UA78451C2 - Method of obtaining salts of hydroxylamine - Google Patents

Method of obtaining salts of hydroxylamine Download PDF

Info

Publication number
UA78451C2
UA78451C2 UAA200510861A UAA200510861A UA78451C2 UA 78451 C2 UA78451 C2 UA 78451C2 UA A200510861 A UAA200510861 A UA A200510861A UA A200510861 A UAA200510861 A UA A200510861A UA 78451 C2 UA78451 C2 UA 78451C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
stirrer
reactor
blade
obtaining
salts according
Prior art date
Application number
UAA200510861A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Domo Caproleuna Gmbh
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 Domo Caproleuna Gmbh filed Critical Domo Caproleuna Gmbh
Publication of UA78451C2 publication Critical patent/UA78451C2/uk

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • B01J8/222—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid in the presence of a rotating device only
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2336—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer
    • B01F23/23362—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer the gas being introduced under the stirrer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F35/93—Heating or cooling systems arranged inside the receptacle
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0422—Numerical values of angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1123—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades sickle-shaped, i.e. curved in at least one direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/118—Stirrers in the form of brushes, sieves, grids, chains or springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/192—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with dissimilar elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/00141—Coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823—Mixing elements
    • B01J2208/00831—Stationary elements
    • B01J2208/0084—Stationary elements inside the bed, e.g. baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823—Mixing elements
    • B01J2208/00858—Moving elements
    • B01J2208/00867—Moving elements inside the bed, e.g. rotary mixer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/0025—Foam formation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Опис винаходу
Винахід стосується способу одержання солей гідроксиламіну шляхом каталітичного відновлення монооксиду 2 азоту воднем у розведеному водному розчині неорганічної кислоти в присутності суспендованого платинового каталізатора на носії за декілька стадій, що здійснюються послідовно.
Безперервне одержання солей гідроксиламіну шляхом каталітичного відновлення монооксиду азоту воднем у розведеному водному розчині неорганічної кислоти в присутності суспендованих благородних металів у якості каталізатора є відомим промисловим способом, вже описаним в патенті ОЕ 1177118; відповідно до цього 70 способу водний розчин неорганічної кислоти, що містить каталізатор у вигляді суспензії, типово піддають за кілька послідовних стадій (каскадів) обробці сумішшю монооксиду азоту і водню, яка проводиться на кожній стадії реакції, а на останній стадії відбирається розчин солі гідроксиламіну, що містить каталізатор.
Хоча цей спосіб у принципі виправдовує себе, існує потреба ще підвищити продуктивність існуючих промислових установок і мінімізувати утворення небажаних побічних продуктів, таких як закис азоту, азоті 72 солі амонію, що приводить до зниження виходу солі гідроксиламіну. Підвищення концентрації закису азоту приводить також до утворення вибухонебезпечних сумішей. Утворення піни на поверхні реакційної суміші також має негативний вплив.
В зв'язку з цим вже було проведено багато досліджень по удосконаленню процесу. Так, з опису патенту ОЕ 2736906 В1 відомий спосіб одержання солей гідроксиламіну, при якому вдається шляхом збільшення кількості платинового каталізатора на графітовому носії підвищити швидкість реакції відновлення таким чином, щоб досягти істотно більш високого виходу монооксиду азоту з одиниці об'єму за одиницю часу (тобто більшої продуктивності).
