RU2279401C2 - Hydroxylamine sulfate production process - Google Patents
Hydroxylamine sulfate production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2279401C2 RU2279401C2 RU2004122497/15A RU2004122497A RU2279401C2 RU 2279401 C2 RU2279401 C2 RU 2279401C2 RU 2004122497/15 A RU2004122497/15 A RU 2004122497/15A RU 2004122497 A RU2004122497 A RU 2004122497A RU 2279401 C2 RU2279401 C2 RU 2279401C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitric acid
- concentration
- gas
- condensate
- ammonia
- Prior art date
Links
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу получения гидроксиламинсульфата, применяемого в производстве капролактама.The invention relates to the chemical industry, and in particular to a method for producing hydroxylamine sulfate used in the production of caprolactam.
В производстве гидроксиламинсульфата (ГАС) необходим концентрированный монооксид азота, получение которого каталитическим окислением аммиака в присутствии водяных паров неизбежно сопровождается образованием разбавленных растворов азотной кислоты. Утилизация разбавленных растворов азотной кислоты приводит к значительным капитальным и эксплуатационным затратам.In the production of hydroxylamine sulfate (HAC), concentrated nitrogen monoxide is required, the production of which by catalytic oxidation of ammonia in the presence of water vapor is inevitably accompanied by the formation of dilute solutions of nitric acid. Disposal of dilute nitric acid solutions results in significant capital and operating costs.
Известен способ получения ГАС, включающий приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, каталитическое окисление аммиака, стабилизацию состава нитрозного газа путем гидрирования на серебряно-марганцевом катализаторе, его двухстадийное концентрирование конденсацией паров воды [см. пат. РФ №2045471, МПК6 С 01 В 21/14, оп. 10.10.1995, Бюл. №28]. На первой стадии концентрирования нитрозного газа выделяют около 70% конденсата, содержащего азотную кислоту с массовой долей до 0,3%, на второй - образуется азотная кислота с массовой долей до 5-6%. Конденсат первой стадии направляют на разбавление серной кислоты. Конденсат второй стадии после упаривания до 40-45 мас.% нагревают до 300°С и смешивают с основным потоком нитрозного газа, поступающим на стабилизацию, а пары воды направляют на приготовление смеси аммиак, кислород, пар.A known method of producing a HAS, including the preparation of a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, catalytic oxidation of ammonia, stabilization of the composition of nitrous gas by hydrogenation on a silver-manganese catalyst, its two-stage concentration by condensation of water vapor [see US Pat. RF №2045471, IPC 6 С 01 В 21/14, op. 10/10/1995, Bull. No. 28]. At the first stage of concentration of nitrous gas, about 70% of the condensate containing nitric acid with a mass fraction of up to 0.3% is isolated, and at the second stage, nitric acid with a mass fraction of up to 5-6% is formed. The condensate of the first stage is directed to the dilution of sulfuric acid. The condensate of the second stage after evaporation to 40-45 wt.% Is heated to 300 ° C and mixed with the main stream of nitrous gas entering for stabilization, and water vapor is sent to prepare a mixture of ammonia, oxygen, steam.
