Способ получения чистого сульфата аммония и серы Советский патент 1934 года по МПК C01C1/24 

До сих пор не было найдено подходящего применения для роданистого аммония, получаемого, особенно по известному тионатному способу, при удалении аммиака и сероводорода из газов угольной перегонки. Правда, уже предлагаjtocb для использования роцзтсгбго аммония расщеплять его гидролитически нагреванием с кислотами, особенно с разбавленной серной кислотой, причем наступает реакция АО уравнению:

NH.CNS + , + НаО -(NH

-f-cos.

На таком превращении роданистого аммония получается сульфат аммония и наряду с ним сероокись углерода- соединение, которое само по себе не может быть использовано практически, а должно быть гидролизировано в двуокись углерода и сероводород путем дальнейшего действия водой или кислотон. Однако, подобное превращение сероокиси углерода проводится технически с трудом и, кроме того, требуются чрезвычайно высокие температуры и давления, так как получаемый при разложении сероокиси углерода сероводород может быть получен в виде серы или сульфата только при применении дальнейшей реакции.

Кроме того, при кислотном разложении роданистого аммония возни{ ают значительные расходы на необходимую для этого серную кислоту.

По этим причинам гидролитическое расщепление роданистого аммония посредством разбавленной кислоты не смогло войти в технику.

Предлагаемое изобретение пает для случая применения тионатного способа удаления аммиака и сероводорода из газов с одновременным получением сульфата аммония и серы почти даровой, и технически простой путь для переработки роданистого аммония, образующегося из цианистых соединений очищae foгo газа.

Способ состоит в том, что роданистый аммоний вместе с растворами тионатов аммония, содержащими сернистую кислоту в свободном или связанном виде, нагревают под давлением до температур выше 140°. Названные растворы могут содержать или пЬлитионаты аммония, которые, как известно, отдают

при нагревании сернистую кислоту, или же добавочное соединение из тиосульфата аммония II сернистой кислоты, т. е. (NHj gSgOa SQg, , или же сульфит аммония или бисульфит аммония и свободную сернистую кислоту. При нагревании под давлением названных растворов тионата аммония(в данном случае под тионатами понимаются соли сернистой кислоты, тиосерной кислоты и политионовых кислот) роданистый аммоний, присутствующий в растворе, ; разлагается согласно следующему основному уравнению:

NH CNS-f 280 + 2Н20 (NHJgSOi-J+ C02-f 2S.

Следовательно, наряду с сульфатом аммония пoявляeтqя не сероокись углерода, как при известном до сих пор способе разложения.родана, а двуокись углерода и элементарная сера, которая пояучается в чистом виде, непосредственно готовом для продажи.

Независимо от того, что по этой причине новое разложение роданистого аммония гораздо проще может быть выполнено, чем по известному до сих пор способу разложения, требуемые для полного разложения , роданистого аммония температуры и давления тоже значительно более низки в предлагаемом способе.1

Полное превращение получаемых под конец растворов тионата аммония в сульфат и серу связано, как известно , с определенными количественными отношениями составных частей и таким образом, что на каждую молекулу политионата должно приходиться две молекулы сульфита или тиосульфата и соответственно на каждые две молекулы бисульфита - одна молекула сульфита или тиосульфата. Если присутствует больше сульфита или тиосульфата, то превращение не протекает до конца; конечный раствор содержит тогда, кроме сульфата еще неразложенный тиосульфат. Если же, наоборот, имеется больше политионата или бисульфита, то при работе в закрытых сосудах рядом с суль. фатом аммония образуется серная кислота.

Для разложения роданистого аммония

содержание требуемых согласно вышесказанному веществ перерабатываемых в сульфат, соответственно увеличивается. Если промывной раствор не содержит достаточного избытка политионата, то в него вводят соответствующее количество сернистой кислоты.

