PL97105B3 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest takze uzupelnienie rozwiazania wedlug opisu patento¬ wego Nr 88405 stosowanego w procesie produkcji silanczamu hydroksyloaminy, aby gaz oddzielony poza: reaikitoreim od cieczy reakcyjnej nie znajdo- wal sie w giraniicach wybuichbwcisci i lulb sklad jego uimoizLiwial niiszozenlie szkodliwych tlenków azotu przez spalanie gazu w pochodni wzglednie pozwalal na bezposrednia emisje do atmosfery.

Istota -wynalazku polega na tym, ze do proce¬ su produkcji siiairazialnu hydroksyloaminy droiga redutocji tlenku azotu wodorem' w srodowisku kwasu siarkowego* w obecnosci zawieszonego ka¬ talizatora stosuje sie wiodór z dodatktiem metanu ewentualnie do przestrzeni oddzielanie sie gazu imiesionego z ciecza lub przestrzeni bezposrednio z nia zwiazanej doiprowaidza sie metan wzglednie mieszanki glazowe zawierajace metan w ilosciach niezbednych do powstania mieszanek gazowych znajdujacych sie w obszarach niiewyibuahiowych oraz ilosciach zabezpieczajacych niszczenie tlenku azotu droga spadania. Odprowadzany gaz z prze¬ strzeni oddzielania sie gazu uniesionego z ciecza kieruje sie bezposrednio do atmosfery o ile jego sklad nie stanowi zagrozenia z punkltu widzenia ochrony srodowiska, badz spada sie np. w pochod¬ ni.

(Sposób wedlug wynalazku moze, byc stosowany niezaleznie od tego>, czy gaz oddzielany od cieczy odplywajacej z dolnej czesci realkitona podidaje sie dalszemu postepowaniu oddzielnie od gazu odlo¬ towego odbieranego z góamej czesci reaktora. Brak jest danych dotyczacych gramuic wyfbuchowosci ukladu cztenciskladiniikowego H2—GH4—'NO—N^O.

Droga porównania girainic wyfouichowosci ukla¬ dów toójskladnikowych H2—NO-^N^O oraiz CH4— —NO—N^O stwierdzono jednak, ze granice wy- bucshowoisci togo drugiego ukladu obejmuja zna¬ cznie mniejszy zakres stezen, z czeglo wnosi sie, ze dodatek CH4 do mieszaniny N2—NO—NgO wplywa na zmniejszenie obszaru wybuichowosei.

Okazaflo sie to równiez istotne ze wzgledu na to, ze dodatek metanu jest równoczesnie komzystny w wypadku, gdy oddzielone gazy winny byc na¬ stepnie niszczone droga spalania nip. w pochod¬ ni, zwlaszcza jesli wizkutek wysokiego prizereago- waoiia wodoru w procesie zawartosc wodoru oka¬ zala sde zbyt mala dla rozkladu NO i NgO.

Z dirugjiej strony metan czesto wystepuje jako sfclacjinifc technicznegio wodoru uzywanegb miedzy ¦inlnyimi do procesu redukcji tlenku azotu, zwlasz¬ cza jezeli zródlem wodoru sa gazy pochodzace z (pcpoesów obejlrniujacylch mletanizaqje tlenku wegla J|£? JJftzy odlotowe z syntezy amoniaku, ifepidlug dotychczasowych pogladów obecnosc metanu w wodorze stoisowianym do katalitycznych procesów uznawano za szkodlliwa ze wzgdedu nia iblokowanie powienziChni aktywnej katalizatora i obnizanie cisnienia parcjalnego sulbstraltów^ re- aukcji.

