Способ получения хромового ангидрида

Способ получения хромового ангидрида, включающий взаимодействие бихромата натрия с серной кислотой, плавление хромового ангидрида и бисульфата натрия и разделение их в расплавленном виде во вращающемся барабанном реакторе при непосредственном контакте реакционной массы с газообразным теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, плавление хромового ангидрида и бисульфата натрия и их разделение ведут при температуре теплоносителя 300 350°С и скорости вращения реактора 0,35 0,45 м/с.

Изобретение относится к технологии получения хромового ангидрида.
Известен способ получения хромового ангидрида путем взаимодействия бихромата натрия с серной кислотой с последующим плавлением продуктов реакции и разделением их в расплавленном виде (1).
Недостатком этого способа является несовершенный метод обогрева через стенку, низкая производительность, высокий коррозионный износ оборудования.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения хромового ангидрида из бихромата натрия и серной кислоты, в котором процесс ведут при непосредственном контакте теплоносителя, пропуская горячий газовый поток параллельно с потоком реакционной смеси через вращающийся реактор (2).
При этом используются 80%-ные (в пересчете на CrO₃) растворы бихромата натрия и процесс идет в трех зонах: в I зоне образуется хромовый ангидрид, во II зоне плавится бисульфат натрия при 300 250^oC, в III зоне плавится хромовый ангидрид при температуре ниже 250^oC.
Недостатком способа является низкая производительность процесса в зоне плавления хромового ангидрида из-за невозможности повышения температуры более 250^oC. Повышение температуры приводит к протеканию процесса разложения хромового ангидрида из-за его перегрева теплоносителем при их непосредственном контакте в нижней части цилиндрического реактора, вращающегося с малой окружной скоростью 0,15 м/с.
Целью изобретения является повышение производительности процесса.
Поставленная цель достигается описываемым способом получения хромового ангидрида, включающим взаимодействие бихромата натрия с серной кислотой, плавление хромового ангидрида и бисульфата натрия и разделение их в расплавленном виде при температуре теплоносителя 300 350^oC во вращающемся барабанном реакторе при скорости вращения 0,35 0,45 м/с и непосредственном контакте реакционной массы с газообразным теплоносителем.
Отличительными признаками способа являются скорость вращения реактора и температура плавления и разделения хромового ангидрида и бисульфата натрия.
Скорость вращения барабана обеспечивает толщину предохранительной пленки бисульфата натрия над расплавом хромового ангидрида, равную 0,8 мм. Это является достаточным для предотвращения перегрева и разложения хромового ангидрида и увеличивает производительность процесса за счет возможности повышения при этом температуры выплавки.
Способ позволяет повысить производительность процесса.
Пример 1.
Смесь из 660 кг бихромата натрия в виде 65%-ного CrO₃ раствора и 584 кг 93% -ной серной кислоты равномерно подают во вращающийся барабанный реактор диаметром 800 мм и длиной 6 м, который вращается со скоростью 0,35 м/с. Реакционную смесь нагревают продуктами сгорания природного газа, которые подают параллельно потоку смеси с температурой 650^oC. Отходящие газы имеют температуры 300^oC. Процесс ведут непрерывно в течение 70 мин, из них 3 мин затрачивается на плавление хромового ангидрида при температуре 300^oC. Получают 476 кг продукта, который содержит 99,7% CrO₃ и 0,01% нерастворимого в воде остатка. Степень использования хрома 94,48% Производительность составляет 0,408 т/ч.
Пример 2.
То же, что и в примере 1, только бихромат берут в виде 55%-ного раствора по CrO₃. Температуру газа на входе в реактор поддерживают 850^oC, на выходе 350^oC. Время пребывания хромового ангидрида в расплавленном виде 2 мин. Скорость вращения реактора 0,45 м/с. Процесс проводят за 60 мин и получают 475 кг ангидрида, содержащего 99,7% CrO₃ и 0,01% н.о. Производительность составляет 0,475 т/ч.
Указанные интервалы температуры и скорости вращения барабана диктуются следующими условиями.
При уменьшении скорости вращения менее 0,35 м/с не образуется достаточной толщины пленки по всему периметру внутренней поверхности барабана.
Верхний предел скорости вращения 0,45 м/с обусловлен экономическими и конструктивными соображениями. Температура теплоносителя в зоне плавления не должна превышать 350^oC, т.к. с повышением температуры ангидрид теряет текучесть и наматывается на стенку аппарата, что затрудняет его выгрузку и уменьшает производительность процесса. Нижний температурный предел также обусловлен производительностью процесса.
Результат процесса представлен в таблице.
Таким образом, при осуществлении способа по заявленным режимам достигается интенсификация процесса в 7,3 раза по сравнению с прототипом.
Технико-экономический эффект от изобретения заключается в увеличении производительности, улучшении качества продукта по содержанию нерастворимого остатка и экономии энергии.
Способ получения хромового ангидрида, включающий взаимодействие бихромата натрия с серной кислотой, плавление хромового ангидрида и бисульфата натрия и разделение их в расплавленном виде во вращающемся барабанном реакторе при непосредственном контакте реакционной массы с газообразным теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, плавление хромового ангидрида и бисульфата натрия и их разделение ведут при температуре теплоносителя 300 - 350°С и скорости вращения реактора 0,35 - 0,45 м/с.