Однак недолік цього способу полягає у підвищеній втраті платини. Крім того, необмежене збільшення кількості каталізатора впливає на швидкість потоку та здатність суспензії до фільтрування. с 29 Відповідно до опису патенту ОЕ 3713733 відомий спосіб одержання солей гідроксиламіну, при якому Ге) утворення побічних продуктів значно знижене за рахунок застосування платинового каталізатора на носії, частково отруєного сіркою і додатково селеном, причому осадження металевої платини на носій з водного розчину, що містить платину, відбувається за допомогою відновника в присутності органічних хелатуючих агентів. --
Недоліком при цьому є невиправдано ускладнене одержання каталізатора. ою
З опису патенту ОЕ 3130305 А1 відомий спосіб одержання солей гідроксиламіну, у якому запобігають або принаймні істотно знижують утворення піни на поверхні реакційної суміші шляхом відповідного обмеження вмісту З тонкодисперсної фракції в платиновому каталізаторі на носії, або шляхом обприскування поверхні реакційної с суміші реакційною сумішшю і/або введеною ззовні неорганічною кислотою, або шляхом додавання піногасника. 3о Недолік цього способу полягає в тому, що в ході експлуатації каталізатора відносно швидко утворюється в занадто висока, в порівнянні з гранично припустимою, частка тонкодисперсної фракції, або потрібні значні технологічні витрати на обприскування поверхні реакційної суміші. Крім того, у багатьох випадках, наприклад, при виробництві капролактаму, додавання сторонніх агентів-піногасників виключається через їхній вплив на « стабільність процесу і якість продукту при подальшій обробці солей гідроксиламіну. З
Важливе значення при дослідженні можливості підвищення продуктивності шляхом збільшення швидкості с реакції і підвищення селективності перетворення до утворення солей гідроксиламіну за рахунок значного з» зниження утворення побічних продуктів, одержав режим підведення неорганічної кислоти, для чого було розроблено кілька варіантів.
Так, у описі патенту ОЕ 3107702 викладений спосіб одержання солей гідроксиламіну, у якому на останній стадії реакції підтримують визначене значення рН шляхом регулювання кількості підведеного ззовні свіжого і водного розчину неорганічної кислоти на першу стадію реакції. У такий спосіб запобігають утворенню вибухової
Ге | суміші газів, що відходять, а на останній стадії реакції - збільшенню утворених побічних продуктів.
У наступному, описаному в патенті ОЕ 4132800 способі одержання сірчанокислого гідроксиламіну, шк підведення сірчаної кислоти є дробовим, і здійснюється переважно таким чином, що на першу стадію реакції с 20 подають розведену сірчану кислоту, а на одну або кілька наступних стадій подають концентровану сірчану кислоту, причому вміст вільної сірчаної кислоти на останній стадії реакції може бути істотно зниженим. ть З опису патенту ОЕ 10062325 відомий схожий спосіб одержання солей гідроксиламіну, відповідно до якого потік розведеного водного розчину неорганічної кислоти перед підведенням на кілька наступних реакційних стадій розділлють щонайменше на два часткових потоки і при цьому кількість підведеної кислоти переважно 29 регулюють за значенням рН на останній стадії реакції, на якій вводять другий частковий потік кислоти.
ГФ) Усі три зазначених запатентованих способи, що відносяться до підведення кислоти, є, незважаючи на наявні переваги, незадовільними, тому що вони зв'язані з ускладненням промислового устаткування й, у випадку о використання вимірювання значень рН для регулювання, також негативно впливають на стабільність процесу.
Тому було поставлене технологічне завдання розробити спосіб одержання солей гідроксиламіну, при якому 60 простим способом досягається найбільш можливо висока швидкість реакції й усуваються зазначені недоліки, зокрема ті, що стосуються безпеки.
Поставлена задача вирішується способом одержання солей гідроксиламіну шляхом взаємодії водню з оксидом азоту (МО) при мольному надлишку водню у водному розчині сильних неорганічних кислот в присутності суспендованого каталізатора на основі благородних металів на вуглецевому носії при надлишковому тиску до 10 бо бар і температурах до 802С у реакторі змішування з валом мішалки і лопатками мішалки, укріпленими на ньому обтискною втулкою через несучу поверхню або несучий диск, причому сіль гідроксиламіну, що утворюється, безперервно виводиться з реактора, при цьому відповідно до винаходу - у нижній частині реактора змішування розміщена система підведення і розподілу газу, - безпосередньо над нею знаходиться дискова мішалка, у якої навколо втулки з несучою поверхнею або несучим диском знаходяться кутові, увігнуті і встановлені радіально одна навпроти іншої лопатки мішалки, що своїми кутами або увігнутими сторонами обертаються в напрямку руху (тобто рухаються своїми увігнутими сторонами назустріч рідині), і - у верхній частині реактора змішування на валу мішалки встановлена дволопатева плосколопатева мішалка, 7/0 Кожна лопать якої складається з окремих пластин, встановлених з відхиленням під кутом від О до 30 2 до осі лопаті, що при своєму обертанні постійно зволожують кришку реактора.
