PL45207B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 30 grudnia 1961 r. #'*"».~\ \ POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45207 VEB Leuna-Werke „Walter Ulbricht" Leuna, Niemiecka Republika Demokratyczna KI. 12 i, 29' Sposób otrzymywania wodnych roztworów azotynu amonowego o dowolnym stezaniu Patent trwa od dnia 18 sierpnia 1958 r.Absorbowanie gazów nitrozowych, pochodza¬ cych z utleniania amoniaku, za pomoca wod¬ nych roztworów wodorotlenków lub weglanów metali alkalicznych albo wodorotlenków me* tali ziem alkalicznych jest procesem znanym i stosowanym. Powstaje przy tym mieszanina azotynu i azotanu,.z której mozna wyodrebnic azotyn, zawarty w niej w przewazajacej ilosci.Sposób ten jednak nie nadaje sie bez zmian do wytwarzania roztworów azotynu amonowe¬ go, gdyz z jednej strony w roztworze o wciaz malejacej alkalicznosci zwieksza sie mozliwosc tworzenia sie kwasu azotowego i zachodzi oba¬ wa miejscowego zakwaszania roztworu absorp¬ cyjnego, a tym samym rozkladu azotynu amo¬ nowego, a z drugiej strony azotyn amonowy w przeciwienstwie do innych azotynów, nie daje sie wydzielic z roztworu z powodu nie- trwalosci soli w stanie stalym. Przy absorbo¬ waniu wedlug znanych sposobów uzyskuje sie wodne roztwory azotynu amonowego o tym korzystniejszej zawartosci azotynu, im bardziej stezona i bardziej alkaliczna jest ciecz absorb- cyjna i im nizsza utrzymuje sie temperature absorpcji, poniewaz w roztworach azotynu amo¬ nowego wraz ze wzrostem temperatury i obni¬ zaniem sie alkalicznosci, azotyn amonowy roz¬ klada sie w coraz wiekszym stopniu. Dlatego tez stosowano sposób wytwarzania wodnych roztworów azotynu amonowego, wedlug któ¬ rego uzyskuje sie zadawalajacy przebieg procesu w ten sposób, ze gazy nitrozowe o skladzie równoczasteczkowym (NO : NOt = 1:1) wtlacza sie w postaci drobno rozdzielonej za pomoca porowatych tulejek do silnie mieszanego, na¬ syconego, a wiec silnie stezonego, wodnego roz¬ tworu weglanu i dwuweglanu amonowego w temperaturach bliskich temperaturze zamarza¬ nia. Otrzymane roztwory o zawartosci 130— 140 g NHtNOt na litr zawieraja okolo 84°/t azotynu amonowego i 16% azotanu amonowego.Produkcja azotynu amonowego, wedlug po-wyzszego sposobu na duza skale techniczna, w polaczeniu z instalacja do produkcji kwasu azotowego, wykazuje szereg powaznych niedo¬ godnosci, przez co sposób ten staje sie gospo¬ darczo nieodpowiedni.Z powodu koniecznosci pracy w temperatu¬ rze i bliskiej temperatury zamarzania' roztworu absorpcyjnego, a wiec ponizej 0CC, musi byc zs&zlftlowana odbiegajaca od pozostalych agre- (fttów, szczególnie duza i technicznie skompli¬ kowana aparatura, a zuzycie energii jest w po¬ równaniu do zwyklej absorpcji w temperatu- tm otoczenia stosunkowo duze. Te dodatkowe koszty produkcji znacznie podrazaja wytwa- mnie azotynu amonowego- Wedlug znanego sposobu gazy nitrozowe uzyskiwane przez spalanie amoniaku, rozdziela Sif drobno w cieczy absorpcyjnej za pomoca pbsbwatych tulejek. Gazy uzyskiwane w bez¬ cisnieniowych urzadzeniach do produkcji kwasu azotowego nie posiadaja jednakze potrzebnego db tego celu cisnienia i dlatego taka absorpcja mozliwa jest dopiero po zainstalowaniu posred¬ niej kwasoodpornej dmuchawy do tlenków azo¬ tu. Pomijajac zwiazane z tym trudnosci tech¬ niczne, taki kompresor do tlenków azotu wy¬ maga znów stalego nakladu energii, co wplywa podrazajaco na