PL34424B1 - - Google Patents

Description

Sole kwasów sulfoaminowych: kwasu amido- sulfonowego NHzSOsH, kwasu imiidosulfonowego NH!SOsHl2 oraz kwasu nitrylosulfonowego NISOzHh moga byc otrzymywane w rózny spo¬ sób. Powszechnie znany jest sposób opisany po raz pierwszy przez Fremy'ego w roku 1845. Wed¬ lug sposobu tego z azotynu potasu i kwasnego siarczynu potasu powstaje najpierw nitrylosulfo- nian potasowy, z którego z kolei otrzymuje sie imidosulfonian potasu, a z niego kwas amidosul- fonowy. Sposób ten jest jednak kosztowny w za¬ stosowaniu na skale techniczna.Do produkcji na duza skale nadaje sie przede wszystkim sposób oparty na syntezie z amonia¬ ku i trójtlenku siarki, opisany przez Rosego juz w r. 1834 i przebiegajacy wedlug równania: 2 SOs + 3 NHs = NH(SO^NH,)2 Ostatnio kwas amidosulfonowy otrzymuje sie z mocznika i oleum, lub z mocznika i kwasu chlo¬ rosulfonowego.Otrzymywanie imidosulfonianu amonowego z amoniaku i trójtlenku siarki jest przedmiotem patentu niemieckiego nr 562738, w którym za¬ strzezono urzadzenie do przeprowadzania tej reakcji.Patent niemiecki tej samej firmy nr. 668142 zastrzega uzywanie cieklego amoniaku. Ze wzgle¬ du na znaczne wydzielanie ciepla w reakcji SO3 z NHs uzycie amoniaku cieklego ma te dogodnosc, ze cieplo reakcji zmniejsza sie o cieplo parowa¬ nia amoniaku i aparatura o tych samych wymia¬ rach moze pracowac z wieksza wydajnoscia.W patentach tych jest zaznaczone, ze obydwa reagujace skladniki powinny byc calkowicie su¬ che. W przeciwienstwie do tego patent niemiec¬ ki nr 598137 zastrzega sposób otrzymywania za¬ sadowego imidosulfonianu amonowego przez re¬ akcje trójtlenku siarki z ochlodzonym wodnym roztworem amoniaku. Obecnosc wody nie jest wiec przeszkoda, wydajnosci sa jednak znacznie mniejsze.Dotychczas znane jest tylko otrzymywanie obojetnego lub zasadowego imidosulfonianu amo¬ nowego z gazowego lub cieklego amoniaku i trój¬ tlenku siarki, przy czym wedlug patentu niemiec¬ kiego nr 668142 przy uzyciu duzej ilosci amonia-ku, zwlaszcza w niskiej temperaturze, powstaje równiez amidosulfonian amonowy. Otrzymywanie nitrylosulfonianu nie jest dotychczas znane.Przedmiotem wynalazku jest sposób, w któ¬ rym zamiast stuprocentowego trójtlenku siarki, którego otrzymywanie jest stosunkowo kosztow¬ ne i wymaga specjalnej aparatury/uzywa sie go¬ racych gazów z pieca kontaktowego, sluzacego do produkcji kwasu siarkowego, w takim stanie w jakim go one opuszczaja. Gazy te zawieraja 6% SOs objetosciowo. Jako drugiego skladnika uzywa sie gazowego lub cieklego amoniaku, który w mia¬ re potrzeby moze byc rozcienczony powietrzem, w celu unikniecia zbyt wysokiego podnoszenia sie temperatury, przy czym unika sie równoczesnie zatamowania doplywu amoniaku przez produkty reakcji.Tym sposobem otrzymuje sie mieszanine skla¬ dajaca sie w zaleznosci od warunków reakcji ze zmiennych ilosci imidosulfonianu