RU2240977C1 - Sulfamic acid production process - Google Patents
Sulfamic acid production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240977C1 RU2240977C1 RU2003127163/15A RU2003127163A RU2240977C1 RU 2240977 C1 RU2240977 C1 RU 2240977C1 RU 2003127163/15 A RU2003127163/15 A RU 2003127163/15A RU 2003127163 A RU2003127163 A RU 2003127163A RU 2240977 C1 RU2240977 C1 RU 2240977C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfamic acid
- sulfuric acid
- acid
- recrystallization
- paste
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к усовершенствованному промышленному способу получения сульфаминовой кислоты, а именно к получению сульфаминовой кислоты из реакционной массы сульфирования мочевины олеумом.The invention relates to an improved industrial method for producing sulfamic acid, and in particular to the production of sulfamic acid from the reaction mass of urea sulfonation with oleum.
Сульфаминовая кислота применяется в качестве сырья в синтезе химических веществ и продуктов бытовой химии (марка А), в качестве технического чистящего средства для промывки промышленной аппаратуры и оборудования в пищевой и молочной промышленности (марка Б).Sulfamic acid is used as a raw material in the synthesis of chemicals and household products (grade A), as a technical cleaning agent for washing industrial equipment and equipment in the food and dairy industries (grade B).
Для получения сульфаминовой кислоты предложен ряд методов, включая методы, основанные на реакции гидроксиламмоний-сульфата с диоксидом серы, газофазной реакции аммиака с серным ангидридом, гидролизе диимидосульфоната аммония и др. Промышленный синтез сульфаминовой кислоты заключается во взаимодействии мочевины с триоксидом серы и серной кислотой, т.е. с олеумом:A number of methods have been proposed for producing sulfamic acid, including methods based on the reaction of hydroxylammonium sulfate with sulfur dioxide, a gas-phase reaction of ammonia with sulfuric anhydride, hydrolysis of ammonium diimidosulfonate, etc. Industrial synthesis of sulfamic acid consists in the interaction of urea with sulfur trioxide and sulfuric acid, t .e. with oleum:
NH2CONH2+SO3+H2SO4→ 2NH2SO3H+CO2 NH 2 CONH 2 + SO 3 + H 2 SO 4 → 2NH 2 SO 3 H + CO 2
Реакцию осуществляют, используя различные мольные избытки триоксида серы и серной кислоты, серная кислота служит также разбавителем в данном процессе. Сульфаминовая кислота имеет ограниченную растворимость в растворе серной кислоты, уменьшающуюся с ростом концентрации серной кислоты, и продукт сульфирования (сульфомасса) обычно представляет собой суспензию кристаллов сульфаминовой кислоты в концентрированной серной кислоте или слабом олеуме.The reaction is carried out using various molar excesses of sulfur trioxide and sulfuric acid, sulfuric acid also serves as a diluent in this process. Sulfamic acid has limited solubility in a sulfuric acid solution, decreasing with increasing concentration of sulfuric acid, and the sulfonation product (sulfomass) is usually a suspension of sulfamic acid crystals in concentrated sulfuric acid or weak oleum.
Для извлечения сульфаминовой кислоты из продукта сульфирования и ее очистки применяют способы, включающие разбавление сульфомассы, фильтрацию или центрифугирование суспензии, промывку осадка, перекристаллизацию.Methods are used to extract sulfamic acid from the sulfonation product and purify it, including diluting sulfomass, filtering or centrifuging the suspension, washing the precipitate, and recrystallizing.
В патенте США №3423174, С 01 В 21/54, опубл. 1969, сульфомассу от сульфирования мочевины 20%-ным олеумом смешивают с промывными водами от последующей противоточной промывки, получая суспензию сульфаминовой кислоты в 70-80%-ной серной кислоте, затем проводят трехкратную репульпацию и четырехкратную фильтрацию на барабанных вакуум-фильтрах. Выход целевого продукта 60-65%.In US patent No. 3423174, C 01 In 21/54, publ. 1969, the sulfomass from urea sulfonation with 20% oleum is mixed with the wash water from the subsequent countercurrent washing to obtain a suspension of sulfamic acid in 70-80% sulfuric acid, then triple repulpation and quadruple filtration on drum vacuum filters are carried out. The yield of the target product is 60-65%.
