Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania soli hydroksyloaminy na drodze reakcji tlenku azotu z wodorem w obecnosci rozcienczonego roztworu kwasu mineralnego i katalizatora w postaci platyny naniesionej na kwasoodpornym nosniku.Ze szwajcarskiego opisu patentowego nr 453 316 znany jest ciagly sposób prowadzenia tego procesu w pionowym reaktorze. W sposobie tym doprowadza sie do reaktora ciecz reakcyjna z zawieszonym katalizato¬ rem, zmieszana uprzednio za pomoca aparatu strumieniowego z mieszanina gazowa zlozona z tlenku azotu i wodoru oraz roztwór kwasu mineralnego a odprowadza sie roztwór poreakcyjny.W przykladzie ilustrujacym zastosowanie powyzszego sposobu pokazanym na rysunku, fig. 2 podano rozwiazanie sposobu dodawania mieszanki gazowej zawierajacej tlenek azotu i wodór, która doprowadza sie lacznie z ciecza reakcyjna do reaktora. Przedstawiony sposób dodawania mieszanki gazowej, jak to wynika z podanych ilosci dodawanego tlenku azotu i wodoru oraz stezen siarczanu hydroksyloaminy i siarczanu amonu w roztworze reakcyjnym, polega na wprowadzaniu mieszaniny gazowej na nizej polozone poziomy przestrzeni reakcyjnej reaktora o skladzie odpowiadajacym wyzszemu stosunkowo NO : H2 niz w mieszaninie gazowej wprowadzanej na wyzej polozone poziomy przestrzeni reakcyjnej reaktora. Wada tego sposobu jest to, ze nie osiaga sie dobrych wydajnosci liczac na wprowadzony tlenek azotu, wodór i kwas siarkowy, ponadto ze wzgledu na powstawanie duzej ilosci produktów ubocznych wymaga wiekszego jednostkowego zuzycia surowców a takze odznacza sie stosunkowo mala wydajnoscia soli hydroksyloaminy z jednostki objetosci roztworu reakcyjnego w jednostce czasu.Celem wynalazku jest zmniejszenie wad sposobu dotychczasowego, czego dokonano przez wynalezienie nowego wzorca postepowania przy prowadzeniu tego rodzaju procesu.Sposób wedlug wynalazku polega na przestrzeganiu zasady polegajacej na tym, aby sredni stosunek stezen NO : H2 w mieszaninie gazowej doprowadzanej na nizsze poziomy przestrzeni reakcyjnej reaktora byl mniejszy niz w mieszaninie gazowej doprowadzanej na wyzsze poziomy przestrzeni reakcyjnej reaktora.Stosowanie aparatów strumieniowych nie jest konieczne. Roztwór rozcienczonego kwasu mineralnego mozna doprowadzac osobnymi przewodami do górnej czesci reaktora. Odprowadzanie roztworu poreakcyjnego2 92 371 mozna prowadzic poprzez filtr zanurzeniowy w dolnej czesci reaktora, Jub poprzez zewnetrzny uklad filtracyjny przy równoczesnym zawracaniu katalizatora do procesu.Praktyczne zastosowanie wynalazku oraz jego zalety wyjasniono blizej w ponizej podanych konkretnych przykladach. Przyklady i i II przedstawiaja prowadzenie procesu sposobem znanym iz stanu techniki, zas przyklady III i IV sposobem wedlug wynalazku.Przyklad i. Reaktor w ksztalcie walca o pojemnosci 12 rn3, wysokosci 8m napelnia sie 9 m3 rozcienczonego kwasu siarkowego o stezeniu 240 g/? i 180 kg 1% drobno sproszkowanego katalizatora. Do tego roztworu