Способ получения сульфамата аммония

 

(.о}оз Советскик

Соцквпмстическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и»842017 (61) Дополнительное к авт. свиЛ-ву— (22) Заявлено 18.07.79 (2()2801658/23 26

{53)Nl. КМ;.

С 01 В 21/086 с прнсоеднненнем заявки М—

Гасударственные комитет (23) Приоритет

{53) УДК661.522 (088.8) ; Опубликовано 30.06.81. т}к}ллетень М 24

Дата опубликования описания 30.06.81 ао делан иэобретений к открытий

В. М. Борисов, А. С. Аллилуева, Л. П. Ряднев{}, С. В. Мельникова, 10. В. Филатов и В. М. Янкртн

} ,, 1;!

1

} (72) Авторы изобретения

БИБ.»ЩЩ )-» g (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАМАТА

АММОНИЯ

Изобретение относится к получению сульфамата аммония из имидодисульфа1 ната аммония.

Известен способ получения сульфамата аммония NHySOа МИа из смеси имидодисульфоната аммония с сульфаматом аммония, заключающийся в том, что эту смесь нагревают при повышенном давлении (более или равно 30 ати) и температуре

160-320 С в атмосфере аммиака при

1О постоянном перемешивании реакционной массы. При осуществлении процесса в течение 20 мин выход продукта реакции; составляет более 90 7, содержание

NH! SO NH в продукте 92 вес.% (1).

Недостатки известного способа .— невысокое содержание основного вещества в прод кте, периодичность процесса и осуществление его под большим давлением.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения

:сульфамата аммония из смеси, имидоди=ульфоната (50%), .сульфамата аммония

2 (40%) и сульфата аммония (9-10%), заключающийся в том, что солевую смесь гидролизуют слабой серной кислотой; смешивают полученный раствор с оборотным

Ф фильтратом и нейтрализующим агентом (аммиаком),, при рН 12 и нагревании до

105-1150C перемешивают в течение

30 мин, охлаждают до 700С, фильтруют и отделяют осадок - сульфат аммония; из фильтрата при охлаждении до 15-.

20 С выделяют конечный продукт - сульфамат аммония. Выход продукта 82%, содержание основного вещества в продук»те 98% t2).

Недостатки укаэанного способа состоят в невысоком выходе сульфамата аммония, а также содержании в готовом продукте 1% и более сульфата аммония, который для некоторых потребителей является нежелательной примесью.

Цель изобретения - увеличение выхода сульфамата аммония и улучшение его качества.

3 842027

Поставленная цель достигается тем, что солевую смесь, содержащую имидодисульфонат аммония, гидролизуют слабой серной кислотой, смешивают раствор с оборотным фильтратом и нейтрализующим агентом — гидроокисью кальция при QO60 С в течение 4-6 ч, фильтруют и отделяют осадок — гипс, в фильтрат добавляют углекислоту или углекислый аммоний. Отделяют выпавший осадок - кар- щ бонат кальция и из фильтрата после упаривания при 60-80 С и последукицего охлаждения до 15-20 С выделяют суш фамат аммония. Углекислоту или углекислый аммоний вводят при 30-60 С. у

В предлагаемом сйособе нэйъ1эализация раствора содержащего сульфат или бисульфат аммония, сульфаминовую и сер- ную кислоты, осуществляется за счет введения гидроокиси кальция в количестве О

100-102% от стехиометрии, предварительно смешанной с частью оборотного фильтрата. При этом содержащиеся в гицролиэ ном растворе сульфат аммония и серная кислота связываются в сульфат кальция, 25 который и виде дигидрата Ga, S01 PA<0 выпадает в осадок и после отделения его в разделительном устройстве (фильтр, центрифуга) выводится из процесса, Сбразующийся при этом .аммиак нейтрали- 30 зует сульфаминовую кислоту, избыточное. келичество газообразного аммиака удаляется .из зоны реакции. Получающийся после отделения дигидрата фильтрат содержит сульфамат аммония, аммиак и 35 растворенный сульфат кальция в очень незначительных количествах.

Чтобы получить продукт, не содержащий соединений кальция, фильтрат обрабатывают при 30-60 С углекислым газом 40 или добавляют (Ийg ) СО в количестве

100-101% от стехиометрии по отношению к растворенному сульфату кальция, отделяют фильтрацией осадок карбоната кальция, а вторичный светлый фильтрат 45 перед охлаждением и выделением иэ него .продукта упаривают при атмосферном давлении или под вакуумом при температуре не выше 80.С.