Для реакції в якості сильної неорганічної кислоти застосовується, зокрема, сірчана кислота, і таким чином одержують сірчанокислий гідроксиламін. З причин сильної реакційної здатності і корозійності переважно застосовують 4-5-нормальний водний розчин сірчаної кислоти, концентрація якої знижується під час реакції.
Реакцію проводять цілеспрямовано при охолодженні реакційного середовища при температурах у діапазоні від ЗО до 802С, особливо переважно від 40 до 6020.
Як правило, водень і монооксид азоту на кожній стадії застосовують у мольному співвідношенні 1,9-2,0 до 1,0.
Реакцію проводять при підвищеному тиску в діапазоні від 1,0 до 10 бар, причому гарні результати досягаються вже в інтервалі від З,0 до 5,0 бар.
Як каталізатор для відновлення монооксиду азоту застосовують платину, яка переважно в кількості від 0,1 до 0,5мас.9о нанесена на графіт, що має середній діаметр часток від ЗО до 8Омкм. Цей нанесений каталізатор використовують у водному розчині сірчаної кислоти в тонкоподрібненій суспендованій формі в концентрації в діапазоні від 7 до Б5Ог/л.
З останньої з послідовних стадій реакції відводять реакційну суміш, що містить суспендований каталізатор, Га
З концентрацією сірчанокислого гідроксиламіну від 280 до ЗО0Ог/л (24-25,5мас.9о).
Переважно застосовують кільцеву систему введення і розподілу газу. о
Відповідно до винаходу, суміш газів, що складається з монооксиду азоту і водню, вводять у водний розчин сірчаної кислоти, що містить суспендований платиновий каталізатор на носії, таким чином, щоб бульбашки газу виходили з кільцевої системи введення і розподілу газу, що застосовується, тонкодиспергованими (середній -- діаметр бульбашки газу складає 5-бмм) зі швидкістю від 7 до ЗОм/сек. У зоні обертання мішалки, розташованої в ідеалі безпосередньо над цією системою, струмінь газу розпадається всередині рідини на маленькі бульбашки з юю великою поверхнею розділу фаз, що створює основу для поліпшеного масопереносу. «І
Модифікована дискова мішалка (Фіг.2) на нижньому кінці спеціального змішувального пристрою відрізняється відповідно до винаходу тим, що на обертовому диску рівномірно закріплені переважно б увігнутих лопаток со
Мішалки (половинки труби) відігнуті назовні на кінцях, з відносною шириною окремої лопатки по відношенню до ч- діаметра мішалки від 0,2 до 0,3 (61:42 на Фіг.1). Відносний діаметр мішалки складає від 0,3 до 0,4 діаметра реактора (а2:41 на Фіг.1).
Для досягнення кращого перемішування, у реакторі змішування (Фіг.1) встановлені розсікачі пристінкового « потоку.
Відповідно до винаходу, дволопатева плосколопатева мішалка (Фіг.3) у верхній частині спеціального - с змішувального пристрою складається з декількох окремих пластин встановлених з відхиленням під кутом від 0 ц до З0о до осі лопаті, з висотою окремої лопаті від 0,2 до 0,5 діаметра мішалки (4:43 на Фіг.1) і відносним "» діаметром мішалки від 0,3 до 0,4 діаметра реактора (43:41 на Фіг.1).
Окремі пластини приварені послідовно з незначним перекриттям до несучих ребер або ребер жорсткості.
Спеціальний змішувальний пристрій відповідно до винаходу обертається зі швидкістю від 80 до 24О0об./хв. -і При цьому колова швидкість знаходиться в інтервалі 5-15м/сек. со Реактор змішування (Фіг.1), що застосовується відповідно до винаходу, схематично зображений на фігурах 1-3. Змішувальний пристрій складається з центрального циліндричного вала мішалки, на нижньому кінці якого
ЧК» встановлена модифікована високоефективна дискова мішалка. На обертовому диску закріплені увігнуті у сл 50 напрямку перемішування, відігнуті назовні на кінцях лопатки мішалки. Верхня частина вала мішалки з'єднана з плосколопатевою мішалкою, кожна лопать якої складається з декількох встановлених з відхиленням під різними - кутами до осі лопаті окремих пластин.
