RU2324645C2 - Method of production of hydroxylamine sulphate - Google Patents

Method of production of hydroxylamine sulphate Download PDF

Info

Publication number
RU2324645C2
RU2324645C2 RU2006101361/15A RU2006101361A RU2324645C2 RU 2324645 C2 RU2324645 C2 RU 2324645C2 RU 2006101361/15 A RU2006101361/15 A RU 2006101361/15A RU 2006101361 A RU2006101361 A RU 2006101361A RU 2324645 C2 RU2324645 C2 RU 2324645C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentration
condensate
nitrous
gas
concentrated
Prior art date
Application number
RU2006101361/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006101361A (en
Inventor
Абиль Абасович Мамедов (UA)
Абиль Абасович Мамедов
Иван Иванович Барабаш (UA)
Иван Иванович Барабаш
Ольга Викторовна Коноплина (UA)
Ольга Викторовна Коноплина
Original Assignee
Украинский государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (УкрГИАП)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Украинский государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (УкрГИАП) filed Critical Украинский государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (УкрГИАП)
Publication of RU2006101361A publication Critical patent/RU2006101361A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2324645C2 publication Critical patent/RU2324645C2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C11/00—Other nitrogenous fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/14—Hydroxylamine; Salts thereof
    • C01B21/1409—Preparation
    • C01B21/1418—Preparation by catalytic reduction of nitrogen oxides or nitrates with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/38—Nitric acid

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method includes preparation of reaction mixture, catalytic oxidation of ammonia under pressure more than 0.3 MPa, concentration of nitrous gas by condensation of water vapours, mixing of concentrated nitrous gas with hydrogen, mixture of sulphuric acid, water, condensate produced during concentration of nitrous gas, secondary steam condensate from concentration of HAS (hydroxylamine sulphate) and HAS synthesis. Heat of nitrous gas is used for concentration of nitrous acid condensate and HAS solution. Nitrous acid condensate is concentrated to mass concentration of nitrous acid 40% and released as finished product for mineral fertilizer manufacturing, HAS solution is concentrated to obtain mass concentration 40% using heat generated in condensation of distillate vapours formed during concentration of nitrous acid condensate.
EFFECT: reduction of capital expenses and energy consumption in product manufacturing.
1 tbl, 1 dwg

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.

Получение концентрированного монооксида азота, применяемого в синтезе ГАС, каталитическим окислением аммиака неизбежно сопровождается образованием разбавленных растворов азотной кислоты (см. пат. США 3110563, опубликованный 12.11.1963 г.), утилизация которых приводит к значительным капитальным и эксплуатационным затратам. В производстве ГАС применяют различные методы утилизации этих отходов. 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, смешение сконцентрированного нитрозного газа с водородом, смесью серной кислоты, воды, конденсата первой стадии концентрирования нитрозного газа, катализата после гидрирования конденсата второй стадии концентрирования нитрозного газа, каталитическое гидрирование этого конденсата в присутствии платинового катализатора и синтез ГАС (см. заявка ЕПВ №945401, МПК6 С01В 21/14, опубл. 1999 г.).The preparation of concentrated nitrogen monoxide used in the synthesis of HAS by the catalytic oxidation of ammonia is inevitably accompanied by the formation of dilute solutions of nitric acid (see US Pat. In the production of GAS, various methods of disposal of these wastes are used. 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, mixing concentrated nitrous gas with hydrogen, a mixture of sulfuric acid, water, condensate of the first stage of concentration of nitrous gas, catalysis after hydrogenation of the condensate of the second stage of concentration of nitrous gas, catalytic hydrogenation of this condensate in the presence of a platinum catalyst and synthesis of HAS (see application EPO No. 945401, IPC 6 СВВ 21/14, publ. 1999).