В патенте Великобритании №1068942, С 01 В 21/096, опубл. 1967, суспензию сульфаминовой кислоты, полученную сульфированием мочевины 24,7%-ным олеумом, подвергают фильтрации или центрифугированию, техническую сульфаминовую кислоту очищают перекристаллизацией из смеси воды и маточной жидкости, взятых в массовом соотношении примерно 1 часть воды на 4 части маточной жидкости. Получают чистую сульфаминовую кислоту с выходом 70-75% в пересчете на мочевину. Жидкость, отфильтрованная от суспензии, содержит примесь сульфаминовой кислоты и примерно 16% бисульфата аммония. Этот раствор, как полагает автор, может быть использован для получения удобрений.In UK patent No. 1068942, C 01 B 21/096, publ. 1967, a suspension of sulfamic acid obtained by sulfonation of urea with a 24.7% oleum is subjected to filtration or centrifugation, technical sulfamic acid is purified by recrystallization from a mixture of water and mother liquor, taken in a weight ratio of about 1 part water to 4 parts of mother liquor. Get pure sulfamic acid with a yield of 70-75% in terms of urea. The suspension filtered liquid contains an admixture of sulfamic acid and about 16% ammonium bisulfate. This solution, as the author believes, can be used to obtain fertilizers.
В способе по авт. свид. СССР №1414774, С 01 В 21/096, опубл. 1988, сульфомассу разбавляют до концентрации серной кислоты не менее 50%, отделяют на центрифуге пасту технической сульфаминовой кислоты, которую очищают перекристаллизацией при температуре не более 75%. Выход в пересчете на взятую мочевину составляет 80-84%. В приведенных примерах описана схема процесса, где предусмотрено разделение на три части технической пасты сульфаминовой кислоты, полученной с одной операции центрифугирования, первую порцию пасты кристаллизуют из подогретой воды, фильтруют и промывают холодной водой, а кристаллизацию следующих порций проводят, используя в качестве растворителя маточный раствор от предыдущего процесса кристаллизации. Полученный после проведения полного цикла маточный раствор, содержащий 6-13% сульфаминовой кислоты, 3-19% серной кислоты и 2,2-2,5% бисульфата аммония, возвращают на разбавление сульфомассы. Фильтрат от центрифугирования суспензии представляет собой серную кислоту (концентрация в зависимости от условий проведения процесса варьируется от 50 до 70%) с примесью сульфаминовой кислоты и бисульфата аммония.In the method according to ed. testimonial. USSR No. 1414774, C 01 B 21/096, publ. 1988, the sulfomass is diluted to a concentration of sulfuric acid of at least 50%, the paste of technical sulfamic acid is separated in a centrifuge, which is purified by recrystallization at a temperature of not more than 75%. The yield in terms of taken urea is 80-84%. The above examples describe the process scheme, which provides for the separation into three parts of a technical paste of sulfamic acid obtained from one centrifugation operation, the first portion of the paste is crystallized from heated water, filtered and washed with cold water, and the subsequent portions are crystallized using a mother liquor as a solvent from the previous crystallization process. The mother liquor obtained after a full cycle containing 6-13% sulfamic acid, 3-19% sulfuric acid and 2.2-2.5% ammonium bisulfate is returned to dilute sulfomass. The filtrate from the centrifugation of the suspension is sulfuric acid (the concentration depending on the process conditions varies from 50 to 70%) with an admixture of sulfamic acid and ammonium bisulfate.
В способе по патенту США 2191754, НКИ США 23-166, опубл. 1940, выход сульфаминовой кислоты удается довести до 90%, приведенный в описании оптимальный вариант осуществления способа включает проведение сульфирования мочевины 20-28%-ным олеумом в мягких условиях, т.е. при низкой температуре в течение длительного времени, фильтрацию продукта сульфирования, последовательную промывку и фильтрацию кристаллов сульфаминовой кислоты сперва 100%-ной серной кислотой, затем 50, 25, 10 и 7%-ной серной кислотой и водой, наконец, перекристаллизацию из горячей воды. Промывку осуществляют в непрерывном противоточном цикле.In the method according to US patent 2191754, NKI US 23-166, publ. 1940, the yield of sulfamic acid can be brought up to 90%, the optimal embodiment of the method described in the description involves the sulfonation of urea with 20-28% oleum under mild conditions, i.e. at low temperature for a long time, filtering the sulfonation product, sequentially washing and filtering the crystals of sulfamic acid, first with 100% sulfuric acid, then with 50, 25, 10 and 7% sulfuric acid and water, and finally, recrystallization from hot water. Washing is carried out in a continuous countercurrent cycle.
