DD142701A1

DD142701A1 - METHOD FOR PRODUCING CONCENTRATED AMMONIUM SULFIDE SOLUTIONS

Info

Publication number: DD142701A1
Application number: DD21208379A
Authority: DD
Inventors: Volker Dommaschk; Meinhard Feissel; Roland Schroeder; Reinhard Spaeth
Original assignee: Volker Dommaschk; Meinhard Feissel; Roland Schroeder; Reinhard Spaeth
Priority date: 1979-04-09
Filing date: 1979-04-09
Publication date: 1980-07-09

Abstract

Durch die Erfindurig soll aus leicht verfügbaren chemischen Rohstoffen, wie schwefelwasserstoffhaltigen Gasen und wäßrigen Ammoniaklösungen, unter relativ geringem technischen Aufwand die Herstellung des Endproduktes in gewünschter gleichbleibender Zusammensetzung bei gleichzeitiger Abgabe eines zur Schwefelgewinnung geeigneten Abgases ohne zusätzliche Reinigungsstufen und ohne Anfall zusätzlicher'Abprodukte ermöglicht werden. Das wird erreicht, indem die Ausgangsstoffe in einem' System von drei Reaktionszonen üblicherweise unter Normaldruck und bei Umgebungstemperatur magesetzt werden. Durch Beaufschlagung der letzten Reaktionszone mit schwefelwasserstoffhaltigem Kondensat erfolgt weitgehende Entfernung des Ammoniaks im Abgas, so daß dieses zur Schwefelgewinnung eingesetzt werden kann.By the invention is intended from readily available chemical Raw materials, such as hydrogen sulphide-containing gases and aqueous Ammonia solutions, under relatively little technical effort the Production of the final product in the desired constant Composition with simultaneous delivery of a Sulfur recovery of suitable exhaust gas without additional Cleaning stages and without seizure of additional'Abprodukte be enabled. This is achieved by the starting materials in a system of three reaction zones usually below Normal pressure and be set at ambient temperature. By Actuation of the last reaction zone with hydrogen sulfide-containing Condensate takes place far away of the ammonia in the exhaust gas, so that this for sulfur recovery can be used.

Description

Titel der Erfindung" * "^Λ 2 \. 2 θ 8Title of the invention "* " ^Λ 2 \. 2 θ 8

Verfahren zur Herstellung von konzentrierten AnimoniumsulfidlösungenProcess for the preparation of concentrated ammonium sulphide solutions

Anwendungsgebiet der Erfindung . . .Field of application of the invention. , ,

Die. Erfindung betrifft'ein Verfahren zur Herstellung von konzentrierten Ammoniumsulfidlösungen durch Umsetzung von Ammoniakwasser mit schwefelwasserstoffhaltigen Gasen in einemThe. The invention relates to a process for the preparation of concentrated ammonium sulphide solutions by reacting ammonia water with hydrogen sulphide-containing gases in one

System von Reaktionszonen. System of reaction zones.

Ammoniumsulfid findet in Form seiner wäßrigen Lösung als tech-Ammonium sulfide is used in the form of its aqueous solution as a tech-

nisches Reduktionsmittel, als Fällungsmittel zur Abtrennung von Schwermetallionen aus Metallsalzlösungen sowie als Aus-' gangsstoff für die Synthese von Farbstoffen, fotografischen Entwicklern und Arzeneimitteln Anwendung. nischer reducing agent, as a precipitating agent for the separation of heavy metal ions from metal salt solutions and as a gangsstoff for the synthesis of dyes, photographic developers and Arzenmitteln application.

.Charakteristik der bekannten technischen Lösungen.Characteristic of the known technical solutions

Es ist allgemein bekannt, Ammoniumstilfid enthaltende Lösungen durch Reaktion von verdünntem Ammoniakwasser mit schwefelwasserstoffhaltigen Gasen herzusuellen. So fallen z.B. bei der Schwefelwasserstoffentfernung aus Kokereiabgasen mittels Ammoniakwasser s Ammoniumsulf i.dlösungen. an, die, bedingt durch die nur in geringen und' zudem stark schwankenden Mengen imIt is well known to prepare solutions containing ammonium stearate by reacting dilute ammonia water with hydrogen sulfide-containing gases. For example, in the removal of hydrogen sulphide from coke oven exhaust gases by means of ammonia water s Ammoniumsulf i.dlösungen. due to the only small and 'also fluctuating quantities in the

- 2 - £ I ZiJ - 2 - £ I ZiJ

Gas vorliegenden Ausgangsstoffe, von so niedriger Konzentration sind, daß eine Abgabe als kommerzielles Produkt ökonomisch unrentabel ist.Gas present starting materials, of such low concentration, that a tax as a commercial product is economically unprofitable.