Для забезпечення досить високого ступеня продуктивності реактора, в ньому встановлюють до 6 переривачів потоку або розсікачів пристінкового потоку. Внутрішні і зовнішні охолоджувальні змійовики служать для підтримки необхідної температури процесу.
Позначення: о Фіг.1 Реактор змішування іме) 1 вал мішалки а1 діаметр реактора змішування 60 2 дискова мішалка (нижня мішалка) 42 діаметр нижньої мішалки
З плосколопатева мішалка (верхня мішалка) аз діаметр верхньої мішалки 4 система введення і розподілу газу 1 гранична висота заповнення реактора 5 розсікач пристінкового потоку З висота монтування нижньої мішалки б штуцер для введення кислоти па висота лопатей верхньої мішалки 6БЕ 7 штуцер для відведення продукту Ь1 ширина лопатки нижньої мішалки 8 відведення газів, що відходять
9 теплообмінник з спіральним змійовиком 10 теплообмінник з сорочкою
Фіг.2 Дискова мішалка 1 вал мішалки 11 лопатки мішалки 12 несуча поверхня 13 обтискна втулка мішалки
Фіг.3 Плосколопатева мішалка то 1 вал мішалки 14 лопать вісь лопаті 16 окремі пластини 15 17 кути між окремими пластинами і віссю лопаті 18 несучі ребра або ребра жорсткості 19 обтискна втулка різьбове сполучення
Пояснення до Фіг.1-3. 20 Фіг.1
На фігурі зображений реактор змішування та його основні компоненти. Вал (1) мішалки приводиться в рух від двигуна/приводного механізму, розташованого у верхній частині реактора. Енергія обертання розподіляється між дисковою мішалкою (2), та плосколопатевою мішалкою (3). Звичайна висота монтування нижньої мішалки пЗ3:а1 складає 0,19 діаметра реактора змішування. Для зниження завихрювання і, таким чином, для забезпечення сч ре необхідного ступеня проходження реакції служать до 6 розсікачів (5) пристінкового потоку. Підведення кислоти і відведення продукту здійснюють через штуцери (6, 7), розташовані збоку в нижній зоні реактора. Підведення (о) газу здійснюється через зовнішній розподільний пристрій (4) у зоні обертання мішалки, щоб досягти можливо менших розмірів бульбашок. Газ, що відходить, видаляється через пристрій з відділювачем рідини на кришці реактора, що на малюнку тільки позначений (8). «- 20 Для охолодження екзотермічного процесу служать З теплообмінники (9) з незалежним живленням зі спіральними змійовиками усередині, а також теплообмінник (10) із сорочкою з привареними половинками труби М) зовні реактора. «
Фіг.2 (вгорі вид спереду, внизу вид зверху)
На кресленні показане виконання б-лопаткової дискової мішалки. Увігнуті проти напрямку обертання лопатки (ее) з мішалки або половинки труб (11) закріплені на несучій поверхні і відігнуті назовні з країв. Для регулювання М висоти монтування мішалки обтискна втулка (13) мішалки з'єднана з валом (1) на гвинтах.
Фіг.З (вгорі вид спереду, внизу вид зверху)
На Фіг.3 показана плосколопатева мішалка, що служить для зволоження рідиною кришки реактора, а також для усунення пінсутворення. Вона складається з 2 лопатей (14), що встановлені під кутом від 45 до 90 9, « 0 Переважно 902 до поверхні рідини. Кожна лопать складається з декількох окремих пластин (16), встановлених з у с відхиленням до осі (15) лопаті під кутом (17) від 0 до 302, переважно від 14 до 242. Для стабілізації конструкції й служать несучі ребра або ребра жорсткості (18). Шляхом виконання різьбових обтискних рознімних втулок (19, «» 20) здійснюють регулювання висоти монтування на валу (1).