В предлагаемом способе получения 50

Ф сульфамата аммония весь сульфат-ион выводится из процесса в виде труднорастворимого гипса и выделение продукт производят уже из раствора, практически не содержащего су п фата аммония.

Выбранные соотношения количества добавляемой гидроокиси кальция к стехйометрическому, температура и время проведения процесса обусловлены необходимостью полного связывания сульфатионов в "сульфат кальция, полной нейтрализации сульфаминовой кислоты и наиболее благсоприятными условиями для кристаллизации гипса. Увеличение количества добавляемой гийроокиси приводит к ухудшению кристаллизации гипса и его фильтрации, а также увеличению расхода карбоната аммония или углекислоты. Уменьшение количества добавляемой гидроокиси кальция приводит к ухудшению качества продукта за счет увеличения в нем содержания сульфата аммония. Повышение температуры на стадии нейтрализации сульфаминовой кислоты выше 60 С макет привести к термическому разложению сульфамата аммония. Кроме того, повышение и понижение температуры на стадиях нейтрализации сульфаминовой кислоты и образования гипса, по сравнению с укаэанными выше пределами температур, приводит к ухудшению процесса кристаллизации гипса, ухудшению процесса фильтрации его и увеличению потерь сульфамата аммония с ним.

Способ осуществляется следующим образом.

° Имидодисульфонат аммония, содержа-щий примесь триаммонийимидодисульфоната аммония, сульфамата аммония и сульфата аммония, сначала гидролизуют в слабом растворе серной кислоты. при температуре не выше 65 С. Образующийся в результате гидролиэа раствор подают в реактор l с обогревающими и перемешивающими устройствами, в который одновременно поступают оборотный фильтрат, получающийся на последующих стадиях, и раствор гидроокиси кальция из смеси-, теля 2.

Процесс нейтрализации гидролиэован ного раствора гидроокисью кальция и выделяющимся аммиаком осуществляется в нескольких последовательно располакенных реакторах, причем количество добавляемой гидроокиси кальция должно быть достаточным для полного связывания содержащихся в гидролизном растворе сулырата аммония и серной кислоты.

Выделяющийся при взаимодействии гидроокиси кальцця с сульфатом аммония амми ак нейтрализует сульфаминовую кислоту.

Процесс нейтрализации осуществляют при

50-60 С и постоянном перемешивании в течение 4-6 ч, рН раствора 7-9.

При этом все содержащиеся в раствор сульфачионы. связываются в виде CaS0y

S 842Î ЗН О. Т:3К в пульпе 1:6-10. Жидкая ,фаза в пульпе содержит сульфамат аммония, аммиак и незначительные количест ва сульфамата кальция и CeSOy

Происходящие при этом процессы могут быть выражены следующими уравнениями:

Суспенэию разделяют в разделительном устройстве 3, осадок гипса промывают.

Гипс s количестве 99,4 r с содержанием сульфамата аммония 0,4% выводит в от» вал, Фильтрат частично возвращают в ( реакторы lи2,,а остальное копичество

°, упаривают в испарителе 6 при 80 С до содержания сульфамата аммония в растворе 78 вес %, охлаждают до 20 С при постоянном перемешивании и выпавшие, кристаллы отделяют на фильтре. Фильтрами

4ин ьо ин +Rca(oH) =2са(ь0 NH ) +

2 3 22

+4йн t 1н О, НЬО йН +(NН„)2504+ 8250„+2Ca(SOУЧН2)2+

Ф4йн +н20= бйн 60 йн + ЫЬ04 2Й О+

4 Ъ 2 4

+ нн

Гипс отделяют на разделительном устройстве 3 промывают водой и промыв ную воду возвращают в процесс на ста-. дию гидролиза солевой смеси. Фильтрат разделяют на три части: одна часть на20 правляется .на последующую переработку в реактор 4, другая часть s качестве оборотного фильтрата возвращается в реактор 1, а третья часть используется в реакторе 2 для растворения гидроокиси кальции.

Фильтрат, поступающий в реактор 4, при 30-60 С и постоянном перемешивании обрабатывают углекислым аммонием или углекислым. газом для связывания

36 оставшихся в растворе ионов кальция.

Количество добавляемого карбоната аммония или углекислого газа должно быть достаточным для полного связывании рас творенного калшия.

Образующуюся суспенэию направляют в разделительное устройство 5. Осадок представляющий собой карбонат кальция с примесью сульфамата аммония, возвращают в реактор l, а фильтрат, представляющий собой концентрированный раствор сульфамата аммония, в зависимости от . содержания в нем ИН SO>NHq либо сразу охлаждают до 15-20 С в аппарате 6, либо сначала упаривают в аппарате 7 при атмосферном давлении или под вакуумом при температуре не выше 80 С и затем охлаждают.

