RU2257340C1 - Hydroxylamine sulfate preparation process - Google Patents
Hydroxylamine sulfate preparation process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2257340C1 RU2257340C1 RU2003135515/15A RU2003135515A RU2257340C1 RU 2257340 C1 RU2257340 C1 RU 2257340C1 RU 2003135515/15 A RU2003135515/15 A RU 2003135515/15A RU 2003135515 A RU2003135515 A RU 2003135515A RU 2257340 C1 RU2257340 C1 RU 2257340C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synthesis
- hydroxylamine sulfate
- stage
- nitric acid
- ammonia
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу получения гидроксиламинсульфата (ГАС), применяемого в производстве капролактама.The invention relates to the chemical industry, and in particular to a method for producing hydroxylamine sulfate (GAS) used in the production of caprolactam.
Известен способ получения ГАС, включающий приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, каталитическое парокислородное окисление аммиака, смешение полученного нитрозного газа с водородом, стабилизацию нитрозного газа гидрированием избыточного кислорода в присутствии серебряно-марганцевого катализатора, его двухстадийное концентрирование конденсацией водяных паров, смешение концентрированного монооксида азота с водородом и синтез гидроксиламинсульфата в среде разбавленной серной кислоты. Конденсат второй стадии концентрирования нитрозного газа гидрируют водородом в присутствии платинового катализатора в жидкой фазе. Образующийся при этом чистый оксид азота (II) используют для синтеза ГАС, а продукт гидрирования с массовой долей азотной кислоты до 0,45% вместе с конденсатом первой ступени используют для разбавления концентрированной серной кислоты, обеспечивая тем самым безотходность технологии [заявка ЕПВ №0945401, МПК6 С 01 В 21/14, 1999 г.].A known method of producing a HAS, including the preparation of a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, catalytic vapor-oxygen oxidation of ammonia, mixing the obtained nitrous gas with hydrogen, stabilization of nitrous gas by hydrogenation of excess oxygen in the presence of a silver-manganese catalyst, its two-stage concentration by condensation of water vapor, mixing concentrated nitrogen monoxide with hydrogen and the synthesis of hydroxylamine sulfate in dilute sulfuric acid. The condensate of the second stage of concentration of nitrous gas is hydrogenated with hydrogen in the presence of a platinum catalyst in the liquid phase. The resulting pure nitric oxide (II) is used for the synthesis of HAS, and the hydrogenation product with a mass fraction of nitric acid up to 0.45% together with the condensate of the first stage is used to dilute concentrated sulfuric acid, thereby ensuring a waste-free technology [EPO application No. 0945401, IPC 6 C 01 B 21/14, 1999].
Достоинством такого способа является получение концентрированного оксида азота (II) и утилизация отходов производства в виде разбавленных растворов азотной кислоты.The advantage of this method is the production of concentrated nitric oxide (II) and the disposal of industrial waste in the form of dilute solutions of nitric acid.
Однако при стабилизации состава нитрозного газа гидрированием избыточного кислорода на серебряно-марганцевом катализаторе безвозвратно теряется оксид азота (II) и образуются азот и оксид азота (I), которые снижают эффективность работы стадии синтеза ГАС.However, when the composition of nitrous gas is stabilized by hydrogenation of excess oxygen on a silver-manganese catalyst, nitrous oxide (II) is irretrievably lost and nitrogen and nitric oxide (I) are formed, which reduce the efficiency of the GAS synthesis stage.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, включающий приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, каталитическое парокислородное окисление аммиака, смешение полученного нитрозного газа с водородом, стабилизацию нитрозного газа путем гидрирования на серебряно-марганцевом катализаторе избыточного кислорода на 70-75%, его двухстадийное концентрирование конденсацией паров воды, смешение концентрированного оксида азота (II) с водородом и синтез гидроксиламинсульфата в среде разбавленной серной кислоты.The closest to the claimed invention in technical essence and the achieved effect is a method comprising preparing a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, catalytic vapor-oxygen oxidation of ammonia, mixing the obtained nitrous gas with hydrogen, stabilization of nitrous gas by hydrogenation of excess oxygen on a silver-manganese catalyst on 70-75%, its two-stage concentration by condensation of water vapor, the mixing of concentrated nitric oxide (II) with hydrogen and the synthesis of hydro ilaminsulfata in dilute sulfuric acid medium.