Таким образом достигается полная утилизация разбавленных азотнокислых стоков. Однако этот способ характеризуется сложностью в управлении и значительными капитальными и эксплуатационными затратами, обусловленными необходимостью стадий стабилизации нитрозного газа, его сжатия и каталитического гидрирования азотнокислого конденсата. Кроме того, тепло нитрозного газа при этом теряется безвозвратно.Thus, complete utilization of diluted nitric acid effluents is achieved. However, this method is characterized by complexity in management and significant capital and operational costs due to the need for stages of stabilization of nitrous gas, its compression and catalytic hydrogenation of nitric acid condensate. In addition, the heat of nitrous gas is lost irrevocably.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения ГАС, включающий приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, каталитическое окисление аммиака, стабилизацию получающегося нитрозного газа путем гидрирования на серебряно-марганцевом катализаторе, его двухстадийное концентрирование конденсацией паров воды (см. пат. РФ №2045471, МПК6 С01В 21/14, оп. 10.10.1995, Бюл. №28 - прототип). На первой стадии конденсации выделяется 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 направляется на разбавление серной кислоты, конденсат второй стадии после упаривания до 40-45% нагревают до 300°С и смешивают с основным потоком нитрозного газа, поступающего на стабилизацию, а пары воды направляют на приготовление смеси аммиак, кислород, пар. Как и в вышеприведенном случае, утилизация разбавленных азотнокислых стоков приводит к значительному усложнению схемы, ее ненадежности и существенным капитальным затратам.The closest in technical essence and the achieved effect is a method of producing GAS, including the preparation of a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, catalytic oxidation of ammonia, stabilization of the resulting nitrous gas by hydrogenation on a silver-manganese catalyst, its two-stage concentration by condensation of water vapor (see Pat. RF №2045471, IPC 6 СВВ 21/14, op. 10.10.1995, Bull. №28 - prototype). At the first stage of condensation, about 70% of the condensate containing nitric acid with a mass fraction of up to 0.3% is released, 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 sent to dilute sulfuric acid, the condensate of the second stage after evaporation to 40-45% 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. As in the above case, the disposal of dilute nitric acid effluents leads to a significant complication of the scheme, its unreliability and significant capital costs.

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование способа получения ГАС путем изменения схемы - исключения стадий каталитического гидрирования азотнокислого конденсата, стабилизации нитрозного газа и его сжатия - и параметров процесса так, чтобы снизить капитальные и эксплуатационные затраты и упростить управление и регулирование процессом.The objective of the present invention is to improve the method of producing GAS by changing the scheme — eliminating the stages of catalytic hydrogenation of nitric acid condensate, stabilizing nitrous gas and compressing it — and process parameters so as to reduce capital and operating costs and simplify process control and regulation.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения ГАС, включающем приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, каталитическое окисление аммиака, концентрирование нитрозного газа за счет конденсации водяных паров, смешение сконцентрированного нитрозного газа с водородом, смесью серной кислоты, воды, конденсата концентрирования нитрозного газа и синтез ГАС, согласно изобретению каталитическое окисление аммиака осуществляют под давлением более 0,3 МПа, тепло нитрозного газа используют для концентрирования азотнокислого конденсата и раствора ГАС, при этом азотнокислый конденсат концентрируют до массовой доли азотной кислоты не менее 40%, а раствор ГАС концентрируют до массовой доли 40% за счет тепла конденсации паров дистиллята, образующихся при концентрировании азотнокислого конденсата. Конденсат с массовой долей азотной кислоты около 40% выдается как готовый продукт и может быть использован в производстве минеральных удобрений.The problem is solved in that in a method for producing a gas-containing gas, which includes preparing a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, catalytic oxidation of ammonia, concentration of nitrous gas by condensation of water vapor, mixing concentrated nitrous gas with hydrogen, a mixture of sulfuric acid, water, concentration condensate nitrous gas and the synthesis of HAS, according to the invention, the catalytic oxidation of ammonia is carried out under a pressure of more than 0.3 MPa, the heat of nitrous gas is used for concentration nitrate condensate and a solution of HAC, while the nitric acid condensate is concentrated to a mass fraction of nitric acid of at least 40%, and the solution of HAC is concentrated to a mass fraction of 40% due to the heat of condensation of vapors of the distillate formed during the concentration of nitric acid condensate. Condensate with a mass fraction of nitric acid of about 40% is issued as a finished product and can be used in the production of mineral fertilizers.

