DE1229073B - Process for the recovery of selenium as selenium dioxide from the reaction gases containing it - Google Patents
Process for the recovery of selenium as selenium dioxide from the reaction gases containing itInfo
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Description
Verfahren zur Wiedergewinnung von Selen als >elendioxyd aus jenes enthaltenden Reaktionsasen Aus den deutschen Patentschriften 831837, 852 992, 863 493, 880134, 937 287 und 941428, der schweizerischen Patentschrift 306 049, der britischen Patentschrift 727 318 sowie der USA.-Patentschrift 2 716 664 sind bereits mehrere Verfahren zur Wiedergewinnung von Selen aus den Gasgemischen bekannt, die z. B. bei der Herstellung von ungesättigten Aldehyden durch Oxydation von Olefinen entstehen. Hierbei werden die heißen Gasgemische abgekühlt und bzw. oder mit einer teilweise auf eine bestimmte Temperatur oberhalb 50°C, vorzugsweise zwischen 100 und 160°C, gekühlten Oberfläche zur Ablagerung von Selen und Selenverbindungen in Berührung gebracht. In diesen Fällen liegt das abgeschiedene Selen zusammen mit seinen Verbindungen in Form fester Stoffe vor, die aus den Abscheidern auf irgendeine Weise entfernt werden müssen.Process for the recovery of selenium as> elene dioxide from that containing reactionases From the German patents 831837, 852 992, 863 493, 880134, 937 287 and 941 428, the Swiss patent 306 049, the British patent 727 318 and the USA patent 2 716 664 several methods for the recovery of selenium from the gas mixtures are already known, the z. B. arise in the production of unsaturated aldehydes by oxidation of olefins. Here, the hot gas mixtures are cooled and / or brought into contact with a surface that is partially cooled to a certain temperature above 50 ° C., preferably between 100 and 160 ° C., in order to deposit selenium and selenium compounds. In these cases, the separated selenium and its compounds are in the form of solid substances that have to be removed from the separators in some way.
Bei dem Verfahren der Erfindung sind diese mehr oder weniger mühsamen Arbeitsgänge nicht erforderlich, da das Selen als in einer wäßrigen Lösung gelöste Verbindung oder in dem Gasgemisch enthaltenes Selendioxyd anfällt. Die selenhaltigen Lösungen bzw, Gasgemische können unmittelbar zur Umsetzung von weiterem Propylen zu Acrylsäurenitril verwendet werden.In the method of the invention, these are more or less troublesome No operations are required because the selenium is dissolved in an aqueous solution Compound or contained in the gas mixture selenium dioxide is obtained. The selenium-containing Solutions or gas mixtures can be used directly to implement additional propylene to be used to acrylonitrile.
Das Verfahren der Erfindung zur Wiedergewinnung von Selen als Selendioxyd aus jenes enthaltenden Reaktionsgasen, die durch Oxydation von Propylen mit Sauerstoff oder Luft in Gegenwart von Ammoniak und Selen als Katalysator zu Acrylsäurenitril bei hoher Temperatur erhalten worden sind, erfolgt durch Auswaschen mit schwach alkalischem Wasser bei einem pH-Wert von 7 bis 9 und einer Temperatur von 20 bis 50°C und besteht darin, daß man die durch Auswaschen erhaltene wäßrige Lösung von Ammoniumselencyanid, die zum Auswaschen frischer Reaktionsgase auch mehrmals verwendet oder eingeengt worden sein kann, in feiner Zerstäubung in molekularem Sauerstoff oder diesen enthaltenden Gasen über Kupferoxyd (Cu0), Ferrioxyd (Fe203) oder Nickeloxyd (Ni0) als Katalysator leitet, der auf einen Träger, wie Kieselsäure oder Diatomeenerde, aufgebracht sein kann und eine Temperatur von 500 bis 700'C hat.The process of the invention for the recovery of selenium as selenium dioxide from that containing reaction gases, which have been obtained by oxidizing propylene with oxygen or air in the presence of ammonia and selenium as a catalyst to acrylonitrile at a high temperature, is carried out by washing with weakly alkaline water at a pH from 7 to 9 and a temperature of 20 to 50 ° C and consists in the fact that the aqueous solution of ammonium selenium cyanide obtained by washing, which can also be used several times or concentrated to wash out fresh reaction gases, in a fine atomization in molecular Oxygen or gases containing it via copper oxide (Cu0), ferric oxide (Fe203) or nickel oxide (Ni0) as a catalyst, which can be applied to a carrier such as silica or diatomaceous earth and has a temperature of 500 to 700 ° C.