doprowaza sie 294,6 Nm3/godziny mieszaniny gazowej iteoku a?otu i wodoru okladajacej sie z 92,1 Nm3 NO i 202,5 Nm3 Hs, a wiec o stosunku MO : H2 =1 :2,2 przy czym 1/3 taj mieszaniny doprowa¬ dzana jest do reaktora za pomoca dwóch doprowadzen w dolnej czesci reaktora umieszczonych na wysokosci 0,5 m i 1,5 m od spodu reaktora g srednim stosunku NO : H2 - 1 :2,2, natomiast tlr.uga porcja mieszaniny reakcyjnej stanowiaca 1/3 ogólnej ilosci mieszanki o srednim stosunku NO : H2 = 1 :2,2 jest doprowadzana za pomoca jednego doprowadzenia w srodkowej czesci przestrzeni reakcyjnej reaktora na wysokosci 3 m liczac od postawy reaktora trzecia porcja gazowej mieszanki reakcyjnej stanowiaca pozostala I/3 czesc ogólnej mieszanki o srednim stosunku NO : H2 = 1 :2,2 jest doprowadzana w górnej czesci reaktora na wysokosci 5 m od dm reaktora. Przez roztwór przepuszcza sie w temperaturze 40°C mieszanke tlenku azotu i wodoru tak dlugo ~z ciecz w reaktorze osiagnie stezenie 41 g H2S04/LNastepnie proces prowadzi sie w sposób ciagly w temperaturze 40°C przy stalej zawartosci katalizatora i wolnego kwasu siarkowego, którego stezenie utrzymuje sie na poziomie 41 g H2SO4/L Ilosc cieczy reakcyjnej wynosi stale 9m3. Uklad pozostaje w równowadze, jezeli do reaktora doprowadza sie 0,931 m3/godzine kwasu siarkowego o stezeniu 240 g/1 i odprowadza 0,959 m3/godzine roztworu zawierajacego 270 kg siarczanu hydroksyloaminy 32,7 kg/NH4/2 S04 i 38,2 kg woinego H2SC4.Nieprzereagowany wodór i NO oraz wytworzone gazowe produkty uboczne odprowadza sie do komina i spala.Na produkcje I tony siarczanu hydroksyloaminy zuzywa sie: NO -457,0 kg H2 - 67,3 kg H2S04 -832,0 kg Ilosc ttenku* azotu przereagowanego w kierunku wytworzenie gazowych produktów ubocznych wynosi 6%.Wydajnosc z jednostki objetosci roztworu reakcyjnego wynosi 30 kg (NH2OH2 •H2S04/m3 godzine.Przyklad II. Proces prowadzi sie analogicznie, jak w przykladzie I w tym samym reaktorze, stosujac ta sama temperature, stezenie wolnego kwasu siarkowego w roztworze reakcyjnym oraz ilosc roztworu reakcyjnego i ilosc katalizatora, jak równiez doprowadzajac taka sama ogólna ilosc tlenku azotu i wodoru do reaktora w ciagu godziny o srednim stosunku objetosciowym NO : H2 = 1 :2,2. Zmienia sie natomiast sposób doprowadzenia mieszaniny tlenku azotu i wodoru.Doprowadzenie mieszaniny tlenku azotu i wodoru odbywa sie nastepujaco. W dolnej czesci reaktora na wysokosci 0,5 m i 1,5 m od jego dna za pomoca dwóch doprowadzen doprowadza sie mieszanke tlenku azotu i wodoru o srednim skladzie odpowiadajacym stosunkowi 1:1,8 w ilosci 30,7 Nm3 NO/godzine i 55,15 Nm3 H2/godzine. W srodkowej czesci przestrzeni reakcyjnej na wysokosci 3 m od dna reaktora doprowa¬ dza sie za pomoca jednego doprowadzania mieszanine tlenku azotu i wodoru o srednim skladzie odpowiadaja¬ cym stosunkowi 1 :2,3 w ilosci 307 Nm3 NO/godzine i 70,3 Nm3 H2/godzine Na wysokosci 5m liczac od podstawy reaktora doprowadza sie mieszanine tlenku azotu