Таким образом, в известных способах для увеличения выхода сульфаминовой кислоты и получения ее в чистом виде применяют многократные операции промывки, фильтрации и перекристаллизации, что приводит к усложнению технологии, увеличению продолжительности производственного цикла, значительному объему кислых стоков и трудно утилизуемых отходов, даже с учетом возвращения в цикл ряда компонентов.Thus, in the known methods, to increase the yield of sulfamic acid and to obtain it in its pure form, multiple washing, filtration and recrystallization operations are used, which leads to a complication of the technology, an increase in the duration of the production cycle, a significant amount of acidic effluents and difficult to recycle waste, even taking into account the return into the cycle of a number of components.
Так, в способе по авт. свид. СССР №1414774, выбранном нами в качестве прототипа по совокупности существенных признаков, удельные (на 1 кг сульфаминовой кислоты - СК) расходы серной кислоты и утилизируемых кислых стоков составляют 1,5 кг Н2SO4/кг СК и 3,05 кг стоков/кг СК.So, in the method according to ed. testimonial. USSR No. 1414774, selected by us as a prototype for the totality of essential features, the specific (per 1 kg of sulfamic acid - SC) consumption of sulfuric acid and utilized acid effluents is 1.5 kg N 2 SO 4 / kg SC and 3.05 kg effluents / kg SK.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологии, увеличение выхода целевого продукта, снижение потерь серной кислоты и количества образующихся кислых стоков.The aim of the invention is to simplify the technology, increase the yield of the target product, reduce losses of sulfuric acid and the amount of acidic effluent generated.
Указанная цель достигается способом, в котором неразбавленную сульфомассу, полученную сульфированием мочевины олеумом и содержащую от 35 до 38 мас.% сульфаминовой кислоты, фильтруют, отфильтрованную пасту сульфаминовой кислоты подвергают перекристаллизации, используя подогретый до температуры не более 75° С (предпочтительно до 50-60° С) маточный раствор от предыдущих операций, содержащий 19-22 мас.% серной кислоты, взятый в массовом соотношении 6-8 частей раствора на 1 часть отфильтрованной пасты сульфаминовой кислоты. После охлаждения раствора до 15-20° С и фильтрации целевой продукт и маточный раствор, содержащий около 3% основного вещества и 25% серной кислоты, используют для последующих операций. Необходимую концентрацию серной кислоты в рециркулирующем маточном растворе поддерживают путем периодического отвода части этого раствора и добавления соответствующего количества воды.This goal is achieved by a method in which undiluted sulfomass obtained by sulfonation of urea with oleum and containing from 35 to 38 wt.% Sulfamic acid is filtered, the filtered sulfamic acid paste is subjected to recrystallization using heated to a temperature of not more than 75 ° C (preferably up to 50-60 ° C) the mother liquor from previous operations, containing 19-22 wt.% Sulfuric acid, taken in a mass ratio of 6-8 parts of the solution per 1 part of the filtered sulfamic acid paste. After cooling the solution to 15-20 ° C and filtering the target product and the mother liquor containing about 3% of the basic substance and 25% sulfuric acid, is used for subsequent operations. The required concentration of sulfuric acid in the recirculating mother liquor is maintained by periodically withdrawing part of this solution and adding the appropriate amount of water.
Фильтрат, полученный от фильтрования сульфомассы, представляет собой примерно 96%-ную серную кислоту с примесью не более 1% сульфаминовой кислоты и 2,5% бисульфата аммония, он находит применение в смежных производствах.The filtrate obtained from the filtration of sulfomass is approximately 96% sulfuric acid with an admixture of not more than 1% sulfamic acid and 2.5% ammonium bisulfate; it is used in related industries.
Выход сульфаминовой кислоты согласно способу составляет 82-85% в пересчете на мочевину. Качество готового продукта соответствует требованиям, предъявляемым к продукту марки А по ТУ 2121-083-05800142-2001: содержание основного вещества не менее 99%, содержание сульфат-ионов не более 0,3%.The yield of sulfamic acid according to the method is 82-85% in terms of urea. The quality of the finished product meets the requirements for a brand A product according to TU 2121-083-05800142-2001: the content of the main substance is not less than 99%, the content of sulfate ions is not more than 0.3%.
Удельные расходы утилизируемых кислых стоков и содержащейся в них серной кислоты составляют: 1,3-1,4 кг стоков/кг СК и 0,28-0,32 кг H2SO4/кг СК против 1,5 кг Н2SO4/кг СК и 3,05 кг стоков/кг СК в прототипе.The specific costs of utilized acid effluents and the sulfuric acid contained in them are: 1.3-1.4 kg effluent / kg SC and 0.28-0.32 kg H 2 SO 4 / kg SC versus 1.5 kg H 2 SO 4 / kg SC and 3.05 kg of effluent / kg SC in the prototype.