Характерними специфічними параметрами, що відрізняють мішалку є: нижня мішалка (дискова мішалка) відносна ширина лопатки 61/42 0,23 -І відносний діаметр мішалки аг2/а1 0,33 відносна висота монтування пЗ/42 0,58
Со верхня мішалка (плосколопатева мішалка) ї» відносна висота лопаті п4лаЗ 0,34 відносний діаметр мішалки аз/ат 0,36 і-й Перевагою способу відповідно до винаходу є неочікуване протікання реакції відновлення з незвичайно - М високою швидкістю, завдяки дії спеціального змішувального пристрою, і, таким чином, без збільшення об'єму реактора досягається підвищений вихід продукту. Цей результат випливає, зокрема, з особливого конструктивного оформлення модифікованої дискової мішалки, за допомогою якої порівняно з іншими типами Мішалок, вдається надзвичайно тонко диспергувати газову суміш, що складається з монооксиду азоту і водню і вводиться безпосередньо через встановлену під цією дисковою мішалкою кільцеву систему введення і
Ф) розподілу, у водному розчині сірчаної кислоти, що містить суспендований платиновий каталізатор на носії і ко дозволяє досягти повного диспергування і високої рециркуляції бульбашок газу. Значно поліпшений завдяки цьому масообмін впливає на процеси, що протікають на поверхні каталізатора. во Сприятливі умови реакції, створювані дисковою мішалкою, приводять, крім того, до істотного зниження вмісту монооксиду азоту в газі, що відходить з реактора змішування, і впливають на поліпшення виходу МО установки в цілому.
Ще однією перевагою спеціальної форми лопаток модифікованої дискової мішалки є вкрай малий вплив подачі газу на продуктивність, і тому мішалка досягає високої механічної стабільності до впливу гідравлічних 65 радіальних сил. Висока механічна стабільність сприяє високій надійності експлуатації і, таким чином, тривалому терміну експлуатації, оскільки контактні ущільнювальні кільця, що застосовуються, мають менше радіальне навантаження.
Така модифікація дозволяє виготовити дискову мішалку більшого діаметру порівняно до класичної і, завдяки цьому, мати можливість покращити газорозподіл при однаковій встановленій потужності.
Сприятливий результат досягається також і завдяки наявності спеціальної плосколопатевої мішалки у верхній частині вала мішалки, оскільки це просте технічне рішення забезпечує зволоження кришки реактора навіть у випадку коливань рівня заповнення реактора, і, таким чином, задовільняє вимогам до безпеки експлуатації (запобігає утворенню сухих включень каталізатора через каталітичну дію екзотермічної реакції МО з Но з утворенням МН з) і якості продукту (корозія сталі, викликана Н 5). Крім того, завдяки спеціальній 7/о Конструкції мішалки вдається ефективно зменшувати піноутворення без обприскування поверхні або додавання сторонніх речовин.
Оскільки завдяки настанню рівноваги рушійна сила процесу в каскаді з декількох реакторів знижується, перші реактори обов'язково повинні бути обладнані дисковою мішалкою, виготовленою відповідно до винаходу, для покращення протікання реакції, якому заважає дифузія.
Сірчанокислий гідроксиламін, одержаний за способом відповідно до даного винаходу, придатний для виробництва циклогексаноноксиму - вихідного продукту для синтезу капролактаму.
Спосіб відповідно до винаходу можна пояснити наступним прикладом.
У каскад, що складається з 5 реакторів (об'єм рідини ЗВм У) подається 4,4-нормальна сірчана кислота зі швидкістю 17мУ/год. Число обертів вала мішалки складає 160 хв". Розподілена ступенево у реакторах суміш
МО-Н», що містить приблизно 3206.95 МО реагує на каталізаторі з утворенням МНоОН, МоО и МНз. МНоОН і МНз зв'язуються сірчаною кислотою. Процес проходить при 43 «С та при тиску газів, що відходять, 3,3 бар поки концентрація сірчаної кислоти не стане від 0,2 до 0,4-нормальною. Кінцеві концентрації сірчанокислого гідроксиламіну (СГА) і сульфату амонію (СА) складають від 280 до ЗООг/л і від 7 до 20г/л відповідно.