Суспензию направляют в разделительное устройство B. Кристаллический сульфамат аммония выводят в виде готового продукта, который в случае необходимости подсушивают, а фильтрат возвращают в реактор. 1, Пример 1 . 100 r солевой смеси, содержащей 72,6% имидодисульфоната аммония, 22,3% триаммонийимидодисульфоната аммония и около 5% сульфамата аммония, после гидролиза серной кисло17 4 той, вводят в реактор 1, в котором содержится оборотный фильтрат. Сюда же вводят раствор, приготовленный в аппарате 2 смешением 34,1 г 96%-oO CaO c

277 г оборотного фильтрата. Образующая-. ся суспензия перетекает в три последовательно располсюкенных реактора. Время пребывания в реакторах 5ч, температура о

57-60 С Т:Ж 1 6; содержание сульфамата аммони в. жидкой фазе суспеиэии

70,4%.

Затем, успенэию разделяют в разделительном устройстве 3,, осадок гипса промывают водой. Гипс в количестве 102

r с содержанием 0,8% МЦВОзМН выводит в отвал. Фильтрат разделяют, причем часть в качестве оборотного фильтрата возвращают в реактор 1, часть направляют в реактор 2, для смешения с СаО, а часть направляют в реактор 4, добавляют в него 0,35 r (ЙН ) СО5 и пере мешивают в течение часа при температуре 35-40 С. Полученную суспенэию на правляют на разделительное устройство 5.

Осадок, карбонат кальция с примесью сульфамата аммония, направляют в реак тор 1, а фильтрат охлаждают до 15 С при постоянном перемешивании, и затем из него выделяют продукт на разделительном устройстве 8. Фильтрат as устройства 8 возвращают в реактор l.

Выход продукта составляет 98,4%» Содержание КЙ SOP в продукте 99,6%.

Пример 2 . 100 г солевой сме си приведенного в примере 1 состава после гидролиза серной кислотой вводят постепенно в реактор 1, в котором содержится оборотный фильтрат. Сюда же вводят раствор, .:приготовленный a alIIIaрате 2 смешением стехиометрического кспичества СаО с оборотным фильтратом.

Образующаяся суспензия перетекает в три последовательно расположенных реа» ктора. Время пребывания в реакторах

6 ч температура 50-55 С, Т:Х 1:10, содержание сульфамата в жидкой фазе суо— пензии 60%.

7 8420 возвращают в реактор l. Вьу од продукта

99,2%, содержние ИЙ SO Ий в продукте

99, 5%.

ll р и м е р 3 . Процесс осуществляют как в примере 2. Температура 55-57 С, 8

Т:Ж l:8, время пребывания суспензии в реакторах 5 ч. Содержание Н» ЩЙЙ в жидкой фазе суспензии 65%. К фильтрату добавляют (ЙН Д Ы в количестве

100,5% от стехиометрии и после отделе- 10

Ф ния.осадка упаривают его при 60-70 С.

Выход продукта 99,0%, содержание фЩйц в продукте 99,6%.

Использование предлагаемого способа получения сульфамата аммония из имидо- ls дисульфоната аммония позволяет получать продукт с содержанием NHyS0>HH не менее

99,5%. Выход продукта более 98%.

Формула изобретения

l. Способ получения сульфамата аммония из смеси, содержащей имидоди- 25 сульфонат аммония, включающий гидролиз ее слабой кислотой, смешение полученного раствора с оборотным фильтратом.

17 8 и нейтрализующим агентом с последуюии .й фильтрацией, отделением осадка и выделопием из фильтрата конечного пров дукта при охлаждении до 15-20 С, о т - н и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества продукта и увеличения его выхода, в качестве нейтрализующего агента используют гндроокись кальция и смешение ведут при температуре

50-60 С в течение 4«6 ч, а в полученный фильтрат добавляют углекислоту или углекислый аммоний, отделяют осадок карбоната кальция, а из фильтрата вьщеляют сульфат аммония

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, углекислоту или углекислый аммоний вводят при температуре 30-60 С.

3. Способ по пп. l и 2, о т л и ч ашийся тем, что фильтрат перед охлаждением упаривают при температуре

60-80ОС.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патенг США J4 3404949, кл. 23-114, 1968.

2. Патент ФРГ % 1996854, кл. 12 < 21/10, 1969.

842017

Ни ги4чюиг цпоМгдлч— миома агпчония

Составитель Т. Беренштейи

Редактор И. Михеева Техред С. Мигунова Корректор Е. Рошко

Заказ 4967/20 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул . Проектная,