В соответствии с вышеприведенным уравнением, согласно которому на одну молекулу роданистого аммония требуется две молекулы сернистой кислоты, должно иметься на каждую молекулу роданистого аммония, разлагаемого политионатом, две молекулы политионата или, соответственно, две молекулы тиосульфата и три молекулы сернистой кислоты, или восемь молейул бисульфита. Избыток этих средств не вреден, ибо по вышесказанному получается лишь немного свободной серной кислоты.

Наконец, можно изготовлять нужное для превращения роданистого аммония количество сернистой кислоты посредством разложения тиосульфатов более крепкой кислотой, например серной кислотой, согласно уравнению:

(МН,)ДОз-|-Н280,-(Ш4)280з-Ь

H-SOa + , .

причем роданистый аммоний вместе с тиосульфатом вводится в сернистую кислоту. Последнее особенно выгодно, когда при удалении аммиака и сероводорода из газов угольной перегонки по упомянутому способу получаются от применения избытка политионата, бисульфита или сернистой кислоты сульфатные растворы, содержащие свободную серную кислоту. Тогда является возможность применить для переработки роданистого аммония более или менее креркие сернокислые маточные растворц, получаемые при выпаривании кислых растворов сульфата аммония во время выделения последнего.

При выполнении предлагаемого, способа можно в том случае, когда цианистые соединения получаются из газов угольной перегонки в виде роданистого аммония, вводить получаемые при этом жидкости в промывной раствор, служащий Для удаления аммиака и сероводорода из газов. Однако, можно работать и так, чтобы путем соответствующего ведения промывного процесса из газа удалялись в течение одной операции

цианистые соединения вмеоте с аммиаком и сероводородом.

Если роданистый аммоний получается промывным способом, то можно вводить под давлением роданисто-аммониевые растворы в сосуд для разложения, нагретый уже до температуры реакции для промывных раство; 6в тионатного способа.

Пример 1. В раствор из 100 к роданистого аммония в 200 л воды в автоклаве вводят 168,3 кг сернистой кислоты. Затем эта жидкость нагревается под давлением до 180°. Через 4-6 часов роданистый аммоний разложен на сульфат-,и серу. Получается 274 «г растворд сульфата аммония (173,7 кг сульфата аммония), затем 84,3 кг чистой расплавленной серы, между тем как 57,8 кг двуокиси углерода выдуваются.

Если поднять температуру реакции до 220, то превращение заканчивается уже через 1-2 часа; при более низких температурах требуется соответTBBH io более продолжительное нагревание.

Пример 2. В раствор из 100 кг роданистого аммония и 389,3 «г тиосульфата аммония в 400 л воды вводят 252,5 Ki сернистой кислоты, и с раствором поступают, как в примере первом. Получается водный раствор из 520,7кг сульфата а чмония, а также 210,7 кг чистой расплавленной серы и 57,8 кг угольной кислоты. ,

П р и м е р 3. Раствор из 100 кг роданистого аммония и 684 кг тетратионата аммония в 700 л воды нагревают, как в примере первом. Получается раствор из 520,7 Ki сульфата аммония, затем 252,8 кг чистой расплавленной серы и 57,8 кг угольно кислоты.

П р и м е р 4. Водный раствор из 100 кг роданистого аммония и 1042 кг бисульфита аммония в 1000 л воды нагревают, как в примере первом. Получается водный раствор из 868 кг сульфата аммония, затем 168,5 кг чистой расплавленной серы и 57,8 кг двуокиси углерода.

Пример 5. К водному раствору из 100 кг роданистого аммония и 389,3 кг тиосульфата аммония прибавляют 1289кг 20 /о-ной серной кислоты и раствор нагревают, как в примере первом. Получается водный раствор из 520,7 кг сульфата аммония, затем 168,5 кг чистой расплавленной серы и 57,8 кг двуокиси углерода.

Предмет патента.,

Способ получения чистого сульфата аммония и серы с разложением роданистого аммония из получаемых при проведении тионатного способа очистки газов растворов тионата аммония, в которые вводят сернистую кислоту или ее соли, вместе с сульфатом аммония или без него, отличающийся тем, что процесс ведут при температуре выше 140° и под давлением.