Существенным отличием этого способа получения ГАС от вышеописанного является то, что на стадии стабилизации нитрозного газа избыточный кислород гидрируют на 70-75% вместо 90%. В результате этого на второй стадии концентрирования нитрозного газа образуется конденсат, содержащий в 1,5-2,5 раза больше азотной кислоты, чем в вышеописанном способе. При его жидкофазном гидрировании образуется, соответственно, больше чистого оксида азота (II). Кроме того, при гидрировании избыточного кислорода на 70-75% в процессе стабилизации нитрозного газа оксид азота (II) практически не теряется, и, следовательно, не образуются дополнительно инертные примеси, а объемная доля оксида азота (II) в концентрированном нитрозном газе на 2,3-2,5% больше, чем в вышеописанном способе [декларационный патент Украины №50681А, МПК7 С 01 В 21/14, 2002 г.].A significant difference between this method of producing GAS from the above is that at the stage of stabilization of nitrous gas, excess oxygen is hydrogenated by 70-75% instead of 90%. As a result of this, a condensate is formed in the second stage of concentration of nitrous gas, containing 1.5-2.5 times more nitric acid than in the above method. During its liquid-phase hydrogenation, correspondingly, more pure nitric oxide (II) is formed. In addition, when hydrogenation of excess oxygen by 70-75% during the stabilization of nitrous gas, nitric oxide (II) is practically not lost, and, therefore, additional inert impurities are not formed, and the volume fraction of nitric oxide (II) in concentrated nitrous gas is 2 , 3-2.5% more than in the above method [declaration patent of Ukraine No. 50681A, IPC 7 C 01 B 21/14, 2002].
Общим недостатком обоих вышеописанных способов является сложность схемы в целом, предусматривающей как стадию стабилизации состава нитрозного газа гидрированием части избыточного кислорода, так и стадию жидкофазного гидрирования конденсата второй ступени концентрирования нитрозного газа. Кроме того, схема отличается жесткой взаимосвязью между стадиями окисления аммиака и синтеза ГАС, обусловленной необходимостью сжатия оксида азота (II), что усложняет автоматическое регулирование процессом.A common drawback of both of the above methods is the complexity of the scheme as a whole, which includes both the stage of stabilization of the composition of nitrous gas by hydrogenation of a part of the excess oxygen and the stage of liquid-phase hydrogenation of the condensate of the second stage of concentration of nitrous gas. In addition, the scheme is characterized by a strict relationship between the stages of ammonia oxidation and synthesis of HAC, due to the need to compress nitric oxide (II), which complicates the automatic process control.
С целью исключения стадии сжатия нитрозного газа каталитическое окисление аммиака осуществляют при повышенном давлении до 0,4 МПа [Атрощенко В.И., Черкашин В.Н., Ушакова Н.М., Клещев Н.Ф. Изв. ВУЗ СССР. “Химия и химическая технология”, 1978, т.21, вып.6, с.868-870]. При этом упрощается согласование работы стадий окисления аммиака и синтеза ГАС и автоматическое регулирование процессом, существенно снижаются капитальные затраты.In order to eliminate the stage of compression of nitrous gas, the catalytic oxidation of ammonia is carried out at elevated pressure up to 0.4 MPa [Atroshchenko V.I., Cherkashin V.N., Ushakova N.M., Kleschev N.F. Izv. University of the USSR. “Chemistry and chemical technology”, 1978, v.21,
Однако при парокислородном каталитическом окислении аммиака под повышенным давлением до 0,4 МПа снижается выход оксида азота (II) на 1-1,5% и соответственно больше образуется инертных примесей, что увеличивает расходы сырья на изготовление продукта и снижает производительность стадии синтеза ГАС.However, in the case of vapor-oxygen catalytic oxidation of ammonia under increased pressure to 0.4 MPa, the yield of nitric oxide (II) decreases by 1-1.5% and accordingly, more inert impurities are formed, which increases the cost of raw materials for the manufacture of the product and reduces the performance of the GAS synthesis stage.