Verschiedentlich sind Ammoniurnsulfidlösungen höherer Konzentration durch Einsatz konzentrierterer Ausgangsstoffe, insbesondere von Ammoniakstarkwässern j hergestellt worden. Bekamitermaßen weisen dann aber die Reaktionsabgase,, die üblicherweise einer -Schwefelgewinnungsanlage zugeführt werden sollen, einen solch hohen Gehalt an Ammoniak auf, daß erhebliche Schaden in den nachverarbeitenden Prozeßstufen wie a.B. dem Clausofen auftreten können. Zur Vermeidung solcher schade /~"\ liehen Auswirkungen sind des öfteren gesonderte Waschstufen zur Abreicherung des Arnmoniakgehaltes nachgeschaltet worden, die mit V/asser oder verdünnten Sauren betrieben v/urden. Abgesehen von dem damit verbundenen hohen technischen und ökonomischen Aufwand sind in den meisten Fällen zusätzliche Aufbereitungsanlagen für die ,anfallenden Waschwässer erforderlich.Occasionally, higher concentration ammonium sulfide solutions have been prepared by using more concentrated feedstocks, particularly strong ammonia waters. Bekamitermaßen but then have the reaction gases, which are usually to be supplied to a sulfur extraction plant, such a high content of ammonia that considerable damage in the post-processing process stages such as. can occur in the Clausofen. In order to avoid such pernicious effects, separate washing stages have often been installed downstream to reduce the concentration of ammonia, which is operated with water or dilute acids Apart from the associated high technical and economic costs, in most cases additional treatment plants for the resulting wash water required.

Ziel der Erfindung . Object of the invention.

Ziel der Erfindung ist es, unter rationeller Ausnutzung der vorhandenen Rohstoffe konzentrierte·Ammoniumsulfidlösungen unter Vermeidung des Anfalls umwe*lt schädig ender Abprodukte herzustellen. ' .The purpose of the invention is to produce concentrated ammonium sulphide solutions while avoiding the seepage, while avoiding the seepage of harmful end-products. '.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

.Somit lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren .zu entwickeln, mit dem konzentrierte Ammonsulfidlösungen durch Umsetzung von Ammoniakwasser mit Schwefelwasserstoffhaltigen Gasen in einem System von Reaktionszonen mit einem Ökonomisch vertretba'ren technischen Aufwand unter gleichzeitiger Abgabe .eines zur Schwefelgewinnung geeigneten Abgases hergestellt we'rden können. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von konzentrierten Ammoniumsulfidlösungen durch Umsetzung von Ammoniakwasser mit Schwefelwasserstoff haltigen Gasen in einem System von Reaktionszorien da-Thus, the object of the invention was to develop a process with which concentrated ammonium sulphide solutions are prepared by reacting ammonia water with hydrogen sulphide-containing gases in a system of reaction zones with an economically viable technical complexity with simultaneous delivery of an exhaust gas suitable for obtaining sulfur can be. According to the invention, this object is achieved by a process for preparing concentrated ammonium sulfide solutions by reacting ammonia water with hydrogen sulfide-containing gases in a system of reaction cues.

2 1 208.32 1 208.3

durch gelöst, daß man das schwefelwasserstoffhaltige Gas in einer ersten Reaktionszone auf eine Ammoniak enthaltende wäßrige Lösung einwirken läßt, wobei aus dem unteren Teil dieser Zone eine konzentrierte Ammoniumsulfidlösung in gewünschter gleichbleibender Zusammensetzung abgezogen wird, während ein den oberen Teil dieser Zone verlassendes Gasge-. misch in eine zweite Reaktionszone, die zur Abreicherung des. Schwefelwasserstoffs mit Ammoniakwasser beaufschlagt wird, iib.ergeführt und das so behandelte Gas in einer dritten Reaktionszone mit Schwefelwasserstoffhaltigen Wasser derart in Kontakt gebracht wird, daß ein nahezu ammoniakfreies, zur /"-\ Schwefelgewinnung geeignetes Abgas anfällt.dissolved by allowing the hydrogen sulfide-containing gas in a first reaction zone to act on an ammonia-containing aqueous solution, being withdrawn from the lower part of this zone, a concentrated ammonium sulfide solution in the desired uniform composition, while leaving the upper part of this zone Gasge-. mixed in a second reaction zone, which is acted upon to deplete the hydrogen sulfide with ammonia water, iib.ergeführt and the gas thus treated in a third reaction zone with hydrogen sulfide-containing water is brought into contact so that a nearly ammonia-free, for / "- sulfur extraction suitable Exhaust gas is generated.