produkt.Równiez wedlug opisanego sposobu stosuje sie jako ciecz absorpcyjna nasycone roztwory dwuweglanu lub weglanu amonowego lub ich mieszanin. Z tego powodu gotowe roztwory azotynu amonowego sa silnie przesycone tymi splami.Wreszcie stosowanie do absorpcji gazów ni- trozowych nasyconych roztworów weglanu amo¬ nowego jest gospodarczo nieoplacalne, co unie-< mozliwia otrzymywanie na wielka skale w tech¬ nice wodnych roztworów azotynu amonowego.Stan nasycania tych roztworów absorpcyj¬ nych utrzymuje sie w czasie absorpcji przez dodawanie do nich stalego dwuweglanu amo¬ nowego, tak ze azotyn amonowy wytwarza sie, praktycznie biorac ze stalego dwuweglanu amonowego, którego wysoka cena wchodzi do kalkulacji Sposób wedlug wynalazku umozliwia otrzy¬ mywanie wodnych roztworów azotynu amono¬ wego o dowolnym stezeniu, zawierajacych nie wiecej niz 0,5V* amoniaku, który mozna na¬ stepnie zobojetnic, a wiec takich, jakie korzy¬ stanie stosuje sie do wytwarzania hydroksylo¬ aminy.W sposobie wedlug wynalazku gazy nitro¬ zowe, otrzymane przez spalanie amoniaku, o mozliwie niskim stopniu utleniania, absor¬ buje sie w slabo alkalicznych, wodnych roz¬ tworach amoniaku lub jego soli weglanowych, al¬ bo ich mieszanin w temperaturach ponizej 20°C Zgodnie z wynalazkiem postepuje sie przy tym nastepujaco: gazy nitrozowe otrzymane przez spalanie amoniaku, zawierajace najwyzej 30% NOt w stosunku do calkowitej zawartosci nitrozy i normalna ilosc tlenu, przeprowadza sie wraz z nadmiarem slabo amoniakalnej cie¬ czy absorpcyjnej, w stan subtelnego i równo¬ miernego rozdrobnienia, przy czym ciecz ab¬ sorpcyjna obecna w nadmiarze wiaze zdolne do reakcji tlenki azotu w postaci NtO* na azotyn amonowy, oraz ewentualnie obecne kro¬ pelki kwasu azotowego na azotan amonowy.Ciecz absorpcyjna pozostaje przy tym stale al¬ kaliczna tak, ze umozliwiony jest rozklad azo¬ tynu amonowego i osiaga sie taki sam efekt, jak przy uzyciu stezonej, silnie alkalicznej cieczy absorpcyjnej.Te subtelne i równomierne rozdrabnianie gazów nitrozowych i cieczy absorpcyjnej prze¬ prowadza sie w aparaturze w której gazy ni¬ trozowe zostaja zassane przez strumien cieczy absorpcyjnej wyplywajacy z dyszy strumienio¬ wej, na przyklad dyszy otworowej lub iglico¬ wej tak, ze równiez gazy nitrozowe pochodzace z bezcisnieniowych urzadzen do spalania amo¬ niaku moga byc z dostateczna szybkoscia roz¬ prowadzone w cieczy absorpcyjnej. Wymagane jest aby ciecz absorpcyjna, która za pomoca pompy utrzymywana jest w obiegu kolowym i której alkalicznosc stale jest podtrzymywana, wchodzila do oziebionej komory reakcyjnej przez dysze otworowa lub iglicowa pod nad¬ cisnieniem co najmniej 6 atm w stosunku do cisnienia w komorze. Wazne jest przy tym, aby ciecz absorpcyjna opuszczala dysze poczat¬ kowo w postaci zwartego strumienia, przez co zostaja zassane gazy nitrozowe. Wskutek duzej energii kinetycznej strumienia w dzialaniu wzajemnym z gazem oraz wskutek rozprezenia sie amoniaku zawartego w cieczy, strumien zostaje nastepnie rozdzielony na drobne kro¬ pelki, dzieki czemu nastepuje bardzo intensyw¬ ne i równomierne zmieszanie z gazami nitro- zowymi. W komorze reakcyjnej, która moze miec postac zwyklej rury yenturTego, zbytecz¬ ne sa wszelkie inne urzadzenia. Na skutek'in¬ tensywnego zmieszania gazu i cieczy czas re¬ akcji ulega bardzo znacznemu skróceniu tak, — 2 —ze skladniki przereagowuja