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование способа получения ГАС путем изменения параметров процесса и технологической схемы так, чтобы снизить капитальные и удельные затраты на изготовление продукта, а также упростить регулирование и управление процессом.The aim of the present invention is to improve the method of producing GAS by changing the parameters of the process and technological scheme so as to reduce capital and specific costs for the manufacture of the product, as well as to simplify the regulation and control of the process.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения гидроксиламинсульфата, включающем приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, согласно изобретению, каталитическое парокислородное окисление аммиака и синтез ГАС осуществляют под повышенным давлением - более 0,25 МПа, при этом давление стадии окисления аммиака превышает давление стадии синтеза ГАС на величину, равную аэродинамическому сопротивлению оборудования и трубопроводов газового тракта между стадиями, концентрируют нитрозный газ путем конденсации паров воды, очищают от примесей оксида азота (IV), смешивают с водородом и синтезируют гидроксиламинсульфат в среде разбавленной серной кислоты, синтез ГАС осуществляют под давлением более 0,25 МПа. Азотнокислый конденсат, выделяющийся при концентрировании нитрозного газа, с массовой долей азотной кислоты 7-8,5% подвергают жидкофазному гидрированию в присутствии платинового катализатора. Получаемый при этом чистый оксид азота (II) в смеси с водородом направляют на стадию синтеза ГАС, а продукт гидрирования с массовой долей азотной кислоты до 0,45% используют для разбавления концентрированной серной кислоты, обеспечивая тем самым безотходную технологию.The problem is solved in that in the method of producing hydroxylamine sulfate, including the preparation of a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, according to the invention, the catalytic vapor-oxygen oxidation of ammonia and the synthesis of HAC are carried out under increased pressure of more than 0.25 MPa, while the pressure of the ammonia oxidation stage exceeds the pressure of the HAS synthesis stage by an amount equal to the aerodynamic resistance of the equipment and pipelines of the gas path between the stages, the nitrous gas is concentrated by condensation and water vapor purified of impurities of nitrogen oxide (IV), mixed with hydrogen and synthesize hydroxylamine in dilute sulfuric acid medium, HAS synthesis performed under pressure above 0.25 MPa. The nitric acid condensate released during the concentration of nitrous gas, with a mass fraction of nitric acid of 7-8.5%, is subjected to liquid-phase hydrogenation in the presence of a platinum catalyst. The resulting pure nitric oxide (II) in a mixture with hydrogen is sent to the GAS synthesis stage, and the hydrogenation product with a mass fraction of nitric acid up to 0.45% is used to dilute concentrated sulfuric acid, thereby providing a waste-free technology.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Реакционную смесь аммиака, кислорода и водяного пара, приготовленную в смесителе 1, направляют в реактор 2, где аммиак окисляют кислородом до оксида азота (II) под давлением более 0,25 МПа (например, 0,3-0,35 МПа). Тепло реакции окисления аммиака используют для получения пара, охлаждая нитрозный газ в котловой части реактора 2. Полученный нитрозный газ концентрируют, конденсируя пары воды в теплообменнике 3, очищают от примесей оксида азота (IV), промывая частью азотнокислого конденсата в аппарате 4, смешивают с водородом в смесителе 5 и направляют в каскад реакторов 6, где в среде разбавленной серной кислоты синтезируют ГАС под давлением более 0,25 МПа. Азотнокислый конденсат с массовой долей азотной кислоты 7-8,5% направляют в реактор 7, где в присутствии платинового катализатора гидрируют водородом. Образующуюся при этом смесь чистого оксида азота (II) и водорода смешивают с основным потоком концентрированного оксида азота (II). Продукт гидрирования с массовой долей азотной кислоты до 0,45% направляют в смеситель 8 для разбавления концентрированной серной кислоты. Отходящие газы из каскада реакторов 6 синтеза ГАС направляют в рекуперативно-экологическую установку 9.The reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor prepared in
Заявляемый способ получения ГАС поясняется схемой, приведенной на фиг.1, и, для сравнения, на фиг.2 представлена схема получения ГАС по прототипу.The inventive method of producing a GAS is illustrated by the scheme shown in figure 1, and, for comparison, figure 2 presents a diagram of a GAS of the prototype.