Підведення газу регулюється таким чином, щоб частка МО у газі, що відходить, складала від 5 до боб.9Уо при с вмісті МоО від 4 до 5об.95. При такій конфігурації вихід СГА досягає від 27 до 28кг/м? об'єму реактора. Ге)
Якщо 2 з 5 реакторів обладнані модифікованими мішалками описаного типу для насичення газом, вміст МО у газах, що відходять з цих реакторів, знижується з 4,6 до 3,106.95 Поліпшена конверсія МО в подальшому може бути використана для збільшення швидкості підведення кислоти до 18мМ З/год, що відповідає виходу СГА щонайменше 29кг/м? реакційного об'єму. При цьому частка сульфату амонію залишається незмінно низькою. - ю

Claims (11)

Формула винаходу «І с
1. Спосіб одержання солей гідроксиламіну шляхом взаємодії водню з оксидом азоту (МО) при мольному Зо надлишку водню у водному розчині сильних неорганічних кислот в присутності суспендованого каталізатора на - основі благородних металів на вуглецевому носії при надлишковому тиску до 10 бар і температурах до 80 С у реакторі змішування з валом мішалки і лопатками мішалки, укріпленими на ньому обтискною втулкою Через несучу поверхню або несучий диск, причому сіль гідроксиламіну, що утворюється, безперервно виводять з « реактора, який відрізняється тим, що З - у нижній частині реактора змішування розміщена система підведення і розподілу газу, с - безпосередньо над нею знаходиться дискова мішалка, у якій навколо втулки з несучою поверхнею або "з несучим диском знаходяться кутові, увігнуті і встановлені радіально одна навпроти іншої лопатки мішалки, що їх кутами або увігнутими сторонами обертаються в напрямку руху, тобто рухаються увігнутими сторонами назустріч рідині, і 75 - у верхній частині реактора змішування на валу мішалки встановлена дволопатева плосколопатева мішалка, і кожна лопать якої складається з окремих пластин, встановлених з відхиленням під кутом від О до ЗО 2 до осі (ее) лопаті, що при своєму обертанні постійно зволожують кришку реактора. 1» 2.
Спосіб одержання солей гідроксиламіну за п. 1, який відрізняється тим, що як сильну неорганічну кислоту використовують 4-5-нормальну сірчану кислоту і одержують сірчанокислий гідроксиламін. 1 50 З.
Спосіб одержання солей гідроксиламіну за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що водень і МО ще використовують у мольному співвідношенні 1,9-2,0: 1,0.
4. Спосіб одержання солей гідроксиламіну за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що суспендований каталізатор, включаючи носій, використовують у концентраціях від 7 до 50 г/л рідкої суспензії із середнім діаметром частинок від ЗО до 80 мкм. 59
5. Спосіб одержання солей гідроксиламіну за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що як каталізатор на ГФ) основі благородних металів використовують платину в концентрації від 0,1 до 0,5 956 мас. у розрахунку на 7 вуглецевий носій.
6. Спосіб одержання солей гідроксиламіну за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що гази виходять з кільцевої системи введення і розподілу газу у вигляді бульбашок з середнім діаметром від 5 до 6 мм і бо швидкістю від 7 до ЗО м/сек.
7. Спосіб одержання солей гідроксиламіну за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що на обертовій втулці дискової мішалки рівномірно закріплені 6 увігнутих лопаток мішалки.
8. Спосіб одержання солей гідроксиламіну за одним з пп. 1-7, який відрізняється тим, що в реакторі змішування встановлені розсікачі пристінкового потоку. бо
9. Спосіб одержання солей гідроксиламіну за одним з пп. 1-8, який відрізняється тим, що у верхній частині реактора змішування встановлена дволопатева плосколопатева мішалка з кутом нахилу від 45 до 909 до поверхні рідини в реакторі, що складається з декількох окремих пластин, встановлених з відхиленням під кутом від О до 302 до осі лопаті, і має відносний діаметр мішалки від 0,3 до 0,4 діаметра реактора.