Очевидно, что способ по изобретению отличается от известных меньшим количеством стадий, использованием минимального количества единиц оборудования и обеспечивает получение целевого продукта с достаточно высоким выходом и качеством при минимальных энерго- и трудозатратах.Obviously, the method according to the invention differs from the known fewer stages, using a minimum number of units of equipment and provides the target product with a sufficiently high yield and quality with minimal energy and labor.
Предлагаемое количество раствора для перекристаллизации пасты сульфаминовой кислоты и концентрация в нем серной кислоты являются оптимальными, т.к. при использовании меньших или больших значений концентрации и объемов снижаются качественные показатели или выход готового продукта.The proposed amount of solution for recrystallization of sulfamic acid paste and the concentration of sulfuric acid in it are optimal, because when using smaller or larger values of concentration and volumes, the quality indicators or the yield of the finished product are reduced.
Схема производства сульфаминовой кислоты, на которой предлагаемый способ может быть реализован в промышленном масштабе, представлена на чертеже.The production scheme of sulfamic acid, on which the proposed method can be implemented on an industrial scale, is presented in the drawing.
Изобретение иллюстрируют, но не ограничивают следующие примеры. Проценты в примерах указаны массовые.The invention is illustrated, but not limited by, the following examples. The percentages in the examples are indicated by weight.
Пример 1.Example 1
Процесс получения сульфаминовой кислоты осуществляют на схеме, изображенной на чертеже 1834 кг сульфомассы, полученной сульфированием мочевины 24%-ным олеумом в сульфураторе 1 и содержащей 37% сульфаминовой кислоты, фильтруют на друк-фильтре 2. Получают 903,1 кг 75,15%-ной пасты сульфаминовой кислоты и в фильтрате 930,9 кг серной кислоты, содержащей 96,5% серной кислоты, 0,88% сульфаминовой кислоты и 2,1% бисульфата аммония. Фильтрат направляют на использование в смежном производстве. Пасту сульфаминовой кислоты направляют в кристаллизатор 3 и растворяют в 6310 кг подогретого до 70° С маточного раствора от предыдущих операций, содержащего 22% серной кислоты и 3,1% сульфаминовой кислоты. Затем раствор охлаждают до 15° С и фильтруют выделившиеся кристаллы сульфаминовой кислоты на том же друк-фильтре. Получают 680,8 кг крупнокристаллической сульфаминовой кислоты, содержащей 99,7% основного вещества. Выход в пересчете на мочевину составляет 84,5%.The process of producing sulfamic acid is carried out in the scheme shown in the drawing, 1834 kg of sulfomass obtained by sulfonation of urea with 24% oleum in sulfurator 1 and containing 37% sulfamic acid, is filtered on a filter 2. Receive 903.1 kg 75.15% - paste of sulfamic acid and in the filtrate 930.9 kg of sulfuric acid containing 96.5% sulfuric acid, 0.88% sulfamic acid and 2.1% ammonium bisulfate. The filtrate is sent for use in related production. A paste of sulfamic acid is sent to crystallizer 3 and dissolved in 6310 kg of a mother liquor from previous operations containing 22% sulfuric acid and 3.1% sulfamic acid, heated to 70 ° C. Then the solution is cooled to 15 ° C and the precipitated sulfamic acid crystals are filtered on the same filter. 680.8 kg of coarse-grained sulfamic acid are obtained, containing 99.7% of the basic substance. The yield in terms of urea is 84.5%.
Фильтрат в количестве 6532,3 кг, полученный после фильтрации перекристаллизованной сульфаминовой кислоты и содержащий около 3% основного продукта и 25% серной кислоты, собирают в сборник маточного раствора 4. Для поддержания в этом растворе концентрации серной кислоты 19-22% из сборника 4 отводят 925,4 кг фильтрата и вводят равновеликий объем воды. Раствор используют для последующих операций перекристаллизации.The filtrate in the amount of 6532.3 kg, obtained after filtration of recrystallized sulfamic acid and containing about 3% of the main product and 25% sulfuric acid, is collected in the mother liquor collection 4. To maintain the sulfuric acid concentration in this solution, 19-22% from the collection 4 is removed 925.4 kg of filtrate and an equal volume of water is introduced. The solution is used for subsequent recrystallization operations.
