Способ выделения сульфата аммония из водных растворов

Способ выделения сульфата аммония из водных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеез Соеетсиик

Сециалистичесиих

Реслублии, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

< 1787365 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.0578 (21) 2619137/23-26 с присоединением заявим Мо р )м. кл.

С 01 С 1/24

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 153.280.Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 151230 (5З) д 6 61 . 522 (088.8) Т.П. Белова,, В.И. Тарасова, В.И. Симонцев и Л.Н. Решетова (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СУЛЬФАТА АИМОНИЯ ИЗ ВОДНЫХ

РАСТВОРОВ

Изобретение относится к способам выделения сульфата аммония из его водных растворов, загрязненных органическими примесями и солями тяжелых металлов, образующихся, например в 5 процессах получения акрилонитрила, эфиров акриловой и метакриловой кислот и других производных акриловой и метакриловой кислот.

Известен способ выделения сульфата аммония из его водных растворов, загрязненных органическими примесями, образующихся в процессах производства акрилонитрила и метакрилонитрила пу- )5 тем упаривания их в присутствии азотной кислоты с предварительной нейтрализацией кислых растворов аммиаком до рН 5-6 (1)

Однако при использовании этого 20 способа нельзя очистить раствор от ионов тяжелых металлов, содержание органических примесей в исходном растворе не должно превышать 0,6-1,0%, а при упаривании растворов в присут- 25 ствии азотной кислоты, особенно с большим содержанием органических примесей, а также при уничтожении отработанного маточника, происходит разложение азотной кислоты и загрязнение30

2 атмосферы, кроме сернистого газа окислами азота.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению и достигаемому результату является способ выделения сульфата аммония из кислых отходов акрилатных производств путем упаривания их при 110-115 С до содержания влаги 3% и обработки получающейся кристаллической массы органическими растворителями, смешивающимися с водой, взятыми в количестве 0,17-0,34 к объему исходного раствора, например уксусной кислотой (21.

Недостатками этого способа являются ограниченность исходных растворов по содержанию органических примесей (5-10%); большой расход растворителей, низкий выход продукта (93%), а следовательно, большие потери сульфата аммония с отходами, при сжигании которых образуются вредные выбросы сернистого газа в атмосферу, высокая температура при упаривании (110-115оC) и слишком глубокое упаривание (до 3% влаги), что делает метод неприменимым к растворам с более значительныи загрязнением органическими примесями, например, образующимися в процессе проиэводст787365

20

40

60 ва акрилонитрила, в которых содержание сульфата аммония составляет 1-10Ъ„ а органических примесей от 20 до 400Ъ относительно количества сульфата аммония, так как при выпаривании таких растворов по известному способу обраэуется липкая смолоподобная трудно перемешивающаяся с растворителями масса, что черезвычайно затрудняет осуществление процесса в непрерывном варианте. Кроме того, при упаривании по этому способу в случае высокой концентрации органических примесей последние могут частично переходить в нерастворимое состояние и загрязнять кристаллы сульфата аммония.

Цель изобретения — повышение чистоты и выхода продукции.

Поставленная цель достигается тем, что в способе выделения сульфата аммония из водных растворон, загрязненных органическими примесями, пу,тем их упаринания и последующей об- . работки нодорастноримыми органическими реагентами, упаривание ведут до, содержания сульфата аммония в суспензии 30-80 вес.Ъ, а органический реагент применяют н количестне 0,0080,15 нес.Ъ к исходному раствору.

В качестве органического реагента применяют ацетонитрил или уксусную кислоту, а упаринание ведут при 40100 С и остаточном давлении 0,080,5 ати.

При меньшем количестве растворителя чем 0,008 нес.-, к исходному раствору его недостаточно для растворения смол, при большем объеме растворителя чем 0,15 нес.Ъ слишком велик расход растворителя, что удорожает стоимость процесса переработки загрязненных растворов, на качество we выделенного сульфата аммония увеличение количества растворителя более

0 15 нес.Ъ не влияет.

При содержании сульфата аммония в упаренном растворе менее 30 нес.Ъ ны-. ход его ниже эа счет того, что при добавлении уксусной кислоты он не полностью осаждается, а большая часть остается в растворе, а при степени упаривания до содержания сульфата аммония более 80 вес.Ъ не полностью экстрагируются смолы, так как значительная часть их вместе с маточным раствором захватывается внутрь выпадающими при упаривании кристаллами и не отмываются растворителем, в результате сульфат аммония содержит как смолы, так и соли металлов (цвет грязно-серый или грязно-коричневый)

Кроме того, при степени упаривания более 80 вес.Ъ получается густая масса, содержащая кристаллический сульфат аммония и вязкие полимеры, которая трудно технологически перерабатывается (перемешивается, транспортируется и т.п.),.что н производстве вызывает забивки трубопроводон, аппаратов, à c, åäoâàòåëüío, простой и снижение мощности.

Технология способа состоит в следующем.

Растворы, содержащие сульфат аммония и загрязненные органическими примесями и солями тяжелых металлов, подают ча отгонку с водяным паром легких органических примесей, которые отделяют от воды и возвращают в процесс. Далее раствор подают на упаривание. Образующуюся суспензию смешивают с органическим растворителем и подают на фильтр или центрифугу.

Кристаллический сульфат аммония промывают в случае необходимости на фильтре органическим растворителем.

Маточный раствор подвергают регенерации, причем отгоняемую воду смешивают с конденсатом и направляют на доочистку, органический растворитель на рециркуляцию, кубовый остаток, представляющий. собой органические примеси с частью растворителя и содержащимися солями тяжелых металлов, уничтожают путем сжигания.