10. Спосіб одержання солей гідроксиламіну за п. ЗУ, який відрізняється тим, що висота окремої лопаті плосколопатевої мішалки складає від 0,2 до 0,5 діаметра плосколопатевої мішалки.
11. Спосіб одержання солей гідроксиламіну за одним з пп. 1-10, який відрізняється тим, що дискову мішалку в нижній частині реактора приводять в дію з коловою швидкістю від 5 до 15 м/сек. се що о «- І в) «І (ее) - -
с . а -І (ее) т» 1 -М ко бо б5
UAA200510861A 2003-08-01 2004-07-28 Method of obtaining salts of hydroxylamine UA78451C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10336054A DE10336054B4 (de) 2003-08-01 2003-08-01 Verfahren zur Herstellung von Hydroxylammoniumsalzen
PCT/DE2004/001726 WO2005012169A1 (de) 2003-08-01 2004-07-28 Verfahren zur herstellung von hydroxylammoniumsalzen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA78451C2 true UA78451C2 (en) 2007-03-15

Family

ID=34089108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA200510861A UA78451C2 (en) 2003-08-01 2004-07-28 Method of obtaining salts of hydroxylamine

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7608236B2 (uk)
EP (1) EP1648820B1 (uk)
JP (1) JP2007500662A (uk)
KR (1) KR100826061B1 (uk)
CN (1) CN100368285C (uk)
AT (1) ATE356080T1 (uk)
CA (1) CA2520190A1 (uk)
DE (2) DE10336054B4 (uk)
EA (1) EA008181B1 (uk)
UA (1) UA78451C2 (uk)
WO (1) WO2005012169A1 (uk)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109046142A (zh) * 2018-09-21 2018-12-21 施成霞 一种高效加热的化工搅拌装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7204277B2 (en) 2004-09-16 2007-04-17 B. Braun Medical Inc. By-pass line connector for compounding system
BRPI0819553B1 (pt) * 2007-12-21 2020-09-24 Philadelphia Mixing Solutions, Ltd. Conjunto impulsor, sistema para mistura gás ou líquido e método para misturar gás ou líquido em líquido
CN101773991B (zh) * 2009-01-09 2013-01-16 陈登云 一种搅拌器轮毂的加工方法
WO2013003148A2 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Memc Electronic Materials, Inc. Processes for producing silane in a bubble column
CN102389658B (zh) * 2011-10-18 2014-06-18 江苏浩特隆搅拌设备有限公司 搅拌式多介质过滤器中的搅拌器
JP2015502846A (ja) * 2011-11-24 2015-01-29 ワン、リーWANG, Li チャンネル状羽根を有する撹拌インペラ
CN104209070A (zh) * 2014-09-12 2014-12-17 诸文伟 一种内循环式加氢反应釜
CN107224956B (zh) * 2017-07-31 2019-04-02 贵州宜化化工有限责任公司 一种降低能耗的氨气生产装置
CN108607427A (zh) * 2018-05-18 2018-10-02 苏州市金翔钛设备有限公司 一种混料设备
CN108992949A (zh) * 2018-07-26 2018-12-14 北京富海天环保科技有限公司 一种促进含残留溶剂的物料溶解并回收溶剂的装置及方法
RU191339U1 (ru) * 2019-04-11 2019-08-01 Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" Трехфазный реактор смешения для получения гидроксиламинсульфата
RU196107U1 (ru) * 2019-12-04 2020-02-17 Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" Реактор получения гидроксиламинсульфата
JP7380424B2 (ja) 2020-05-28 2023-11-15 住友金属鉱山株式会社 酸化中和反応装置、及び、酸化中和反応装置の運転方法
CN111821876A (zh) * 2020-06-30 2020-10-27 舒城县文禾种植专业合作社 一种丘陵区有机稻缓释肥制备的混料装置
CN112808055A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 重庆大学 一种刚柔组合桨柔性绳与桨叶间的新型连接结构
CN114247410B (zh) * 2021-12-22 2024-03-15 南通醋酸纤维有限公司 一种基于非均相体系高效混合反应设备及其应用