На чертеже приведена схема, поясняющая заявляемый способ.The drawing shows a diagram explaining the inventive method.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Для получения 1 тонны гидроксиламина в час в смесителе 1 приготавливают реакционную смесь из 817,5 кг/час аммиака, 2052,6 кг/час кислорода и 4021 кг/час 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. Тепло реакции окисления аммиака используют для получения пара, охлаждая нитрозный газ в котловой части реактора 2. Полученный нитрозный газ (NOx) далее поступает в кипятильник 3 колонны 6 дистилляции азотнокислого конденсата, где конденсируются пары воды с выделением азотнокислого конденсата (АКК) и концентрируется нитрозный газ. Тепло конденсации паров воды используется для концентрирования азотнокислого конденсата от массовой доли 7-8,5% до массовой доли 40%. Образующийся при этом газообразный дистиллят, содержащий азотную кислоту с массовой долей до 0,25% поступает в теплообменник 7, куда в качестве охлаждающейся жидкости подается раствор ГАС с массовой долей около 24%. Нагретый за счет конденсации водяных паров дистиллята раствор ГАС поступает в сепаратор 8, где под разрежением из раствора испаряются водяные пары при температуре 60-85°С. Сконцентрированный раствор содержит ГАС с массовой долей около 40%. Нитрозный газ после кипятильника 3 колонны дистилляции 6 поступает в теплообменник 4, где происходит конденсация остаточных паров воды с образованием азотнокислого конденсата с массовой долей 7-8,5% и охлаждение концентрированного нитрозного газа до 40°С, затем он очищается от оксида азота (IV) в скруббере 5 и подается на стадию синтеза ГАС 11 в количестве 1092 кг/ час. Сконденсированный дистиллят с массовой долей азотной 0,25%, а также часть конденсата вторичного пара (ВП) после сепаратора 8 и конденсатора вторичного пара 9 направляются на разбавление концентрированной серной кислоты в стадию 10. Кубовый остаток из колонны дистилляции 6 с массовой долей азотной кислоты около 40% в количестве 1138 кг/час (455 кг/час моногидрата азотной кислоты) выдается как готовый продукт и может быть использован в производстве минеральных удобрений. Хвостовые газы (ХГ) реакторов синтеза ГАС направляют на сжигание в рекуперативную установку 15.To obtain 1 ton of hydroxylamine per hour in a mixer 1, a reaction mixture of 817.5 kg / h of ammonia, 2052.6 kg / h of oxygen and 4021 kg / h of water vapor is prepared and sent to reactor 2, where ammonia vapor-oxygen conversion is carried out on platinum networks under a pressure of more than 0.3 MPa, for example 0.3-0.35 MPa. The heat of the ammonia oxidation reaction is used to produce steam by cooling the nitrous gas in the boiler part of the reactor 2. The resulting nitrous gas (NOx) is then fed to the boiler 3 of the nitrate condensate distillation column 6, where water vapor is condensed to produce nitric acid condensate (NAC) and nitrous gas is concentrated . The heat of condensation of water vapor is used to concentrate nitric acid condensate from a mass fraction of 7-8.5% to a mass fraction of 40%. The gaseous distillate formed in this process containing nitric acid with a mass fraction of up to 0.25% enters the heat exchanger 7, where a GAS solution with a mass fraction of about 24% is supplied as a cooling liquid. The HAS solution heated by condensation of water vapor of the distillate enters the separator 8, where water vapor is evaporated from the solution at a temperature of 60-85 ° C under vacuum. The concentrated solution contains HAC with a mass fraction of about 40%. Nitrous gas after the boiler 3 of the distillation column 6 enters the heat exchanger 4, where the residual water vapor is condensed to form nitric acid condensate with a mass fraction of 7-8.5% and the concentrated nitrous gas is cooled to 40 ° C, then it is purified from nitric oxide (IV ) in a scrubber 5 and fed to the stage of synthesis of GAS 11 in the amount of 1092 kg / h. The condensed distillate with a mass fraction of nitric 0.25%, as well as a part of the condensate of the secondary steam (VP) after the separator 8 and the condenser of the secondary steam 9 are sent to dilute concentrated sulfuric acid in stage 10. The bottom residue from the distillation column 6 with a mass fraction of nitric acid of about 40% in the amount of 1138 kg / h (455 kg / h of nitric acid monohydrate) is issued as a finished product and can be used in the production of mineral fertilizers. Tail gases (CG) of HAS synthesis reactors are sent to combustion in a recovery plant 15.