i wocloru o srednim skladzie odpowiadajacym stosunkowi 1 :2,5 w ilosci 30,7 Nm3 NO/godzine i 76,75 Nm3 H2/godzine Uklad pozostaje w równowadze, jezeli do reaktora doprowadza sie 0 887 m3/godzine kwasu siarkowego o stezeniu 240 g H2SC4/i i odprowaza 0,914 m3/godzine roztworu zawierajacego 245,7 kg siarczanu hydroksyloaminy, 40,7 kg siarczanu amonowego i 36,3 kg wolnego kwasu siarkowego.Wytworzone w procesie gazowe produkty uboczne oraz nieprzereagowany wodór i tlenek azotu odprowa¬ dza sie do komina i spala w pochodni. Przy tyrn sposobie doprowadzenia mieszaniny zawierajacej tlenek azotu — wodór na wytworzenie 1 tony siarczanu hydroksyloaminy zuzywa sie: NO - 502 kg H2 - 73,6 kg H2SÓ4 ~ 871 kg Ilosc tlenku azotu przereagowanego w kierunku wytworzenia gazowych produktów ubocznych wynosi %. Spada wydajnosc z jednostki objetosci roztworu reakcyjnego do 27,3 kg/NH2OH/2 •H2S04/m3 -godzine.Przykladni. Proces prowadzi sie w tym samym reaktorze co w przykladzie i i II stosujac ta sama ilosc roztworu reakcyjnego, taki sam rodzaj kwasu siarkowego, siezenie wolnego kwasu siarkowego w roztworze92371 3 reakcyjnym, ilosc i rodzaj katalizatora oraz temperature procesu. Równiez ogólna ilosc doprowadzonego tlenku azotu i wodoru do reaktora przypadajaca na jednostke czasu jest identyczna i wynosi 92,1 Nm3 NO/go¬ dzine* 1202r5 Nm3 H2/godzine o srednim stosunku objetosciowym NO : H2 = 1 :2,2.Inne sa natomiast srednie stosunki NO : H2 w doprowadzanych mieszaninach NO-H2 w poszczególnych czesciach reaktora. Itak w dolnej czesci reaktora doprowadza sie do niego za pomoca dwóch doprowadzen mieszanine tlenku azotu i wodoru o srednim skladzie odpowiadajacym stosunkowi NO : H2 = 1 :2,4 w ilosci ,7 Nm3 NO/godzine i 73,6 L)m3 H2/godzine. Na wysokosci 3m liczac od dna reaktora doprowadza sie mieszanke tlenku azotu i wodoru o srednim skladzie odpowiadajacym stosunkowi NO : H2 =1 :2 a mianowicie ,7 Nm3 NO/godzine i61,4Nm3 H2/godzine. Na wysokosci 5m liczac od dna reaktora wprowadza sie do x cieczy reakcyjnej mieszanine tlenku azotu i wodoru o srednim skladzie odpowiadajacym stosunkowi objetoscio¬ wemu NO : H2 = 1 : 2,2 w ilosci 30,7 Nm3 NO/godz1ne1 67,5 Nm3 H2/godzine Uklad pozostaje w równowadze, jezeli do reaktora doprowadza sie 0,950 m3/godzine rozcienczonego kwasu siarkowego o stezeniu 240 g H2S04/l i odprowadza 0,979 m3/godzine roztworu zawierajacego 283,5 kg siarczanu hydroksyloaminy, 27,1 kg siarczanu amonowego i 38,95 kg wolnego kwasu siarkowego.Nieprzereagowany wodór i tlenek azotu oraz wytworzone w procesie gazowe produkty uboczne odprowa¬ dza sie do komina i spala w pochodni.Przy tym sposobie doprowadzenia mieszaniny reakcyjnej osiaga sie znacznie lepsze wyniki niz przy poprzednio opisanych.Na wytworzenie 1 tony siarczanu hydroksyloaminy zuzywa sie: NO - 436,0 kg H2 - 63,8 kg H2SO4/100%) ^805,0 kg Ilosc tlenku azotu przereagowanego w kierunku wytworzenia gazowych produktów ubocznych jest tez mniejsza niz w poprzednio opisanych