Указанный способ позволяет утилизировать разбавленные растворы азотной кислоты, обеспечивая безотходную технологию производства ГАС, но сложен в управлении и недостаточно надежен в эксплуатации. Кроме того, в процессе двухступенчатой конденсации паров воды, содержащихся в нитрозном газе, безвозвратно теряется выделяющееся при этом тепло.The specified method allows you to utilize dilute solutions of nitric acid, providing waste-free technology for the production of gas, but is difficult to manage and not sufficiently reliable in operation. In addition, in the process of two-stage condensation of water vapor contained in a nitrous gas, the heat generated in this process is irrevocably lost.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ получения гидроксиламинсульфата, включающий приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, каталитическое окисление аммиака, стабилизацию состава нитрозного газа путем гидрирования на серебряно-марганцевом катализаторе, концентрирование нитрозного газа за счет конденсации водяных паров, смешение сконцентрированного нитрозного газа с водородом, смесью серной кислоты, воды, конденсата первой стадии концентрирования нитрозного газа, катализата после каталитического гидрирования азотной кислоты, каталитическое гидрирование азотной кислоты и синтез ГАС [см. Заявка ЕПВ №945401, МПК6 С 01 В 21/14, оп.29.09.1999 - прототип]. При этом также проводят двухстадийное концентрирование нитрозного газа. Отличается же он от вышеописанного тем, что конденсат второй стадии концентрирования нитрозного газа гидрируют в присутствии платинового катализатора. Получающийся при этом катализат, содержащий азотную кислоту с массовой долей более 0,45%, также используют для разбавления серной кислоты. Таким образом достигается безотходность технологии получения ГАС. Как и в вышеприведенном способе, тепло, выделяющееся при конденсации паров воды нитрозного газа, теряется безвозвратно. Кроме того, окисление аммиака при давлении, близком к атмосферному, приводит к необходимости сжатия нитрозного газа, что удорожает и осложняет управление и регулирование процесса производства ГАС.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed is a method for producing hydroxylamine sulfate, including the preparation of a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, catalytic oxidation of ammonia, stabilization of the composition of nitrous gas by hydrogenation on a silver-manganese catalyst, concentration of nitrous gas due to condensation of water vapor , mixing concentrated nitrous gas with hydrogen, a mixture of sulfuric acid, water, condensate of the first concentration stage n troznogo gas catalyzate after the catalytic hydrogenation of nitric acid, nitric acid, catalytic hydrogenation, and synthesis GAS [see. EPO application No. 945401, IPC 6 C 01 B 21/14, op.29.09.1999 - prototype]. In this case, a two-stage concentration of nitrous gas is also carried out. It differs from the above in that the condensate of the second stage of concentration of nitrous gas is hydrogenated in the presence of a platinum catalyst. The resulting catalysate containing nitric acid with a mass fraction of more than 0.45% is also used to dilute sulfuric acid. Thus, non-waste technology for producing GAS is achieved. As in the above method, the heat generated during the condensation of water vapor nitrous gas is lost irrevocably. In addition, the oxidation of ammonia at a pressure close to atmospheric, leads to the necessity of compression of nitrous gas, which increases the cost and complicates the management and regulation of the process of production of gas.
Сложность утилизации, как правило, связана с относительно низкой массовой долей азотной кислоты в конденсате второй ступени. Следствием этого является значительное колебание концентрации катализатора в реакторе гидрирования, так как он выводится из реактора непрерывно вместе с катализатом, а возвращается в него с фильтра периодически. И так как производительность реактора пропорциональна концентрации катализатора, колеблется и количество монооксида азота, поступающего на стадию синтеза ГАС, что усложняет регулирование процесса.The complexity of disposal, as a rule, is associated with a relatively low mass fraction of nitric acid in the condensate of the second stage. The consequence of this is a significant fluctuation in the concentration of the catalyst in the hydrogenation reactor, since it is continuously discharged from the reactor together with the catalyst, and is periodically returned to it from the filter. And since the performance of the reactor is proportional to the concentration of the catalyst, the amount of nitrogen monoxide entering the HAS synthesis stage also fluctuates, which complicates the regulation of the process.