amonowego i nitrylosulfonianu amonowego, przy czym amido¬ sulfonian amonowy powstaje tylko w malej ilosci.Produkt reakcji zawiera oprócz tego niewielkie ilosci siarczanu amonu i jeszcze mniejsze ilosci zwiazanego kwasu siarkawego. Sklad produktu reakcji jest zalezny od ilosci uzytego NHs i SOs, od temperatury i czasu trwania reakcji. W za¬ leznosci od stosunku molekularnego NHs do SOs powstaja rózne produkty: 2 NHs + SOs = NfcSOsNH* amidosulfonian amonowy 8 NHs + 2 SOs —. NH'(SO*NHa)2 normalny imi¬ dosulfonian amonowy.U NHs +2 SOs = NH4N(SOsNH4)2 zasadowy imi- dosulfonian amonowy.U NHs + 3 SOs z N(SOsNHOs nitrylosulfonian amonowy.Jak widac, przy stosunku 2 NHs : SOs moze powstawac amidosulfonian amonowy lub zasado¬ wy imidosulfonian amonowy.Amidosulfonian amo¬ nowy jest jednak w wyzszej temperaturze nie¬ trwaly i przechodzi latwo w imidosulfonian amo¬ nowy, przy czym zostaje uwolniona odpowiednia ilosc amoniaku. Dlatego tez uzasadnione jest za¬ lozenie, ze amidosulfonian amonowy przechodzi najpierw w zasadowy imidosulfonian amonowy i ten odszczepia przy dalszym ogrzaniu amoniak: SOsNHa SOsNHt 2 NfcSOsNH* -. NH,N -» NH + NHs SOsNHt "SOsNHi Nie mozna zatem oczekiwac wiekszych ilosci ami- dosulfonianu w koncowym produkcie reakcji.Przy stosunku 3 NHs : 2 SOs 'powinien pow¬ stawac przede wszystkim normalny imidosulfo¬ nian, przy stosunku zas U NHs : 3 SOs nitrylo¬ sulfonian amonowy. W rzeczywistosci obie reak¬ cje przebiegaja równoczesnie, a otrzymany pro¬ dukt, w zaleznosci od warunków reakcji, posia¬ da w przewadze jeden lub drugi skladnik. Tem¬ peratura reakcji decyduje równiez o ostatecznym skladzie produktu. Jak juz wspomniano, powsta¬ ly w pierwszej chwili zasadowy imidosulfonian amonowy ulega w wyzszej temperaturze rozkla¬ dowi na NHs i NH(SOzNH*)2, które w obecnosci SOs moga wejsc z nim w reakcje tworzac* wyzej sulfonowane produkty, które sa jeszcze trwale w panujacej w ukladzie temperaturze.Czysty imidosulfonian topnieje w temperatu¬ rze 357UC przy czym ulega czesciowemu rozkla¬ dowi. Jego mieszanina z pozostalymi produktami reakcji topnieje w duzo nizszej temperaturze.Prowadzenie reakcji w temperaturze ponizej temperatury topnienia produktu daje produkt sypki i nie ulegajacy spiekaniu, natomiast w przeciwnym przypadku na scianach komory reak¬ cyjnej tworzy sie twarda powloka, której usunie¬ cie nastrecza powazne trudnosci. Reakcja miedzy skladnikami przebiega bezposrednio, przy czym powstaje przede wszystkim imidosulfonian oraz nitrylosulfonian amonowy. Równoczesnie zostaja uwolnione znaczne ilosci ciepla. Obydwa te zwiaz¬ ki ulegaja rozkladowi w wyzszej temperaturze.Rozklad ten przebiega jednak powoli, zalezy on bowiem od okresu czasu, w którym produkty re¬ akcji podlegaja dzialaniu wyzszej temperatury.Ten czas jest znowu zalezny od szybkosci prze¬ plywu gazów reagujacych, od intensywnosci chlo¬ dzenia