Для сравнения в таблице 1 приведены данные, иллюстрирующие работу установки синтеза ГАС по заявляемому способу и прототипу.For comparison, table 1 shows data illustrating the operation of the installation of the synthesis of GAS according to the claimed method and prototype.

Как видно из таблицы, удельные затраты сырья на изготовление продукта выше, чем в прототипе. Но при этом в качестве продукта дополнительно получают азотную кислоту с массовой долей 40%, которую можно использовать для приготовления минеральных удобрений, а целевой продукт ГАС получают с массовой долей 40% вместо 24,6% без дополнительных энергетических затрат.As can be seen from the table, the specific cost of raw materials for the manufacture of the product is higher than in the prototype. But at the same time, nitric acid with a mass fraction of 40%, which can be used for the preparation of mineral fertilizers, is additionally obtained as a product, and the target GAS product is obtained with a mass fraction of 40% instead of 24.6% without additional energy costs.

ТаблицаTable   NH3 NH 3 O2 O 2 Н2OH 2 O NO из ап.5NO from ap. 5 NO в ст.11NO in Article 11 Н2 на гидр. O2 H 2 on hydr. O 2 Н2 в ст.11H 2 in Article 11 ΣH2 ΣH 2 40% АКК40% ACC HNO3 HNO 3 % ГАС% GAS Ед изм.Unit. кг/чkg / h кг/чkg / h кг/чkg / h кг/чkg / h кг/чkg / h кг/чkg / h кг/чkg / h кг/чkg / h кг/чkg / h кг/чkg / h %% По прототипу (пат. РФ №2045471)According to the prototype (US Pat. RF No. 2045471) 680680 17071707 33453345 10711071 10921092 17,517.5 128,1128.1 145,6145.6 -- -- 24,624.6 По заявляемому способуAccording to the claimed method 817,5817.5 2052,62052.6 40214021 10921092 10921092 -- 128,1128.1 128,1128.1 11381138 455455 4040

Claims (1)