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование способа получения ГАС путем изменения схемы и параметров процесса в совокупности так, чтобы снизить капитальные и энергетические затраты на изготовление продукта, а также упростить управление и регулирование процессом.The objective of the present invention is to improve the method of producing GAS by changing the scheme and process parameters together so as to reduce capital and energy costs for the manufacture of the product, as well as to simplify process control and regulation.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения гидроксиламинсульфата, включающем приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, каталитическое окисление аммиака, стабилизацию состава нитрозного газа путем гидрирования на серебряно-марганцевом катализаторе, концентрирование нитрозного газа за счет конденсации водяных паров, смешение сконцентрированного нитрозного газа с водородом, смесью серной кислоты, катализата после каталитического гидрирования азотной кислоты, каталитическое гидрирование азотной кислоты и синтез ГАС, согласно изобретению каталитическое окисление аммиака осуществляют под давлением более 0,3 МПа, концентрирование нитрозного газа осуществляют в колонне дистилляции с подачей нитрозного газа в кипятильник колонны дистилляции, где азотнокислый конденсат концентрируют до массовой доли азотной кислоты до 8% за счет тепла конденсации водяных паров при концентрировании нитрозного газа, тепло образовавшегося при этом газообразного дистиллята используют для концентрирования ГАС до массовой доли 38%, а сам дистиллят, а также часть образующегося при концентрировании ГАС вторичного пара в виде конденсатов используют для разбавления серной кислоты, азотнокислый конденсат с массовой долей азотной кислоты до 8% подвергают каталитическому гидрированию.The problem is solved in that in a method for producing hydroxylamine sulfate, including the preparation of a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, catalytic oxidation of ammonia, stabilization of the composition of nitrous gas by hydrogenation on a silver-manganese catalyst, concentration of nitrous gas by condensation of water vapor, mixing concentrated nitrous gas with hydrogen, a mixture of sulfuric acid, catalysis after catalytic hydrogenation of nitric acid, catalytic hydrogenation of nitrogen acid and GAS synthesis, according to the invention, the catalytic oxidation of ammonia is carried out under a pressure of more than 0.3 MPa, the concentration of nitrous gas is carried out in a distillation column with the supply of nitrous gas to the boiler of the distillation column, where the nitric acid condensate is concentrated to a mass fraction of nitric acid up to 8% due to heat of condensation of water vapor during the concentration of nitrous gas, the heat of the gaseous distillate formed in this case is used to concentrate HAS to a mass fraction of 38%, and the distillate itself, and also a part of the secondary vapor formed during concentration of the HAS in the form of condensates is used to dilute sulfuric acid, nitric acid condensate with a mass fraction of nitric acid up to 8% is subjected to catalytic hydrogenation.
Осуществление каталитического окисления аммиака под давлением более 0,3 МПа позволяет исключить стадию сжатия нитрозного газа. При этом упрощается согласование работы стадий каталитического окисления аммиака и синтеза ГАС и автоматическое регулирование процессом, существенно снижаются капитальные затраты.The implementation of the catalytic oxidation of ammonia under a pressure of more than 0.3 MPa eliminates the stage of compression of nitrous gas. This simplifies the coordination of the stages of the catalytic oxidation of ammonia and synthesis of HAS and automatic process control, significantly reduced capital costs.
Благодаря использованию тепла конденсации водяных паров при концентрировании нитрозного газа концентрирование азотнокислого конденсата (АКК) и раствора ГАС до выбранных параметров процесса дает возможность достичь снижения энергетических затрат на изготовление конечного продукта.Due to the use of heat of condensation of water vapor during the concentration of nitrous gas, the concentration of nitric acid condensate (ACC) and the HAC solution to the selected process parameters makes it possible to achieve a reduction in energy costs for the manufacture of the final product.
Осуществление заявленного способа поясняется схемой, представленной на чертеже.The implementation of the claimed method is illustrated by the diagram shown in the drawing.