Das bei der Umsetzung von Propylen zu Acrylsäurenitril entstandene Reaktionsgas wird einer Kühlvorrichtung zugeleitet, in die Wasser mit einem pH-Wert von 7 bis 9 und mit einer Temperatur unterhalb 50°C eingesprüht wird, um eine unmittelbare Berührung von Gas und Wasser zu bewirken. Dadurch wird eine wäßrige Lösung erhalten, die Ammoniumselencyanid (NH,SeCN) enthält. Die wäßrige Lösung und das Reaktionsgas können dann in üblicher Weise voneinander getrennt werden. Die wäßrige Lösung kann nach der Einstellung auf die vorstehend genannten Temperatur- und pH-Werte erneut in die Kühlvorrichtung eingesprüht werden, um den Gehalt an Ammoniumselencyanid zu erhöhen.The result of the conversion of propylene to acrylonitrile Reaction gas is fed to a cooling device in which water with a pH value from 7 to 9 and with a temperature below 50 ° C is sprayed to an immediate To cause contact of gas and water. This gives an aqueous solution, which contains ammonium selenium cyanide (NH, SeCN). The aqueous solution and the reaction gas can then be separated from one another in the usual way. The aqueous solution can again after adjustment to the above-mentioned temperature and pH values be sprayed into the cooling device to reduce the content of ammonium selenium cyanide to increase.
Das angereicherte Waschwasser, das gewöhnlich etwas Acrylsäurenitril enthält, wird zusammen mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, über oder durch ein Katalysatorbett aus den Oxyden von Kupfer, Eisen und bzw. oder Nickel geleitet.The enriched wash water, which usually contains some acrylonitrile contains, is used together with oxygen or an oxygen-containing gas such as air, over or through a catalyst bed of the oxides of copper, iron and / or Nickel headed.
Die Temperatur des Katalysatorbettes muß bei 500°C oder darüber liegen, weil unterhalb 500°C eine Umsetzung des Selens bzw. der Selenverbindungen mit dem Katalysator stattfinden kann, während oberhalb 700°C eine Verhinderung der Katalysatorwirkung eintritt.The temperature of the catalyst bed must be 500 ° C or above, because below 500 ° C a reaction of the selenium or the selenium compounds with the Catalyst can take place, while above 700 ° C a prevention of the catalyst effect entry.
Der Katalysator besteht aus Kupferoxyd (Cu0), Ferrioxyd (Fe203) oder Nickeloxyd (MO). Er kann in Form eines Festbettes benutzt werden und auf einem Träger, wie Kieselsäure oder Diatomeenerde, aufgebracht sein.The catalyst consists of copper oxide (Cu0), ferric oxide (Fe203) or Nickel oxide (MO). It can be used in the form of a fixed bed and on a support, such as silica or diatomaceous earth, be applied.
Das angereicherte Waschwasser wird in die Oxydationsvorrichtung zusammen mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, eingesprüht. Die Zerstäubung erfolgt in einem Luft- oder Sauerstoffstrom, wodurch das Wasser verdampft und die Oxydation zu Selendioxyd stattfindet. Das erhaltene Gasgemisch kann dem Katalysatorbett mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 10 000 bis 30 000 cm3 je Stunde je Kubikzentimeter Katalysatorvolumen zugeführt werden. Die Verweilzeit beträgt 0,12 bis 0,36 Sekunden.The enriched wash water is put into the oxidizer together sprayed with oxygen or an oxygen-containing gas such as air. The atomization takes place in a stream of air or oxygen, whereby the water evaporates and the Oxidation to selenium dioxide takes place. The received Gas mixture can the catalyst bed with a throughput rate of 10,000 to 30,000 cm3 per hour per cubic centimeter of catalyst volume are fed. The dwell time is 0.12 to 0.36 seconds.
