять температуру реакции до 220; то превращение заканчивается уже через 1 — 2 часа; при более низ - ких температурах требуется соответственно более продолжительное нагревание.

Пр и мер 2. В. раствор из 100 юг роданистого аммония и 389,3 кг тиосульфата аммония в 400 л воды вводят 252,5 к сернистой кислоты, и с раствором поступают, как в примере первом. Получается водный раствор из 520,7 кг сульфата аммония, а также 210,7 кг чистой расплавленной серы и 57,8 кг угольной кислоты.

П р имер 3. Раствор из 100 кг роданистого аммония и 684 кг тетратионата аммония в 700 л воды нагревают, как в примере первом. Получается .раствор из 520,7 кг сульфата аммония, затем

252,8 кг чистой расплавленной серы и

57,8 кг угольной кислоты.

Прим ер 4. Ьодный раствор из100Nt роданистого аммония и 1042. кг бисульфита аммония в 1000 л воды нагревают, как в примере первом. Получается водный раствор из 868 кг сульфата аммония, затем 166,5 кг чистой расплавленной серы и 57,8 кг двуокиси углерода.

Пример 5. К водному раствору из

100 кг роданистого аммония и 389,3 кг тиосульфата аммония прибавляют 1289 кг

20%.ной серной кислоты и раствор нагревают, как в примере первом. Получается водный раствор из 520,7 кг сульфата аммония, затем 168,5 кг чистой расплавленной серы и 57,8 кг двуокиси углерода.

Предмет патента.

Способ получения чистого сульфата аммония и серы с разложением роданистого аммония из получаемых при проведении тионатного способа очистки газов растворов тионата аммония, в которые вводят сернистую кислоту или ее соли, вместе с сульфатом аммония или без него, отличающийся тем, что процесс ведут при температуре выше

140 и под давлением.

Эксперт И. Я. Гревсов

Редактор П. А. Петров

Тяп. Промполиграф. i тамбомкая„12, Зак. 4717