В таблице приведены данные, иллюстрирующие работу установки по заявляемому способу и, для сравнения, по прототипу.The table shows data illustrating the operation of the installation according to the claimed method and, for comparison, the prototype.
Из приведенных данных следует, что несмотря на снижение степени окисления аммиака в оксид азота (II) и повышенное образование инертных примесей на стадии окисления аммиака, суммарная доля оксида азота (II) в газе, поступающем на стадию синтеза ГАС, снижается незначительно, и соответственно незначительно снижается производительность стадии синтеза ГАС. Но при этом существенно упрощается схема процесса и автоматическое регулирование, а капитальные затраты на стадии окисления аммиака снижаются на 65-70%.From the above data, it follows that despite a decrease in the degree of oxidation of ammonia to nitric oxide (II) and an increased formation of inert impurities at the stage of ammonia oxidation, the total fraction of nitric oxide (II) in the gas entering the stage of synthesis of HAC decreases slightly, and accordingly, slightly decreases the performance of the stage of synthesis of GAS. But at the same time, the process scheme and automatic regulation are significantly simplified, and the capital costs at the stage of ammonia oxidation are reduced by 65-70%.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2003010463 | 2003-01-20 | ||
UA2003010463 | 2003-01-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003135515A RU2003135515A (en) | 2005-05-10 |
RU2257340C1 true RU2257340C1 (en) | 2005-07-27 |
Family
ID=35746733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003135515/15A RU2257340C1 (en) | 2003-01-20 | 2003-12-04 | Hydroxylamine sulfate preparation process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2257340C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690931C1 (en) * | 2018-12-24 | 2019-06-06 | Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" | Method of producing hydroxylamine sulphate |
-
2003
- 2003-12-04 RU RU2003135515/15A patent/RU2257340C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690931C1 (en) * | 2018-12-24 | 2019-06-06 | Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" | Method of producing hydroxylamine sulphate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003135515A (en) | 2005-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2749600C2 (en) | Method and unit for synthesis of nitric acid, method for improvement | |
EA034603B1 (en) | Process for the production of formaldehyde | |
EP4324549A1 (en) | Method for recycling unused gas in membrane reactor | |
DE102011016759A1 (en) | Preparing ammonia comprises conducting alkane dehydrogenation to produce hydrogen-rich stream, purifying the stream, optionally mixing purified nitrogen with hydrogen-rich stream, compressing the stream, preparing ammonia and liquefying | |
JP2003267725A (en) | Method of manufacturing ammonia, its apparatus and flue gas denitrification using the manufactured ammonia | |
US20240059637A1 (en) | Process and plant for producing methanol and synthesis gas | |
RU2257340C1 (en) | Hydroxylamine sulfate preparation process | |
RU2203214C1 (en) | Methanol production process | |
WO2023287294A1 (en) | Nitric acid production process and plant with oxygen supply unit | |
US20220111346A1 (en) | Reactor cascade and method for operating a reactor cascade | |
RU2257339C1 (en) | Hydroxylamine sulfate preparation process | |
UA60060A (en) | A process for producing hydroxylamine sulphate | |
RU2198838C1 (en) | Method of methanol producing | |
EA012595B1 (en) | A method of converting natural gas into fuels | |
CN110540177A (en) | method for preparing hydroxylamine salt through continuous multistage reaction | |
WO2008010743A1 (en) | Methanol producing method | |
RU2181117C2 (en) | Method of synthesis of methanol | |
RU2241662C2 (en) | Hydroxylamine sulfate production process | |
EP4209453A1 (en) | Dual pressure system for producing nitric acid and method of operating thereof | |
US8894960B2 (en) | Process for removing NO and N2O from gas mixtures | |
EP4074408A1 (en) | Improved cycle gas process for preparation of ethylene oxide from ethanol | |
RU2070865C1 (en) | Method of producing nitrogen oxides | |
RU2188790C1 (en) | Method of production of methanol | |
JPH04243845A (en) | Production of methanol from iron manufacture waste gas and coke oven gas | |
CN116535288A (en) | Carbon neutralization production process of adipic acid device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141205 |