Das die Oxydationsvorrichtung verlassende Gasgemisch enthält Selen als Selendioxyd. Das selendioxydhaltige Gasgemisch kann unmittelbar erneut mit Propylen gemischt werden, um weiteres Acrylsäurenitrit herzustellen, oder gekühlt werden, um eine wäßrige Lösung von Selendioxyd zu erhalten, die ebenfalls direkt mit weiterem Propylen gemischt werden kann. Das Selendioxyd ist bei der Umsetzung von Propylen zu Acrylsäurenitril in der gleichen Weise wirksam wie metallisches Selen.The gas mixture leaving the oxidation device contains selenium as selenium dioxide. The selenium dioxide-containing gas mixture can immediately be reassembled with propylene be mixed to produce additional acrylic acid nitrite, or cooled, in order to obtain an aqueous solution of selenium dioxide, which also works directly with further Propylene can be mixed. The selenium dioxide is in the implementation of propylene to acrylonitrile in the same way as metallic selenium.
Zum Nachweis der Bildung von Ammoniumselencyanid bei der Oxydation von Propylen in Gegenwart von Ammoniak wurden die beiden folgenden Versuche durchgeführt: A. Es wurde eine bestimmte Menge über 99,9 °/o reines metallisches Selen in einem Porzellanschiffchen in einem elektrischen Ofen auf 300°C erhitzt. Dann wurde Luft, die 2 Volumprozent Ammoniak und 0,6 Volumprozent Cyanwasserstoff enthielt, durch den Ofen und anschließend durch reines Wasser enthaltende Waschflaschen geleitet.To demonstrate the formation of ammonium selenium cyanide during oxidation of propylene in the presence of ammonia, the following two experiments were carried out: A. A certain amount of more than 99.9% pure metallic selenium was found in one Porcelain boats heated to 300 ° C in an electric oven. Then there was air which contained 2 volume percent ammonia and 0.6 volume percent hydrogen cyanide passed through the oven and then through wash bottles containing pure water.
Nach einem bestimmten Zeitraum wurde nur noch Luft durchgeleitet,
das Erhitzen des Ofens eingestellt, und Ammoniak und Cyanwasserstoff wurden ausgeblasen.
Bei der Zugabe von lnormaler wäßriger Schwefelsäure zur Waschflüssigkeit bis zum
pH-Wert 4 entstand eine rote Fällung, die abfiltriert wurde. Es wurden das Gewicht.-
und der Selengehalt des Niederschlags und der Gehalt an Ammoniumsulfat und Cyanwasserstoff
im Filtrat mit folgenden Ergebnissen bestimmt:
B. Bei diesem Versuch wurde an Stelle von metallischem Selen eine
wäßrige Lösung von Selendioxyd in das Schiffchen gegeben. Bei im übrigen gleicher
Arbeitsweise wie beim Versuch A wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:
Das abgetrennte Waschwasser wurde auf eine Temperatur von 20°C und mit einer wäßrigen Ätznatronlösung auf einen pH-Wert von 8,2 eingestellt und wieder in die Waschvorrichtung zurückgeführt: Das den Wäscher verlassende Gas enthielt 0,02 g Selen je Kubikmeter und wurde in dem - Wäscher widerholt in den Kreislauf zurückgeführt, bis der Selengehalt auf 10,2 g/1 angestiegen war. Das Waschwasser wurde bei Normaldruck und 90°C eingeengt, bis der Selengehalt 102 g/1 betrug. Anschließend wurde dieses Waschwasser mit einer Geschwindigkeit von 11/Std. und mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 20 000 cm3 je Stunde je Kubikzentimeter Katalysatorvolumen zusammen mit 13 m3 Luft je Stunde durch ein Rohr gepumpt, das mit 650 cms auf Kieselsäuregel als Träger aufgebrachtem Kupferoxyd gefüllt war und auf 500.