W -swietle eksperymentów okazalo sie jednak nieoczekiwanie, ze obecnosc metanu jest nieszko¬ dliwa dla przebiegu katalitycznej redukcji tlenku aizotu wodorem prowadzonej w roztworze kwasu siarkowego z zawieszonym kaitolizatoreim. Mozliwe stalo sie zatem równiez, aby role dodawanego do przestrzeni oddzielania sie gazu metanu zawezaja¬ cego granice wyfbulchowosici dla gaizu oddzielanego oid cieczy reakcyjnej pelnil czesciowo lulb calkowi¬ cie metan wprowadzany do ukladu z wodorem sluzacym jako surowiec do syntezy hydroksylo- iaminy lub jej soli. Ilosc dodawanego metanu do prizestirizeni oddzielania sie gaizu jak nip. do spe¬ cjalnego zbiornika jest stosunkowo niewielka, gdyz obszar wylbuchpwosci wystepujacych * miesza¬ nek z metanem ksztaltuje sie korzystnie. Oddziela¬ nie w dolnej czesci reaktora gaizy moga równiez sluzyc jako* zródlo 'otrzymywania czystego podtlen¬ ku azotu.

P r z y k l a d I. Proces katalitycznej redukcji tlenku azotu wodorem w srodowisku kwasu siar¬ kowego celem otrzymania siarczanu hydroksylo¬ aminy prowadzi sie w reaktorze barbotazowym, przez który przeplywa ciecz reakcyjna z zawieszo¬ nym katalizatoreim w kierunku z góry na dól. Ja¬ ko- katalizator stosuje sie platyne w ilosci 5°/o na¬ niesiona na drobno sprosizkowany grafit.

Do reaktora doprowadza sie gaz reakcyjny w postaci drobnych pecherzyków o srednicy 0,(5—1 mm wytwarzanych za pomoca odpowiedniegOi dystry¬ butora oraz rozcienlczjony 21% kwas siarkowy. Pa- inaimeitry pnacy reaktora sa tak dobrane, ze czesc gazu jest porywana wraz z ciecza ku dolowi re- laktora. Prowadzac proces w temperaturze 40°C przy cisnieniu 1,2 ata pnzy ustalonej wysokosci slupa cieczy w reaktorze z ukladu odprowadza sie roztwór siarczanu hydroksyloaminy zawierajacy niewielkie ilosci siarczanu amonu i kwasu siarko¬ wego. Gaz poreakcyjny odbiera sie z dwóch punk¬ tów tj. z górniej czesci reaktora oraz ze specjal¬ nego apaira/tu zalbudowanego na odplywie cieczy z •reaktora. f Gaz z górnej czesci reaktora jest cyrkulowany i ' ipo uzujpelnieniu swiezym gazem kierowany do pro¬ cesu.

Przy zastosowaniu 99'% NO oraz 99,8% H2 elek¬ trolitycznego w apairaicie zabudowanym na odply¬ wie cieczy z reaktora oddziela sie gaz gleboko przereagowany zawierajacy znalezne ilosci podtlen¬ ku azotu powstajacego- w wyniku reakcji ubocz¬ nych oraz azot, wodór i tlenek azotu o skladzie: H2 — il£,0% obj.

NO — 0,5% „ n2 — a4,i% „ n^o — ao,4% „ — 100,0% obj.

Powstala mieszanka znajduje sie w obszarze wy¬ buchowym, co nie pozwala na bezpieczne pro- 40 45 50 55 60 %97105 wadzenie procesu, a ilosci wodoru rniie wystarcza do zniszczenia tlenków azotu za pomoca spalania ich w pochodni.

'Puzyklad II. Proces otrzymywania siarcza¬ nu hya^oksyloamiiny prowadzi sie, jiak to opisano w przykladzie I z tym, ze zamiast wodoru elektro¬ litycznego stosuje sie wodór zawierajacy 2% me¬ tanu. W apairaioie zabudowanym ma doplywie cie¬ czy z reaktora oddziela sie wtedy gaz gleboko prizereagowany zawierajacy ojpróoz znacznych ilos¬ ci podtlenku aizotu powstajacych w wyniku reakcji ubocznych, metan, aizot, wodór i tlenek aizotu.

¦Sklad tego gazu ksztaltuje sie nastepujaco: H2 NO N2 CH4 N*0 — 1(2,0% obj. — 0,3% „ — 14,2% „ — 37,7% „% — <35#% „ — 100,0% Obj.

Gaz ten. spala sie w pochodni, przy ozym ule¬ gaja rozkladowi szkodliwe tlenki azotu. Sklad ga¬ zu znajduje sie daleko poza obszarem wyfbuchowos- ci.

