Способ очистки раствора сульфата аммония Советский патент 1981 года по МПК C01C1/24 

,.1 Изобретение относится к химической технологии, в частности к усовер шенствованному способу очистки раств ров сульфата аммония, и может найти применение в производствах лактамов. Известны способы очистки растворо сульфата аммония различными физикохимическими методами. Эти способы включают в себя очистку методом экст ракции органических примесей различным: органическими экстрагентами. В качестве последних используют, напри мер, парафин, олеиновую кислоту 1. Однако этот метод обеспечивает относительно невысокую степень очист ,ки растворов сульфата аммония от органических примесей-не выше 95%,а ос ташь.ное содержание органических пригMBceiR в растворе сульфата аммония 0,30-0,35 вес. %. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки растворов сульфата аммония, полученных из отработанной серной кислоты, загрязненной органическими примесяйи коксохимического производства, путем их экстракции органическими реагентами 2. Способ состоит в том, что раствор сульфата аммония, близкий к насыщенному по соли, полученный нейтрализацией кислоты и освобожденный от нерастворимых примесей, обрабатывают соединениями, выбранными из групп, содержащих пиридиновые, хинолиновые основания, амины анилинового ряда в количестве 0,5-5 вес.ч. на 1 вес. ч. органических примесей с целью экстракции последних. Возможна регенерация экстрагента дистилляцией. После очистки получают раствор сульфата ат мония с содержанием органических примесей 0,1-0,34 вес. % (в пересчете на углерод) без учета растворенного экстрагента. Применяе№1й для экстракции пиридин (или пиридиновые основания) обладает весьма высокой растворимостью в воде и растворах сульфата аммония. Поэтому после обработки растворов сульфата аммония таким экстрагентом и разделения органического и водного слоев в последнем вместе с сульфатом аммония остается значительное количество экстрагента с растворенными в нем органическими примесями. Этим обусловлено столь высокое остаточное содержание органических примесей

В очищенном таким способом растворе сульфата аммония.

Цель изобретения - повышение степени очистки.

Поставленная цель достигается тем что в качестве экстрагента используют алифатические монокарбоновые кислоты с числом углеродных атомов в молекуле от 5 до 10 или их смеси в количестве 0,03-0,1 вес. ч. на 1 вес. ч. раствора сульфата аммония при рН 5-7.

При рН 5 в растворе сульфата аммония присутствует серная кислота, являющаяся более сильным растворителем кислых органических примесей по сравнению с монокарбоновыми кислотами. Поэтому большая часть примесей при экстракции будет оставаться в кислом растворе сульфата аммония. При рН 5 практически вЬе органические примеси переходят из раствора сульфата аммония в монокарбоновые кислоты.

При рН 7 среда щелочная и при экстракции монокарбоновыми кислотами 4acTJ их будет связываться в соответствующие аммонийные соли, что приведет к повышенному расходу экстрагента.

Алифатические монокарбоновые кислоты производятся в промышленном масштабе на ряде предприятий в про.цессе окисления парафинов воздухом При ректификагионном разделении продуктов окисления получают фракции кислот, содержащие индивидуальные алифатические монокарбоновые кислоты в широком или более узком наборе в Еависимости от целей их дальнейшей переработки.

Растворимость капроновой кислоты в растворе сульфата аммония чрезвычайно мала. Поэтому после экстракции происходит четкое разделение органического и водного слоев и монокарбоновые кислоты с растворенными в них органическими примесями практически нацело переходят в органический слой Таким образом, происходит грубокая очистка растворов сульфата аммония.

Способ осуществляется следующим образом.

Загрязненный раствор сульфата аммония с рН 5-7 и содержанием примесей до О,4вес. % подают в верхнюю часть колонного экстрактора. В нижню часть экстрактора подают монокарбоновые кислоты (МКК). Весовое соотношение раствор (NH4.)i МКК составляет от 1:0,03 до 1:0,1.Экстракцию проводят при 20-90°С и атмосферtiOM давлении.

Из верхней отстойной зоны экстрактора отбирают МКК с растворенными в них органическими примесями, из нижней бтстойной зоны экстрактора отбирают очищенный раствор сульфата аммония, содержащий МКК по растворимости. Удаление МКК из этого раствора в виде их азеотропа с водой состава, вес. %: вода 92,2; МКК 7,9, осуществляют в ректификационной ко1онне.

Отогнанные МКК после конденсации и охлаждения в конденсаторе-холодильнике возвращают в экстрактор для поворного использования. Освобожденный т органических примесей и МКК раствор сульфата аммония поступает на выеление кристаллического ( SO. звестными способами.

Монокарбоновые кислоты с растворенными в них органическими примесями направляют в испаритель для отгонки основного количества МКК с целью их возврата в цикл. Отгонку производят при Poff 70 мм рт. ст. и температуре .

В испарителе вместе с МКК отгоняются также вода и легколетучие органические примеси. .Смесь паров этих веществ проходит через парциальный конденсатор, где конденсируются пары МКК, которые после охлаждения в теплообменнике возвращаются вцикл для повторного использования. Пары воды и легколетучих органических примесей после конденсации в конденсаторе направляют на сжигание.

Пример 1.489 г водного раствора сульфата аммония с содержанием органических примесей 0,34 вес. % (определенных весовым методом), полученного нейтрализацией до рН 4 газообразным аммиаком сернокислого стока производства додекалактама методом фотосинтеза, обрабатывают аммиаком до получения раствора с рН 5 и затем при последовательно тремя порциями капроновой кислоты по 15 г каждая (0,09 вес.ч.на 1 вес.ч. раствора сульфата аммония). После отстаивания и разделения слоев получают в сумме от трех операций экстракции 47,8 г экстракта и 482,5 г очищенного от органических примесей раствора сульфата аммония с содержанием в нем 1,6 г капроновой кислоты по растворимости. Остаточное содержание органических примесей в растворе сульфата аммония после отгонки из него капроновой кислоты в виде азеотропа с водой составляет 0,02 г или 0,004 вес. %, а степень очистки 98,8%.

Из экстракта путем отгонки под . вакуумом регенерируют 54,3 г капроновой кислоты, а из раФината в виде азеотропа с водой 1,6 г.

Пример 2. 5653 г раствора сульфата аммония, полученного нейтрсшизацией газообразным аммиаком при 66 и атмосферном давлении до рН 4 сернокислого стока производства одекалактама методом Фотосинтеза, обрабатывают аммиаком до получения раствора с рН 7. Полученный раствор