sposobach pracy i wynosi 6%. Zwiekszyla sie wydajnosc z jednostki objetosci roztworu reakcyjnego osiagajac 31,5 kg (NH2OH)2*H2S04/m3 godzine Przyklad IV. Proces prowadzi sie w tym samym reaktorze co w przykladach I, II i III stosujac ta sama ilosc roztworu reakcyjnego wynoszaca 9 m3, ilosc i rodzaj katalizatora, stezenie wolnego kwasu siarkowego w roztworze reakcyjnym oraz temperature procesu.Ogólna ilosc doprowadzonej gazowej mieszanki reakcyjnej skladajacej sie z NO i H2 wynosi jak w poprzed¬ nich przykladach 294,6 Nm3/godzine o stosunku objetosciowym NO : H2 = 1 :2,2. Inne sa jednak srednie stosunki objetosciowe w doprowadzanych mieszankach tlenku azotu i wodoru w poszczególnych czesciach reaktora.Na wysokosci 0,5 i1,5m liczac od dna reaktora doprowadza sie do reaktora za pomoca dwóch doprowadzen mieszanine tlenku azotu i wodoru o srednim skladzie odpowiadajacym stosunkowi objetosciowe mu NO : H2 - 1 : 2,4 w ilosci 30,7 Nm3 NO/godzine i 73,6 Nm3 H2/godzine.Mieszanine tlenku azotu i wodoru o srednim skladzie odpowiadajacym stosunkowi objetosciowemu NO : H2 =1 :2,2 w ilosci 30,7 Nm3 NO/godzine i 67,5 Nm3 H2/godzine doprowadza sie na wysokosci 3m liczac od dna reaktora. W doprowadzeniu usytuowanym na poziomie 5 m liczac od dna reaktora wprowadza sie do cieczy reakcyjnej za pomoca jednego iub kilku doprowadzen mieszanine tlenku azotu i wodoru o srednim skladzie odpowiadajacym stosunkowi objetosciowemu NO : H2 =• 1 :2 w ilosci 30,7 Nm3 NO/godzine i61,4Nm3 H2/godzine.Uklad pozostaje w równowadze, jezeli do reaktora doprowadza sie 0,952 m3/godzine rozcienczonego kwasu siarkowego o stezeniu 240 g H2S04/l i odprowadza 0,981 m3/godzine roztworu zawierajacego 287 kg siarczanu hydroksyloaminy, 24,5 kg siarczanu amonu i 39 kg wolnego kwasu siarkowego.Nieprzereagowany denek azotu i wodór oraz wytworzone w procesie gazowe produkty uboczne doprowa¬ dza sie do komina i spala w pochodni.Przy tym sposobie doprowadzenia mieszanki reakcyjnej osiaga sie najlepsze rezultaty Na wytworzenie 1 tony siarczanu hydroksyloaminy zuzywa sie: NO -430 kg H2 - 63 kg H2SO4(100%) -798 kg Ilosc tlenku azotu przereagowanego w kierunku wytwarzania gazowych produktów ubocznych wynosi 6%, a wydajnosc z jednostki objetosci roztworu reakcyjnego 31,9 kg (NH2OH)2 •H2S04/godzine Zalaczona tablica ilustruje, jak ksztaltuje sie zuzycie surowców, ilosc powstalych produktów ubocznych oraz wydajnosc objetosciowa procesu otrzymywania soli hydroksyloaminy w opisanych przykladach.4 92 371 Zuzycie tlenku azotu i wodoru na wytworzenie jednostki wagowej siarczanu hydroksyloaminy mozna dodatkowo zmniejszyc przez dodatkowa zastosowanie cyrkulacji gazów wylotowych gromadzacych sie w kóms! czesci reaktora. • godzine . 1 1 1 1 1 2.2 2,2 2,2 2,2 457 67,3 832 121 6 2 1 :1,8 1 :2,3 1 :2,5 1 :22 502 73,6 871 166 27.3 3 1 2A 1 :2.0 1 :2.2 1 :2,2 436 63,8 805 96 4 31.5 4 . 1 :2.4 1 2.2 1 :2J0. 1 :2.2 430 63 798 85 4 31J9 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl PL