Способ получения гидроксиламинсульфата (ГАС), включающий приготовление реакционной смеси аммиака, кислорода и водяного пара, каталитическое окисление аммиака, концентрирование нитрозного газа за счет конденсации водяных паров, смешение сконцентрированного нитрозного газа с водородом, смесью серной кислоты, воды, конденсата концентрирования нитрозного газа и синтез ГАС, отличающийся тем, что каталитическое окисление аммиака осуществляют под давлением более 0,3 МПа, тепло нитрозного газа используют для концентрирования азотнокислого конденсата и раствора ГАС, при этом азотнокислый конденсат концентрируют до массовой доли азотной кислоты не менее 40%, а раствор ГАС концентрируют до массовой доли 40% за счет тепла конденсации паров дистиллята, образующихся при концентрировании азотнокислого конденсата.A method for producing hydroxylamine sulfate (HAC), including the preparation of a reaction mixture of ammonia, oxygen and water vapor, catalytic oxidation of ammonia, concentration of nitrous gas by condensation of water vapor, mixing concentrated nitrous gas with hydrogen, a mixture of sulfuric acid, water, nitrous gas concentration condensate and synthesis GAS, characterized in that the catalytic oxidation of ammonia is carried out under a pressure of more than 0.3 MPa, the heat of nitrous gas is used to concentrate nitric acid to of the condensate and HAS solution, while the nitric acid condensate is concentrated to a mass fraction of nitric acid of at least 40%, and the HAS solution is concentrated to a mass fraction of 40% due to the heat of condensation of the distillate vapor formed during the concentration of nitric acid condensate.
RU2006101361/15A 2003-08-06 2004-05-18 Method of production of hydroxylamine sulphate RU2324645C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003087438 2003-08-06
UA2003087438A UA73638C2 (en) 2003-08-06 2003-08-06 A method for producing hydroxylaminesulfate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006101361A RU2006101361A (en) 2006-07-10
RU2324645C2 true RU2324645C2 (en) 2008-05-20

Family

ID=34134568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006101361/15A RU2324645C2 (en) 2003-08-06 2004-05-18 Method of production of hydroxylamine sulphate

Country Status (5)

Country Link
PL (1) PL209559B1 (en)
RU (1) RU2324645C2 (en)
SK (1) SK288233B6 (en)
UA (1) UA73638C2 (en)
WO (1) WO2005014473A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1673505A1 (en) * 1989-01-24 1991-08-30 Гродненское производственное объединение "Азот" им.С.О.Притыцкого Method of producing hydroxylamine sulfate
RU2045471C1 (en) * 1991-08-07 1995-10-10 Украинский государственный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза Method and apparatus for obtaining hydroxilamine sulfate
DE4132800A1 (en) * 1991-10-02 1993-04-08 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING HYDROXYLAMMONIUM SULFATE

Also Published As

Publication number Publication date
UA73638C2 (en) 2005-08-15
SK288233B6 (en) 2014-12-04
SK432006A3 (en) 2006-08-03
WO2005014473A1 (en) 2005-02-17
RU2006101361A (en) 2006-07-10
PL379371A1 (en) 2006-08-21
PL209559B1 (en) 2011-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109890788B (en) Integrated process of urea and urea-ammonium nitrate
JP2019537606A (en) Integrated process and plant for the production of urea and UAS (urea-ammonium sulfate) mixtures
SK3595A3 (en) Method of elimination of sulphurous oxide from waste gases
CN86105256A (en) The method for preparing the urea element
CN112028089A (en) Ammonium nitrate production device and method
RU2324645C2 (en) Method of production of hydroxylamine sulphate
RU2279401C2 (en) Hydroxylamine sulfate production process
SU1402249A3 (en) Method of separating ethylene glycol from glycol water
EP1791787A1 (en) Method for the production of hydrocyanic acid
RU2454403C1 (en) Method of producing carbamide
RU2013128462A (en) METHOD FOR PRODUCING NITRIC ACID
RU2203214C1 (en) Methanol production process
RU2717515C1 (en) Method of producing hydroxylamine sulphate
RU2259940C1 (en) Method for preparing hydroxylamine sulfate
US3362786A (en) Sulfur trioxide production
RU2241662C2 (en) Hydroxylamine sulfate production process
RU2127224C1 (en) Method of producing nitric acid
RU2071467C1 (en) Process for preparing carbamide
RU2287517C1 (en) Process for producing formalin or urea-formaldehyde solution
CN218145890U (en) Device for producing sodium bicarbonate by using carbon dioxide in lime pit gas
RU2257340C1 (en) Hydroxylamine sulfate preparation process
JPS6129943B2 (en)
CN220385810U (en) System for separating and purifying bio-based piperidine
RU2722307C1 (en) Method of producing dinitrogen tetroxide
RU2233849C1 (en) Method for preparing carbamide-formaldehyde concentrate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100519

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20111110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140519