CN114950315B (zh) * 2022-05-13 2023-09-05 河北彩客新材料科技股份有限公司 一种data生产用搅拌反应釜

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2827363A (en) * 1953-11-04 1958-03-18 Spencer Chem Co Preparation of hydroxylamine
NL267754A (uk) * 1960-08-04 1900-01-01
IT959820B (it) * 1971-09-24 1973-11-10 Centrala Ind De Fibre Chimice Processo ed apparato per mettere a contatto in continuo due o piu fasi
DE3130305A1 (de) * 1981-07-31 1983-02-17 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von hydroxylammoniumsalzen
GB8603904D0 (en) 1986-02-17 1986-03-26 Ici Plc Agitators
US5198156A (en) * 1986-02-17 1993-03-30 Imperial Chemical Industries Plc Agitators
DE3809554A1 (de) * 1988-03-22 1989-10-12 Basf Ag Verfahren zur herstellung von hydroxylammoniumsalzen
US6333411B1 (en) * 1998-12-24 2001-12-25 Praxair Technology, Inc. Method for production of hydroxylammonium phosphate in the synthesis of caprolactam

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109046142A (zh) * 2018-09-21 2018-12-21 施成霞 一种高效加热的化工搅拌装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005012169A1 (de) 2005-02-10
US7608236B2 (en) 2009-10-27
DE502004003158D1 (de) 2007-04-19
EA008181B1 (ru) 2007-04-27
US20070172407A1 (en) 2007-07-26
EP1648820A1 (de) 2006-04-26
JP2007500662A (ja) 2007-01-18
CA2520190A1 (en) 2005-02-10
EA200501445A1 (ru) 2006-02-24
KR100826061B1 (ko) 2008-04-29
CN100368285C (zh) 2008-02-13
ATE356080T1 (de) 2007-03-15
CN1771193A (zh) 2006-05-10
DE10336054B4 (de) 2005-12-15
KR20060119714A (ko) 2006-11-24
EP1648820B1 (de) 2007-03-07
DE10336054A1 (de) 2005-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA78451C2 (en) Method of obtaining salts of hydroxylamine
US6506361B1 (en) Gas-liquid reaction process including ejector and monolith catalyst
US7322565B2 (en) Stirring device and process for carrying out a gas-liquid reaction
JP4744690B2 (ja) 水素及び酸素から直接過酸化水素水溶液を製造する方法及びその実施装置
KR102352909B1 (ko) 이종 촉매화 반응을 수행하는 방법
CA2281398C (en) Two stage reactor for continuous three phase slurry hydrogenation and method of operation
US6984753B2 (en) Agitation system for alkylbenzene oxidation reactors
JP2000080061A (ja) トルエンジアミンへのジニトロトルエンの水素化のためのモノリス触媒の使用
CN102218291B (zh) 化学反应的方法
KR100436790B1 (ko) 다단계 반응기, 그의 용도 및 과산화 수소의 제조 방법
JP2013530140A (ja) ジニトロトルエンの水素化によるトリレンジアミンの製造方法
CN113332947B (zh) 一种高流量比快速混合器及利用上述混合器的环形反应系统
US20100280271A1 (en) Process for the preparation of aromatic amines
EA021462B1 (ru) Способ получения циклогексанола
EP1690850B1 (en) Process for the production of dinitrotoluene
CN1819985B (zh) 生产高纯度对苯二甲酸的方法
CN107531602B (zh) 基于泡罩塔反应器的浸煮器及其使用方法
RU2225752C1 (ru) Реактор синтеза гидроксиламинсульфата
FR2478626A1 (fr) Procede catalytique continu d'oxydation en phase liquide de butane en acide acetique
Czaplicka et al. The overview of reactors used for the production of precipitated calcium carbonate via carbonation route
JP5162960B2 (ja) イソフタル酸原スラリーの分散媒置換方法
WO2006065165A1 (fr) Reacteur de synthese d'hydroxylaminesulphate
RU2257340C1 (ru) Способ получения гидроксиламинсульфата
SU1599302A1 (ru) Способ получени гидроксиламинсульфата