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Для получения 1 тонны гидроксиламина (ГИАМ) в час в смесителе 1 приготавливают реакционную смесь из 681,5 кг/ч аммиака, 1711,3 кг/ч кислорода и 3352,4 кг/ч водяного пара и направляют в реактор 2, где на платиноидных сетках осуществляют парокислородную конверсию аммиака под давлением более 0,3 МПа (например, 0,3-0,35 МПа). Образовавшийся нитрозный газ (NOx) охлаждают в котловой части реактора до температуры 260÷280°С, смешивают в смесителе 3 с водородом и направляют в реактор 4 для стабилизации состава. Здесь избыточный кислород на серебряно-марганцевом катализаторе гидрируют в воду. Стабилизированный нитрозный газ охлаждают до температуры 150°С в котловой части реактора 4. Тепло реакций окисления аммиака и гидрирования кислорода используют для получения пара. Полученный нитрозный газ далее поступает в кипятильник 5 колонны 8 дистилляции азотнокислого конденсата, где он концентрируется конденсацией паров воды с выделением азотнокислого конденсата (АКК). Тепло конденсации водяных паров при концентрировании нитрозного газа в кипятильнике 5 используется для концентрирования в колонне дистилляции 8 АКК от массовой доли 1,4% до массовой доли 8%. Образующийся при этом газообразный дистиллят, содержащий азотную кислоту с массовой долей до 0,25%, поступает в теплообменник 9, куда в качестве охлаждающей жидкости подается раствор ГАС с массовой долей около 24%. Нагретый за счет конденсации водяных паров дистиллята раствор ГАС поступает далее в сепаратор 10, где под разрежением из раствора испаряются водяные пары при температуре 85°С. Сконцентрированный раствор содержит ГАС с массовой долей около 38%. Нитрозный газ после кипятильника 5 колонны дистилляции 8 поступает в теплообменник 6, где происходит конденсация остаточных паров воды с образованием азотнокислого конденсата с массовой долей 1,4% и охлаждение концентрированного нитрозного газа до 40°С, затем очищается от оксида азота (IV) в скруббере 7 и подается на стадию 14 синтеза ГАС в количестве 1066,1 кг/ч. Сконденсированный дистиллят с массовой долей азотной кислоты 0.25%, а также часть вторичного пара (ВП) после сепаратора 10 и конденсатора вторичного пара 11 направляются на разбавление концентрированой серной кислоты в стадию 12, а кубовый остаток из колонны дистилляции 8 с массовой долей азотной кислоты 7,8% в количестве 660,7 кг/ч (52,8 кг/ч моногидрата азотной кислоты) подается на установку 13 жидкофазного гидрирования в присутствии платинового катализатора. Получающийся при этом монооксид азота в количестве 23,6 кг/ч в смеси с водородом направляется на стадию 14 синтеза ГАС, а катализат, содержащий азотную кислоту с массовой долей около 0,5%, используют для разбавления серной кислоты. Хвостовые газы (ХГ) реакторов синтеза ГАС направляют на сжигание в рекуперативную установку 15.To obtain 1 ton of hydroxylamine (GIAM) per hour in mixer 1, a reaction mixture of 681.5 kg / h of ammonia, 1711.3 kg / h of oxygen and 3352.4 kg / h of water vapor is prepared and sent to reactor 2, where platinum nets carry out vapor-oxygen conversion of ammonia under a pressure of more than 0.3 MPa (for example, 0.3-0.35 MPa). The resulting nitrous gas (NOx) is cooled in the boiler part of the reactor to a temperature of 260 ÷ 280 ° C, mixed in a mixer 3 with hydrogen and sent to a reactor 4 to stabilize the composition. Here, excess oxygen on a silver-manganese catalyst is hydrogenated into water. The stabilized nitrous gas is cooled to a temperature of 150 ° C in the boiler part of the reactor 4. The heat of the reactions of oxidation of ammonia and hydrogenation of oxygen is used to produce steam. The resulting nitrous gas then enters the boiler 5 of the nitric acid condensate distillation column 8, where it is concentrated by condensation of water vapor with the release of nitric acid condensate (ACC). The condensation heat of water vapor during the concentration of nitrous gas in the boiler 5 is used to concentrate in a distillation column 8 ACC from a mass fraction of 1.4% to a mass fraction of 8%. The gaseous distillate formed in this process, containing nitric acid with a mass fraction of up to 0.25%, enters the heat exchanger 9, where a GAS solution with a mass fraction of about 24% is supplied as a cooling liquid. The HAS solution heated by condensation of the water vapor of the distillate goes further to the separator 10, where water vapor is evaporated from the solution at a temperature of 85 ° C under vacuum. The concentrated solution contains HAS with a mass fraction of about 38%. Nitrous gas after the boiler 5 of the distillation column 8 enters the heat exchanger 6, where the residual water vapor is condensed to form nitric acid condensate with a mass fraction of 1.4% and the concentrated nitrous gas is cooled to 40 ° C, then it is purified from nitric oxide (IV) in a scrubber 7 and is fed to stage 14 of the synthesis of HAS in the amount of 1066.1 kg / h The condensed distillate with a mass fraction of nitric acid of 0.25%, as well as part of the secondary steam (VP) after the separator 10 and the condenser of the secondary steam 11 are sent to dilute concentrated sulfuric acid in stage 12, and the bottom residue from the distillation column 8 with a mass fraction of nitric acid 7, 8% in the amount of 660.7 kg / h (52.8 kg / h of nitric acid monohydrate) is fed to the liquid-phase hydrogenation unit 13 in the presence of a platinum catalyst. The resulting nitrogen monoxide in an amount of 23.6 kg / h in a mixture with hydrogen is sent to stage 14 of the synthesis of HAC, and the catalysis containing nitric acid with a mass fraction of about 0.5% is used to dilute sulfuric acid. Tail gases (CG) of HAS synthesis reactors are sent for incineration in a recovery plant 15.