Пример 1. 40 кг сточной воды, полученной при производстве акриланитрила и содержащей ионы тяжелых металлов, Ъ висмут 0,0002, молибден 0,0004, сульфат аммония 1, органические примеси 4, в том числе акрилонитрил 0,95, синильная кислота

0.,6, ацетонитрил 1,24, ацетальдегид

0,2 направляют в отпарную колонну.

С верха колонны отбирают, кг: акрилонитрил 0,36, синильная кислота 0,23, ацетонитрил 48, ацетальдегид 0,076, вода 0,044 и возвращают в процесс получения акрилонитоила на стадию выделения продуктов. Иэ кубовой жидкости отпарной колонны в количестве

33,854 кг в выпарном аппарате в вакууме при 40-80 С выпаривают 37,756 кг воды и 0,054 кг растворенных в ней органических примесей, которые не были выделены в отпарной колонне.

В полученную суспенэию, содержащую, Ъ: сульфат аммония 40, нодорастноримые смолы 40, висмут 0,007, молибден 0,0154 вводят 0,32 кг уксусной кислоты (0,008 вес.Ъ исходного раствора). После перемешивания сульфат аммония выделяют центрифугированием и сушат воздухом. После сушки получают 0,388 кг сульфата аммония белого цвета с содержанием сульфата аммония

20,8Ъ, металлы отсутствуют, выход 97Ъ. уксусную кислоту регенерируют и " возвращают в йроцесс выделения сульфата аммония.

Пример 2. 10 кг сточной воды, содержащей 6Ъ сульфата аммония, 3,1Ъ органических примесей и ионы тяжелых металлов, в том числе 0,0002Ъ висмута и 0,0007Ъ молибдена, направляют в отпарную колонну, где с верха колонны отгоняют легколетучие органические примеси н количестве 0,160 кг

787365

Составитель P.Ãåðàñèìîs

Редактор Ю.Петрушко Техред А.Ач Корректор С.Шекмар

Заказ 8257/20 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и 0,030 кг воды и возвращают в процесс получения. акрилонитрила. Кубовую жидкость в количестве 9,80 кг направляют в выпарноп аппарат, где в вакууме при 60-80 С испаряют 8,80 кг воды и 0,01 кг органических примесей.

В полученную суспензию, содержащую, Ъ: сульфат аммония 60, водорастворимые смолы 14, висмут 0,002 и молибден

0,0057, вводят 0,5 кг ацетонитрила (0,052 вес.Ъ исходного,pacTBopa).

Сульфат аммония выделяют центрифугированием и сушат воздухом. После сушки получают 0,594 кг сульфата аммония белого цвета с содержанием азота 20,8%, металлы отсутствуют,. выход

99%. $5

Пример 3. Из 3 кг сточной воды, содержащей 20Ъ сульфата аммония и 0,5% водорастворимых смол, на отпарной колонне отгоняют присутствующий в ней акрилонитрил, ацетонит-, ф рил, ацетальдегид и синильную кислоту в количестве 0,1 кг и возвращают в процесс, а кубовую жидкость отпарной колонны в количестве 2,9 кг упаривают в вакууме при 60-80 С, при 25 этом отгоняют 2,175 кг воды. Полученную суспензию смешивают с. 0,2175 кг ацетонитрила (0,103 вес.Ъ исходного раствора) . Кристаллы сульфата аммония выделяют фильтрованием в вакууме (300-400 мм рт.ст.). Маточный раст- З® вор отправляют на регенерацию ацетонитрила, а кристаллы сушат и получают 0,590 кг сульфата аммония белого цвета с содержанием азота 20,8-21%, выход 98,3Ъ. 35

Пример 4. 10 кг сточной воды производства акрилатов, содержащей 20% сульфата аммония и 1% водорастворимых смол, упаривают в выпарном аппарате в вакууме при 60-100 С. 4()

При упаривании удаляют 7,5 кг воды, as полученную суспенэию, содержащую

80,0В сульфата аммония и 4% водорастворимых смол, вводят 1,41 кг уксусной кислоты (0,15 вес.Ъ исходного раствора). Кристаллы сульфата аммония выделяют центрифугированием и сушат на воздухе. После сушки получают 1,94 кг сульфата аммония с содержанием азота 20,8-21%, выход 974 ° °

Уксусную кислоту регенерируют и возвращают для выделения сульфата аммония.

Таким образом, предлагаемый способ выделения сульфата аммония позволяет получить свободный от органических примесей и солей тяжелых металлов продукт, который может использоваться в качестве удобрения иэ растворов, образующихся в производствах акрилонитрила и эфиров акриловой и метакриловой кислот с практически любой концентрацией сульфата аммония и органических примесей. Выход сульфата аммония составляет 97,0-99,0%.

Формула изобретения

1. Способ выделения сульфата аммония из водных растворов, загрязненных органическими примесями, путем их упаривания и последующей обработки водорастворимыми органическими реагентами, о т л и ч а ю щ и и с .я тем, что, с целью повышения чистоты и выхода конечного продукта, упаривание ведут до содержания сульфата аммония в суспензии 30-80 вес.%, a органический реагент применяют в количестве 0,008-0,15 вес.В к исходному раствору.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что в качестве органического реагента применяют ацетонитрил или уксусную кислоту.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а io шийся тем, что упаривание ведут при 40-100 С и остаточном давлении 0,08-0,5 ати.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 400074, кл. С 01 С 1/24, опублик.

03.10.73.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 255217, кл. С 01 С 1/24, опублик.

28.10.69 (прототип).