bez miejscowych zakwaszen cieczy absorpcyjnej i przy opusz¬ czeniu przez nie rury reakcyjnej reakcja jest juz zakonczona. W celu natychmiastowego od¬ prowadzenia ciepla reakcji, rura reakcyjna ze wzgledów praktycznych zbudowana jest w po¬ staci chlodnicy. W dolaczonych dalszych wie¬ zach reakcyjnych zachodzi utlenianie resztek tlenku azotu za pomoca obecnego tlenu i w dalszym ciagu absorpcja, do której stosuje sie ciecz absorpcyjna wychodzaca z rury reakcyjnej.Oba te procesy zostaja tak wzajemnie dostoso¬ wane, ze absorpcja zachodzi szybciej niz utle¬ nianie, dzieki czemu wydajnosc azotynu znacz¬ nie wzrasta.Wieze absorbcyjne jesli chodzi o prowadze¬ nie cieczy i gazu sa tak wlaczone, ze malejacej zawartosci amoniaku w cieczy absorpcyjnej od¬ powiada coraz mniejsza ilosc nitrozy w gazie.Sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie roz¬ twory azotynu amonowego zawierajace 96*/§ azotynu amonowego i tylko 4°/t azotanu amo¬ nowego oraz wykazujace zawartosc amoniaku — wolnego lub zwiazanego z kwasem weglo¬ wym — tylko O^g/100 cm* roztworu. Roztwory te 'mozna zatem wprost, bez niedogodnosci sto¬ sowac do syntezy Raschiga. Zawartosc azotynu amonowego w roztworze moze byc dowolna i mozna ja latwo regulowac doprowadzajac w procesie tym, prowadzonym najkorzystniej w sposób ciagly, do obiegu kolowego, przez dy¬ sze strumieniowa, wode amoniakalna o róz¬ nym stezeniu albo tez tylko gazowy amoniak w odpowiedniej ilosci. Do wytwarzania czy¬ stych roztworów, azotynu amonowego mozna stosowac gazy o dowolnej zawartosci nitrozy.W skali wielkoprzemyslowej stosuje sie gazy z koncowego absorbera instalacji do wytwa¬ rzania kwasu azotowego, do których; w celu obnizenia stopnia utlenienia, dodaje sie nieu- tlenionego gazu pochodzacego wprost ze spala¬ nia amoniaku. Ten ostatni gaz mozna tez sam stosowac. Dalej mozna stosowac tlenek azotu, otrzymywany np. £rzez rozklad za pomoca kwasu azotowego azotynu sodowego lub wap¬ niowego otrzymywanego w wyniku koncowej alkalicznej absorpcji, który to rozklad przepro¬ wadza sie w celu zamiany azotynów, na azo¬ tany. Do tego wysokoprocentowego tlenku azotu dodaje sie, zaleznie od pozadanego stopnia utlenienia, odpowiednie ilosci powietrza lub tlenu* Zastosowanie energii kinetycznej strumienia uchodzacego z dyszy w celu intensywnego roz¬ drobnienia amoniakalnej cieczy absorbcyjnej w gazach nitrozowych przy produkcji azotynu amo¬ nowego, nie bylo dotychczas znane. Osiagniety przez to wynik, a mianowicie otrzymanie wod¬ nych roztworów azotynu amonowego, zawiera¬ jacych 96*/t azotynu, przy tylko 49/t azotanu amonowego, przez absorpcje gazów nitrozowych w slabo amoniakalnej cieczy absorpcyjnej, w temperaturach okolo + 20°C, byl nieoczekiwa¬ ny i trudny do przewidzenia przy dotychczas sowym stanie techniki. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania wodnych roztworów azo¬ tynu amonowego, o dowolnym stezeniu, z ga¬ zów nitrozowych, o niskim stopniu utleniania, oraz wodnych roztworów amoniaku lub jego soli weglanowych albo ich mieszanin, znamien¬ ny tym, ze amoniakalna ciecz absorpcyjna wtryskuje sie za pomoca dyszy strumieniowej na przyklad dyszy otworowej lub iglicowej do chlodzonej komory reakcyjnej pod nadcisnie¬ niem co najmniej 6 atm. w stosunku do cis¬ nienia gazów nitrozowych. VEB Leuna Werke „Walter Ulbricht" Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowy PL