Das. erfindungsgemäße Verfahren kann unter Druck, bevorzugt aber drucklos, betrieben werden. Zweckmäßigerweise wird ein 'Teil der Ammoniumsulfidlösung zur Abfuhrung der Reaktionswärme und zux¹ Erreichung einer gleichbleibenden Zusammensetzu—ng über einen Kühler dein oberen Teil der ersten Reaktionszone wieder zugeführt. Das Verfahren wird üblicherweise bei llormaltemperatur betrieben. Vorteilhafterweise v/erden die aus den _N · .· .oberen Reaktionszonen ablaufenden Flüssigkeiten jeweils den ^: . . darunterliegenden Zonen zugeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird so oberhalb der zweiten Reaktionszone ein konzentriertes Ammoniakwasser aufgegeben und ' in dieser Zone mit der aus der dritten Reaktionszone ablauft) . fenden Lösung in einem solchen Verhältnis gemischt, daß die am unteren Ende, der ersten Reaktionszone anfallende Ammonium- : sulfidlösung in einem "weiteren Konzentrationsbereich variiert werden kann.'The. Process according to the invention can be operated under pressure, but preferably without pressure. Conveniently, a 'part of the solution of ammonium sulfide to Abfuhrung the heat of reaction and CBX ¹ achieving a constant-up composition ng via a cooler your top of the first reaction zone is supplied again. The process is usually operated at llormaltemperatur. Advantageously, the liquids draining from the _N ··· upper reaction zones are each ^:. , supplied to underlying zones. In a preferred embodiment of the process, a concentrated ammonia water is thus introduced above the second reaction zone and runs in this zone with that from the third reaction zone). mixed solution in such a ratio that the ammonium sulfide solution obtained at the lower end, the first reaction zone can be varied in a "further concentration range."

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der zugehörigen Zeichnung näher beschrieben· . .The method according to the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing. ,

Ein im wesentlichen aus Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid und .Spuren inerter Gase bestehendes Gasgemisch wird über Leitung 1 dem unteren Teil der ersten Reaktionszone 2 einer dreistufigen Reaktionskolonne zugeführt und mit einer aus dem obe-. ren Teil dieser Zone entgegenströmenden ammoniakhaltigen wäßrigen Lösung zu Ammoniumsulfid umgesetzt. Aus dem unteren Teil dieser Reaktionszone wird eine konzentrierte Lösung überA substantially consisting of hydrogen sulfide, carbon dioxide and .Spuren inert gas mixture is fed via line 1 to the lower part of the first reaction zone 2 of a three-stage reaction column and with a from the obe-. ren part of this zone counterflowing ammonia-containing aqueous solution to ammonium sulfide reacted. From the lower part of this reaction zone is a concentrated solution over

— Δ. —- Δ. -

212083212083

Leitung 3 abgezogen, die den Kühler 4 passiert. Ein Teil der gekühlten Lösung wird als Kreislaufstrom über Leitung 5 der ersten Reaktionszone 2 wieder zugesetzt, während über Leitung 6 das versandfähige Produkt seiner weiteren Verwendung zugeführt wird. Der die erste Reaktionszone verlassende Gasstrom gelangt in eine zweite Reaktionszone 7, in der. der im Gas verbliebene Schwefelwasserstoff mittels konzentriertem Ammoniakwassers, das über Leitung 8 eingebracht wird, weitgehend abgereichert wird. Das aus dem oberen Teil dieser Zone austretende, mit Ammoniak merklich angereicherte· Gasgemisch wird zur-Entfernung desselben in der dritten Reaktio'nszone 9 mit einem aus Leitung 10 stammen! en Schwefelwasserstoffhaltigen Wasser behandelt. Das nun noch Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid enthaltende nahezu ammoniakfreie Abgas-wird über : Leitung 11 abgenommen und der Schwefelgewinnung zugeführt.Deducted line 3, which passes through the radiator 4. A portion of the cooled solution is added again as circulation stream via line 5 of the first reaction zone 2, while the product which can be shipped is supplied via line 6 to its further use. The gas stream leaving the first reaction zone passes into a second reaction zone 7 in which. the hydrogen sulfide remaining in the gas is largely depleted by means of concentrated ammonia water, which is introduced via line 8. The gas mixture emerging from the upper part of this zone and appreciably enriched with ammonia will be from a conduit 10 for removal thereof in the third reaction zone 9! treated with hydrogen sulphide-containing water. The still containing hydrogen sulfide and carbon dioxide almost ammonia-free exhaust gas is removed via: line 11 and fed to the sulfur recovery.