Przyklad III. Proces katalitycznej redukcji tlenkiu azotu wodorem w srodowisku kiwiasu siar¬ kowego celem otrzymania siarczanu hydroksylo¬ aminy prowadzi sie w reaktorze barbotazowym jak opisano w przykladzie I z tym, ze do aparatu zabudowanego na odplywie cieczy z reaktora, gdzie oddziela sie gaz gleboko przereagowany o skla¬ dzie I, dodaje sie metan otrzymytwany przy roz¬ dziale purge gazu z instalacji syntezy amoniaku w ilosci 40 czesci objetosciowych na 100 czesci obje¬ tosciowe oddzielonego w tej czesci instalacji gazu.

Otrzymana mieszanka gazowa znajdujaca sie poza obszarem wybuchowosci kierowana jest do spalania w pochodni, gdzie uleigaja znisziczeinriu tlenki azo¬ tu.

Sklad imiesizanki: 1H.2 NO N2 N*0 CH4 — 10,71% obj. — 0,36% „ — 17,22% „ — 43,14% „ — 28,57% „ — 100,0% obj.

Przyklad IV. Proces katalitycznej redukcji tlenku azotu wodorem w srodowisku kwasu siar¬ kowego w celu otrzymywania siarczanu hydroksy¬ loaminy prowadzi sie w reaktorze barbotazowym w sposób opisany w przykladzie I, przy czyni do¬ biera sie tak parametry prowadzenia procesu, ze stezenie tlenku azotu w gazie oddzielajacym sie w aparacie zabudowanym na odplywie cieczy z reaktora wynosi ponizej 0,001%. Sklad tego gazu, który znajduje sie w obszarze wybuchowym, przed¬ stawia sie nastepujaco: 40 45 50 55 H2 NO N2 NjO — 50,0 % obj. — < 0,001% „ — 30,0 % „ — 20,0 % „ — 100,0 % obj.

Do aparatu zabudowanego na odplywie cieczy doprowadza sie purge gaz z syntezy amoniaku o okladzie: CH4 — N2 -, Air — H2 - ,0% obj. 1*8,0% „ 112,0% >, (50,0% „ 100,0% obj.

Ilosc dodawanego gazu wynosi 100 czesci objetos- iciowyioh na 100 czesci objetosciowych oddizielone- £lo w aparacie gazu, w wyniku cze)go otmzynnuje sie mieszanke o skladzie: 100,0 % Obj.

Otrzymana miesizanke gazowa o skladzie nie- wybuiohowym kieruje sie do wydmuchu.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe H2 NO N2 N20 CH4 — 50,0 % obj. — < 0,0005% „ — 24,0 % „ — 10,0 % „ — 10,0 % „

1. Sposób prowadzenia reakcji w ukladzie gaz- -ciecz w reaktorach barbotazowyah, zwlaszcza w procesach chemicznych prowadzonych z recyrku¬ lacja stirumieniia gazów opuisziczajacycih reaktor . i/lufo recyrkulacja cieczy opuszczajacej reaktor, wedlug patentu Nr 88405 znamienny tym, ze do procesu produkcji siarczanu hydrotasyloamiiny dro¬ ga redukcji tlenku azotu wodorem w srodowisku kwasu siarkowego w obecnosci zawieszonego ka¬ talizatora stosuje sie wodór z dodatkiem metanu ewentualnie, do przestrzeni oddzielania sie gazu uniesionego z ciecza lub przestrzeni bezposrednio iz nia zwiazanej, doprowadza sie metan wzglednie imieszanki gazowe zawierajace metan w ilosciach niezbednych do powstania mieszanek gazowych ¦znajdujacych sie w obszarach niewybuchowych oraz ilosciach zabezpieczajacych niszczenie tlenku azotu droga spalania.

2. Sposób prowadzenia procesu wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gaz z przestrzeni oddzielania isie gazu uniesionego z ciecza po uprzednim zmie¬ rzaniu z dodanym gazem odprowadza sie bezpo- * srednio do atmosfery, o ile jego sklad nie stawowi zagrozenia z punktu widzenia ochrony srodowiska, badz spalania sie np. w pochodni.