°C gehalten wurde. Das abströmende Gasgemisch enthielt 8,77 g Selen je Kubikmeter. Es wurde auf 70°C heruntergekühlt, wodurch 964 cms einer wäßrigen Lösung je Stunde mit einem Selengehalt von 105 g/1 erhalten wurden.The separated washing water was heated to a temperature of 20 ° C and adjusted to a pH of 8.2 with an aqueous caustic soda solution and again returned to the scrubber: contained the gas leaving the scrubber 0.02 g selenium per cubic meter and was repeated in the - washer in the circuit returned until the selenium content had risen to 10.2 g / l. The wash water was concentrated at normal pressure and 90 ° C. until the selenium content was 102 g / l. Afterward this washing water was washed at a rate of 11 / hour. and with a throughput speed of 20,000 cm3 per hour per cubic centimeter of catalyst volume together with 13 m3 Air is pumped through a tube every hour, which is supported on silica gel with 650 cms applied copper oxide was filled and kept at 500 ° C. The outflowing The gas mixture contained 8.77 g selenium per cubic meter. It was cooled down to 70 ° C, whereby 964 cms of an aqueous solution per hour with a selenium content of 105 g / l were obtained.
Die Ausbeute betrug 99,20/" bezogen auf die zu Beginn verwendete Menge Selen. Die wäßrige Lösung wurde einem Luftstrom, der 2,3 Volumprozent Propylen enthielt, in einer Menge zugegeben, daß ein Gasgemisch mit einem Selengehalt von 1,4 g/ms vorlag, das wie vorstehend in ein Reaktionsgas mit 1,63 VolumprozentAcrylsäurenitrilübergeführt wurde. Beispiel 2 Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das angereicherte Waschwasser mit einer Geschwindigkeit von 11/Std. zusammen mit 13 m3 Luft je Stunde in eine auf 650°C gehaltene Oxydationsvorrichtung eingeführt wurde, die mit 650 cm3 Nickeloxyd gefüllt war. Mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 11,5 m3/Std. wurde ein Gasgemisch erhalten, das 8,80 g Selen je Kubikmeter enthielt. Die Selenausbeute betrug 99,9 °/o, bezogen auf den Selengehalt des Waschwassers. Das abströmende Gasgemisch wurde mit Propylen enthaltender Luft gemischt, wodurch ein Gasgemisch mit 2,3 Volumprozent Propylen und 1,4 g Selen je Kubikmeter erhalten wurde, das wie im Beispiel 1 umgesetzt wurde, wodurch ein Gasgemisch mit 1,66 Volumprozent Acrylsäurenitril entstand.The yield was 99.20 / "based on the amount used at the beginning Selenium. The aqueous solution was a stream of air containing 2.3 percent by volume propylene, added in an amount that a gas mixture with a selenium content of 1.4 g / ms was present, which was converted into a reaction gas with 1.63 volume percent acrylonitrile as above became. Example 2 The procedure of Example 1 was repeated with the exception that the enriched wash water at a rate of 11 / hour. together Introduced with 13 m3 of air per hour into an oxidation device kept at 650 ° C was that with 650 cm3 of nickel oxide was filled. With a flow velocity of 11.5 m3 / h a gas mixture was obtained which contained 8.80 g of selenium per cubic meter. The selenium yield was 99.9%, based on the selenium content of the wash water. The outflowing gas mixture was mixed with air containing propylene, whereby obtained a gas mixture with 2.3 volume percent propylene and 1.4 g selenium per cubic meter was, which was implemented as in Example 1, creating a gas mixture with 1.66 percent by volume Acrylonitrile was created.
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- 1960-11-02 DE DEA35931A patent/DE1229073B/en active Pending
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