В П Т Б Советский патент 1973 года по МПК C01C1/24 

1

Изобретение относится к способам выделения сульфата аммония из его водных растворов, загрязненных органическими примесями, например из растворов, образующи.хся в ni)oцессе получения акрилонптрила и метакрилонитрила.

Известеи способ выделеиия сульфата аммония из его водных растворов, загрязненных органическими примесями, например из кислотных отходов акриловых производств, путем упаривания этих растворов при 110- с последующим введением в кристаллическую массу оргаиических растворителе, хорошо смешиваюндихся с водой (например, метанол, уксусная кислота и др.). Образовавшуюся суспензию фильтруют и получают кристаллы сульфата аммония, очищенные от органических иримесеи.

Иредлагаемый способ отличается от известного тем, что перед упариванием в исходные растворы вводят азотную кислоту и концентранию ее в маточном растворе поддерживают 0,5-15%, а унарпванпе растворов ведут при 40-120°С, в случае повышенной кислотности исходного раствора его нейтрализуют аммиаком до рИ 5-6. Это значительно упрон1,ает пронесс, так как присутствие азотной кислоты в пропессе унаривапия

способствует ооразоваиию легко отделимых углистых агломератов, не обладающих свойством налинать па кристаллы сульфата аммопня и cieiu H выпарного апнарата.

Для В1 деления сульфата аммония к раствору, количество сульфата аммония в котором может изменяться в широких пределах вплоть до насыщения (предночтительно применяют растворы, содержащие 30-40 вес.°/| еульфага аммопня), содержащему органические вендества в количестве, обычно не превышаюн1ем 0,G-1% в пересчете па углерод, добавляют CTo.ibKo азотной кислоты, чтобы маточный раствор в нрименяемых условиях содержал 0,5-15% указанной кислоты. Вообнде нредпочтительна кислотность 1-5%.

Содержание кислоты вьпне 15% не допустимо, так как при таких условиях сульфат аммония выпадает в осадок.

Если раствор, из которого надо выделить сульфат а.ммоння, делается кислым (обычно из-за серной кнслоты) перед добавлением азотноГ кислоты, то его нужно нейтрализовать аммиаком до рИ 5-б, нредпочтительно около 5,5.

Аммиак можно вводить неносредственно во время выпаривапия раствора. Ввиду хорошей растворимости нитрата аммопня исключается

опасность загрязнения им кристаллов су.чьфата аммония.

ибраиотанный раствор выпариваюг, например, 11спрерыв1Ц:4м методом а Bauvyivie при ЬЬ . Но время выпарньання органическне ьеш.ества осаждаются в виде yiJincTbix части размером несколько десятых миллиметра и равномерно распределяются в растворе.

атем кристаллизованный сульфл амлюния выделяют из раствора без органических HpHMeceil нзвест шьЛн сиосооами, нанример центрифугированием.

Полученный сульфат аммония нромывают на той же центрифуге водой, взятон в количестве Ь-2U7o (нредноттительио 10%) от веса соли, и сушат при тем11ературе около 90°С.

Выход превышает 90% при содержании органических примесей не более 0,2% (Бсе1да в пересчете на углерод).

Маточпый раствор и промывные воды возвращают на стадню копце1гграцнн. Когда содержание органических npHMeceii в растворе сульфата аммония на входе довольно большое (более 0,Ь7о углерода), жидкость, возвращаемую на стадию концентрации, необходимо профильтровать для здалении суспендированных органических примесей.

Пример 1. В примерах все колпчества относятся к 100 г раствора сульфата аммония, подаваемого в цикл, все нроце1ггы весовые.

Раствор, содержании 30% сульфата аммония и 0,2% органических вен1,еств в пересчете на углерод и нолучеппый при производстве акрилопитрила из пропилена, аммпака и воздуха, непрерывно выпаривают в вакууме при (JO-65°С в тенлообменном аппарате с нагреванием через стешсу.

В 100 г этого раствора добавляют 0,156 г азотной кислоты в пересчете па 100%-ную. Количество добавленной к раствору кислоты в условиях работы было таким, что в уиареппом маточном растворе концентрация ее была равна 3%, а содержание оргапическпх веществ увеличилось до 1,6%.

Затем испаряют 70,113 г воды, содерлсащей в рабочих условиях 0,112 г оргаиических BeniecTB в пересчете на углерод и 0,001 г азотной кислоты. Кристаллизованную соль цегггрнфугируют и промывают 2,707 г воды, которую юзврап1,ают в цикл. Из цнркул 11ующего liOTOKa отделяют 5,155 г маточною раствора, содержащего 2,350 г сульфата аммония, 0,ОьЗ г органических веществ в нересчете на углерод и 0,155 г азотной кнслоты.

После сушки при получают 27,G55 г сульфата аммония белого цвета, со;1е|)жапде10 20-21% азота и 0,005 г органических пеniecTB в пересчете на углерод (0,018%). Выход 92,17%.

Пример 2. Раствор, содержапип 34% сульфата аммония и 0,2% органических веществ в пересчете на углерод и полученный

с указанного в примере 1 производства, упаривают непрерывным методом в вакууме при bO--(.