В таблице приведены данные, иллюстрирующие работу установки ГАС по заявляемому способу и прототипу.The table shows data illustrating the operation of the GAS installation according to the claimed method and prototype.
Как видно из данных таблицы, удельные затраты сырья на изготовление продукта практически одинаковы, однако в заявляемом способе исключается стадия сжатия нитрозного газа и получают ГАС с массовой долей 38% вместо 24,6% без дополнительных энергетических затрат; на стадии гидрирования используется азотная кислота с массовой долей 8% вместо 3,56%, что упрощает регулирование процесса.As can be seen from the table, the specific costs of raw materials for the manufacture of the product are almost the same, however, in the present method, the stage of compression of nitrous gas is excluded and GAS is obtained with a mass fraction of 38% instead of 24.6% without additional energy costs; At the hydrogenation stage, nitric acid is used with a mass fraction of 8% instead of 3.56%, which simplifies the regulation of the process.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2003087439 | 2003-08-06 | ||
UA2003087439A UA73639C2 (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | A method for producing hydroxylamine sulfate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004122497A RU2004122497A (en) | 2006-01-27 |
RU2279401C2 true RU2279401C2 (en) | 2006-07-10 |
Family
ID=35464656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004122497/15A RU2279401C2 (en) | 2003-08-06 | 2004-07-22 | Hydroxylamine sulfate production process |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2279401C2 (en) |
UA (1) | UA73639C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717515C1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-03-23 | Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" | Method of producing hydroxylamine sulphate |
-
2003
- 2003-08-06 UA UA2003087439A patent/UA73639C2/en unknown
-
2004
- 2004-07-22 RU RU2004122497/15A patent/RU2279401C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Производство капролактама./Под ред. В.И.Овчинникова, В.Р.Ручинского. - М.: Химия, 1977, с.154. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717515C1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-03-23 | Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" | Method of producing hydroxylamine sulphate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004122497A (en) | 2006-01-27 |
UA73639C2 (en) | 2005-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100622167B1 (en) | High productivity process to produce maleic anhydride from n-butane | |
US4280990A (en) | High pressure process for recovery of sulphur from gases | |
US20100254889A1 (en) | Method for producing sulfuric acid | |
SK3595A3 (en) | Method of elimination of sulphurous oxide from waste gases | |
RU2494092C2 (en) | Improved method for combined production of acrylonitrile and hydrogen cyanide | |
KR20090087474A (en) | Method for isolating n2o | |
US9776957B2 (en) | Zero emission urea process and plant | |
RU2279401C2 (en) | Hydroxylamine sulfate production process | |
RU2454403C1 (en) | Method of producing carbamide | |
US2046827A (en) | Production of urea and nitrogen oxides | |
RU2324645C2 (en) | Method of production of hydroxylamine sulphate | |
US20240182302A1 (en) | Process for recycling nitrogen oxides from nitrosyl sulfuric acid to produce concentrated or highly concentrated nitric acid and sulfuric acid | |
SU1402249A3 (en) | Method of separating ethylene glycol from glycol water | |
RU2717515C1 (en) | Method of producing hydroxylamine sulphate | |
RU2013128462A (en) | METHOD FOR PRODUCING NITRIC ACID | |
RU2241662C2 (en) | Hydroxylamine sulfate production process | |
RU2259940C1 (en) | Method for preparing hydroxylamine sulfate | |
CN112320819B (en) | Effective method for detoxifying cyanide-containing waste gases and waste waters in a process for producing alkali metal cyanides | |
RU2257339C1 (en) | Hydroxylamine sulfate preparation process | |
UA68638A (en) | Method for synthesizing hydroxylaminesulfate | |
RU2127224C1 (en) | Method of producing nitric acid | |
RU2287517C1 (en) | Process for producing formalin or urea-formaldehyde solution | |
US3607028A (en) | Process for the production of the dinitrogen tetroxide | |
RU2722307C1 (en) | Method of producing dinitrogen tetroxide | |
RU2071467C1 (en) | Process for preparing carbamide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100723 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20111110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140723 |