Примеры 2-5 проводят в аналогичных условиях, изменяя количество раствора для перекристаллизации пасты сульфаминовой кислоты и концентрацию в нем серной кислоты. Параметры процесса и полученные результаты представлены в таблице.Examples 2-5 are carried out under similar conditions, changing the amount of solution for recrystallization of sulfamic acid paste and the concentration of sulfuric acid in it. The process parameters and the results are presented in the table.
Использованные в таблице сокращения означают: С.К., % - содержание сульфаминовой кислоты, С.И., % - содержание сульфат-ионов в готовом продукте.The abbreviations used in the table mean: S.K.,% - content of sulfamic acid, S.I.,% - content of sulfate ions in the finished product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127163/15A RU2240977C1 (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Sulfamic acid production process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127163/15A RU2240977C1 (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Sulfamic acid production process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2240977C1 true RU2240977C1 (en) | 2004-11-27 |
Family
ID=34311224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003127163/15A RU2240977C1 (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Sulfamic acid production process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2240977C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104058373A (en) * | 2014-03-27 | 2014-09-24 | 荆门市熊兴化工有限公司 | Sulfamic acid production line |
| CN113401883A (en) * | 2021-07-12 | 2021-09-17 | 田雨 | Continuous reaction process and continuous reaction equipment for sulfamic acid |
| CN116002637A (en) * | 2022-12-31 | 2023-04-25 | 当阳德毅化工有限公司 | Continuous sulfamic acid production process and system |
-
2003
- 2003-09-08 RU RU2003127163/15A patent/RU2240977C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104058373A (en) * | 2014-03-27 | 2014-09-24 | 荆门市熊兴化工有限公司 | Sulfamic acid production line |
| CN113401883A (en) * | 2021-07-12 | 2021-09-17 | 田雨 | Continuous reaction process and continuous reaction equipment for sulfamic acid |
| CN113401883B (en) * | 2021-07-12 | 2023-03-17 | 烟台三鼎化工有限公司 | Continuous reaction process and continuous reaction equipment for sulfamic acid |
| CN116002637A (en) * | 2022-12-31 | 2023-04-25 | 当阳德毅化工有限公司 | Continuous sulfamic acid production process and system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE49370E1 (en) | Cyclic process for the production of taurine from monoethanolamine | |
| US5852211A (en) | Process for the conversion of the sodium salt of 2-keto-L-gulonic acid to the free acid | |
| CN103214388B (en) | A kind of recoverying and utilizing method of nitrating wasting acid | |
| US11254639B1 (en) | Cyclic process for producing taurine from monoethanolamine | |
| US11161808B1 (en) | Cyclic process for producing taurine from monoethanolamine | |
| RU2247112C2 (en) | Method for preparing 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid | |
| RU2240977C1 (en) | Sulfamic acid production process | |
| US20220073453A1 (en) | Cyclic Process for Producing Taurine from Monoethanolamine | |
| EP0014884B1 (en) | Process for working up waste water containing ammonium sulfate | |
| JP4896548B2 (en) | Method and apparatus for producing 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid | |
| SK280033B6 (en) | Process and device for preparing the non-toxic salts of 6-methyl-4-oxo-3,4-dihydro-1,2,3-oxathiazin-2,2-dioxide | |
| RU2348621C2 (en) | Method of obtaining 2-mercaptobenzothiazol | |
| US4138472A (en) | Process for obtaining coarsely crystalline pure ammonium sulfate | |
| CN112079793B (en) | Refining process and equipment for mass production of bentazone | |
| KR0163956B1 (en) | Process for direct isolation of captopril | |
| CN109836344B (en) | Method for producing glycine by organic solvent | |
| US4610853A (en) | Process for producing purified monoammonium phosphate from wet process phosphoric acid | |
| US2797216A (en) | Production of caprolagtam | |
| CN111662199A (en) | Refining method for recovering beta-aminopropionic acid | |
| RU2611011C1 (en) | Method for synthesis of ethylenediamine-n,n,n',n'-tetrapropionic acid | |
| JPH0418062A (en) | Treatment of hydrochloric acid, sulfuric acid and aqueous mother liquor containing hydroxylammonium salt and ammonium salt thereof | |
| CN1124248C (en) | Process for preparing muskxylol by chemical reaction on waste musk ketone dregs | |
| US3996336A (en) | Purification of phosphoric acid | |
| JPH0261409B2 (en) | ||
| SU535296A1 (en) | The method of purification of crude dodecalactam |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080909 |