К lUO г ьтого раствора добавляют 0,108 г

азотнон KHCJJoTbi п и, г аммиака. Маточный pyCiBop в условиях работы содержиг 3% азотной кислоты, из которых одна треть гюлучае1ся из HHTpaia аммония. Концентрация органнческнх веществ увеличивается до 1,Ь%.

jaTCM иснаряют ЬС|,:У4 г воды, содержащей О,Шо г углерода и 0,001 г азотиой кислоты. Кристаллическую соль центрифугируют, промывают 3,147 г воды н промывную воду возвращаюг в цикл. Отделяют 5,Ь&8 г маточного раствора, содержащего 2,52/ г сульфата аммония, 0,ОЬУ г углерода, 0,111 г азогнон кислоты и 0,071 г нитрата аммония. После cyiiiKii при 90Х получают 31,478 г сульфата аммония оелого цвета, содержащего 20-21%

азота и 0,иОЬ г углерода (0,01Ь7о). Выход 92,5/%.

Пример 3. Раствор, содержащий 30% сульфата аммония и 0,27о органических веществ в нересчете на углерод и нолученный

, с производства, указанного в нримере 1, упаривают непрерывным методом в вакууме при оО-65 С.

К 100 г этого раствора добавляют 0,514 г азотной кислоты и раствор упаривают так,

„ что получают маточный раствор с концентрацией азотной кислоты в условиях работы, равной 10%, прп содержании оргаиических веществ, увеличенном до ,(j%. Затем иснаряют /0,599 г воды, содержащей 0,113 г углерода н 0,003 г азотной кислоты. Кристаллическую соль центрифугируют, нромывают па центрифуге 2,756 г воды и промывную воду возвраиа,ают в цикл.

Из потока отделяют 5,106 г маточпого раствора, содержащего 2,440 г сульфата аммония, 0,082 углерода и 0,511 г азотиой кислоты. 11исле сушки прп 90°С получают 27,565 г белого сульфата аммония, содержащего 20- 21% азота и 0,005 г углерода (0,018%). Выход 91,87%.

Пример 4. Раствор, содержащий 30% сульфата аммония и 0,35% органических вегцеств в нересчете па углерод и полученный с производства, указанного в примере 1, упаривают ненрерывным методом в вакууме при 60-65°С.

К 100 г этого раствора добавляют 0,312 г азотной кислоты. Раствор упаривают так, что получают маточный раствор, содержащий в условиях работы 3% азотной кислоты при копцептранпп органических веществ, увеличившейся до 1,9%. Затем испаряют 67,219 г ьоды, содержащей 0,148 г углерода и 0,001 г азотной кислоты. Кристаллическую соль ценг0 рифуируют и нромывают на центрифуге 2,520 г воды.

Про.мывную воду возвращают на стадию выпариваппя. Пз потока выделяют 10,352 г маточного раствора, содержащего в условиях

5 работы 4,744 г сульфата аммония, 0,197 г уг5

лерода и 0,311 г азотной кислоты. После сутки получают 25,261 г сульфаи аммония белого цвета (20-21% азота), содср кащего 0,005 г углерода (0,020%). Выход 84,19%.

Пример 5. Раствор, содержащий 27% сульфата аммония и 0,6% органических веществ в пересчете на углерод и нолученнын с производства, указанного в при.ере 1, упаривают непрерывны;, мегодом ь вакууме при 60-65 С.

К 100 г этого раствора добавляют 0,623 г азотпой кислоты и подучают маточный раствор, содержащий в условия.ч работы 5% азотной кислоты при концентрапии органических веществ, равной 2,7%.

Затем испаряют 70,079 г воды, содержащей 0,259 г углерода и 0,002 г азотной кислоты. Кристаллическую соль центрифугирую, и проглываьэт па центрифуге 3,200 г воды. Промывную воду возвращают в цикл на стадию испарения. Из потока выделяют 12,408 г маточного раствора, содержащего 5,670 г

6

сульфата , 0,335 г углерода и 0,021 г .oiiidii кислоты. После сушки получают 21,336 г с льфа;а а.м.монпя белого цвета (20- 21% азота), содержащего 0,005 г углерода (0,023%). Выход 79,00%.

П р е д м е т и з о б р е т е н и я

1.Способ выделения сульфата аммония из ею водны.х расIворов, загрязненных оргапи4eciui.Nni примесями, путем упаривания этих растворов н отделения кристаллов сульфата аммония, о 1 л и ч а ю HI и и с я тем, что, с целью упрои;ения пропесса, перед упаривапием в исл1) ;;aCiBopbi вводят азотную кислоту в к(-л11чест1зе, обеспечивающем ее концентрапик.; н :.1л:оч}юм растзере 0,5--15%, а упаривание iKiCiBO inB ведут при 40-120°С.

2.Способ но п. 1, о т л и ч а ю И1 и и с я тем, что в повышенной кислотности исходного раствора его нейтрализуют аммиаком до рП 5-6.