i innych czynników, zwiazanych z uzyta aparatura.Przyklad. W celu objasnienia warunków reakcji podano wyniki prób, przeprowadzonych w aparaturze, skladajacej sie z komory reakcyj¬ nej i dwóch komór do osadzania sie produktu, u- szeregowanych jedna za druga, aby miec moz¬ nosc badania wplywu czasu reakcji na sklad kon¬ cowy produktów.Produkty otrzymane z komory reakcyjnej za¬ wieraly do 90% nitrysulfonianu amonu, a przy pracy nastawionej na imidosulfonian do 80% imidosulfonianu amonowego. W pierwszej komo- — 2 —rze do osadzania zawartosc nitrylosulfonianu amonu spada prawie do polowy, a przy pracy na¬ stawionej na imidosulfonian zawartosc imidosul- fonianu pozostaje prawie ta sama. W drugiej komorze do osadzania nastepuje dalszy spadek za- Komora reakcyjna: wartosci nitrylosulfonianu, a zawartosc imidosul- fonianu podnosi sie. Natomiast przy pracy nasta¬ wionej na imidosulfonian otrzymuje sie wieksza ilosc zasadowego imidosulfonianu.Próba Nr. 2 3 9 12 16 NHs odszczepiajacy sie 0.5 0.6 2.9 — — — NfSOsNHO* 19.1 12.8 4.9 53.8 75.2 93.1 NH(SOsNH02 69.4 79.7 73.5 36.2 17.3 3.4 502 0.03 0.01 0.12 0.01 0.01 0.01 Pierwsza komora: Ptóba Nr. 2 3 . 4 9 12 16 NHs odszczepiajacy sie 4.5 1.2 1.7 0.7 0.2 — N(SOsNHa)s 3.5 9.7 11.9 47.0 50.9 61.2 NH(SOsNH,)2 76.8 77.9 76.1 41.3 38.3 30.2 SO2 0.07 0.04 0.06 0.06 0.03 0.01 Druga komora: Próba Nr. 2 3 4 9 12 16 NHs odszczepiajacy sie 5.3 1.5 1.2 1.0 0.1 0.1 N(SOsNH4)s 5.0 12.3 14.3 46.1 38,2 48.7 NH(SOsNH,)2 74.4 75.4 71.4 42.4 49.7 43.6 SO2 0.13 0.03 0.23 0.09 0.19 0.10 Pod odszczepiajacym sie NHs rozumie sie NH3, który jest zwiazany w zasadowym imidosul- fonianie amonowym z grupa imidosulfonowa i który ulega latwo odszczepieniu.Reakcja ta przebiega dostatecznie szybko, bez uzycia katalizatora, z wydajnoscia prawie 100% i w szerokiej skali temperatury 15Ó — 300°C.Tym sposobem otrzymuje sie mieszanine soli amonowych, w której przewaza imidosulfonian albo nitrylosulfonian. Mieszanine te mozna oczys¬ cic przez przekrystalizowanie albo w inny sposób, lub tez uzyc ja bezposrednio jako nawóz azoto¬ wy. Poniewaz nitrylosulfonian amonu jest nie¬ trwaly i w wodzie latwo hydrolizuje na imidosul¬ fonian amonowy i kwasny siarczan amonu to przez przekrystalizowanie go w wodzie mozna o- trzymac z duza wydajnoscia czysty imidosulfo¬ nian amonowy. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania soli amonowych kwa¬ sów sulfoaminowych przez reakcje trójtlenku siarki i amoniaku, znamienny tym, ze stosuje sie.gorace gazy zawierajace trójtlenek siarki, powstajace w komorze kontaktowej przy otrzy¬ mywaniu kwasu siarkowego.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze amoniak uzyty do reakcji rozciencza sie gaza¬ mi, np. powietrzem. Spolek pro chemickou ahutni vy r o bu, nar o d ni podnik Zastepca: inz. Leon Skarzenski rzecznik patentowy B.Z.G. — 150 zam. 18)7—16.YI-51 T-2-1155S-26.6-52 PL