example

95 ^sm i.U./h/ eines Austreibegases der Sulfosolvanlaugeregenerierung, bestehend aus 90 Vol.-% Schwefelwasserstoff und 10 Vol.-% Kohlendioxid, werden dem unteren Teil einer drei- ' stufigen Küllkörperkolonne von 15000mm Höhe und 400 mm lichter Weite'zugeführt·-Am Kopf,-·der unter Atmosphärendruck betri.ebenen Kolonne werden 0,5 m /h eines 7°0 mg/1 Schwefelwasserstoff enthaltenden Wassers aufgegeben. .Oberhalb des zwei- . . 395 ^s mUU / h / of a Sulfosolvanlauge regeneration gas, consisting of 90 vol .- % hydrogen sulfide and 10 vol .-% carbon dioxide, are the lower part of a dre'-stufigen Küllkörperkolonne of 15000mm height and 400 mm clear width supplied '- At the top of the column, which is at atmospheric pressure, 0.5 m / h of a water containing 7 ° 0 mg / l of hydrogen sulphide are introduced. Above the two-. , 3

ten Kolonnenabschnitts werden 0,55 m /h 'Ammoniakwasser (25 Gew.-55 33TL₃) zugesetzt. Die aus dem Sumpf der Kolonne in einerten column section are added to 0.55 m / h 'ammonia water (25 wt. 55 33TL ₃ ). The from the bottom of the column in one

Menge von 0,5m /h abgezogene wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 20 Gew.-% Ammoniumsulfid wird auf 298,16 K gekühlt und von dieser, gekühlten Lösung 4,0 m /h der Kolonne wieder zuge-Amount of 0.5 m / h withdrawn aqueous solution containing 20 wt .-% ammonium sulfide is cooled to 298.16 K and returned from this, cooled solution 4.0 m / h of the column again

... ο führt, während'1,0 m /h als Endprodukt'abgegeben werden. Das ... ο leads, while'1.0 m / h are delivered as end product '. The

am Kopf der Kolonne in einer Menge von 6,6 m i.U./h anfallende Abgas hat eine Zusammensetzung . Vol.-SS' CO₂ und enthält 6 Vol.-ppmAt the top of the column in an amount of 6.6 m iU / h waste gas has a composition. Vol.-SS 'CO ₂ and contains 6 ppm by volume

de Abgas hat eine Zusammensetzung von 65,4 Vol.-% H₂S, 34»6The exhaust gas has a composition of 65.4 % by volume H ₂ S, 34 »6

Claims

- 5 - 2 1 20 8

Claim to claim ''

1. Process for the preparation of concentrated ammonium sulphate. fidlösungen by reaction of ammonia water with sulfur '. hydrogen-containing gases in a system of reaction zones, characterized in that the hydrogen sulfide-containing gas is allowed to act in a first reaction zone on an ammonia-containing aqueous solution, wherein from the lower part of this zone a concentrated ammonium sulfide solution in the desired constant composition - deduction deduction , While a gas mixture leaving the upper part of this zone in a second reaction zone, which is acted upon to deplete the hydrogen sulfide with ammonia water, transferred and the thus treated gas in a third reaction zone with sweat. Hydrogen-containing water is brought into contact in such a way that an almost ammonia-free for sulfur production + exhaust gas is obtained. + suitable

2. The method according to 1 ^ 1, characterized in that the effluent from the upper 'reaction zones liquids. _{: are} respectively supplied to the underlying zones. "

• This includes 1 sheet of drawing