410003

-ему и е БРЕТЕНИЯ О П ИЗ Союз СоветоваоциалиетичеснихРеслублин АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ависимое от авт. свидетельстваМ. Кл. С 05 с 11/О С 05 с 13/Оаявлено 15.711,1971 ( 1683106/23-2присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изаеретений и открытийиоритетубликовано 05,1,1974, Бюллетеньта опубликования описания 15 Х.197 К 631,8(088.8 второбретени явитель Ганз непропетровский химико-технологический институт им. ф, Э. ДзержинскогоАЗОТНО-КАРБОНАТН ПОСОБ ПОЛУЧЕ ОБРЕК Предлагаемый способ заключаедующем.Из метана в азотннием плазмотрона лцианистый водород, асуммарной реакции;4 СН, + И, -+ 2 НСК+6 Н, +После закалки и охлажденияиз него выделяют ацетилен, напрего поглощения диметилформаминейшем ацетилен выделяют изв чистом виде, а поглотитель вопроизводство.Освобожденный от ацетиленапает в конвертор, заполненныйром, состоящим из окислов марвированных окисью железа.В конвертор дозируют необходиство кислорода для окисления силоты.В ка тся в сле ой плазме юбого типа цетилен и с примене получаю одород п С,Н,. (1)этого газаимер, путем дом, В дальпоглотителя звращают в газ посту- катализатоанца, актимое количе ильной кис 25 2 НСК+ О, (СОИН,При взаимодействии с водой циановая кис лота образует аммиак и углекислый газ:зо НСИО+ Н,О - МН, + СО (4) Изобретение относится к химическои технологии переработки природного газа и может быть использовано для производства азотных удобрений и ацетилена,Азотно-карбонатные удобрения в жидком или твердом виде по известному способу получают в виде углеаммонийных солей (карбоната, бикарбоната аммония), углеаммиакатов, мочевины или смеси солей, получаемых из аммиака и углекислоты.Основным недостатком способа получения углеаммонийных солей является дороговизна и дефицитность веществ - аммиака и углекислого газа,С целью расширения сырьевой базы для получения азотнокарбонатных удобрений и одновременного получения целевых продуктов, ацетилена и водорода предлагается в качестве реакционных агентов использовать метан и азот и процесс их взаимодействия вести до образования ционистого водорода, ацетилена и водорода, с последующим удалением ацетилена, окислением цианистого водорода в присутствии катализатора и обработкой продуктов окисления водой. Ацетилен из реакционной массы удаляют путем его поглощения, например, диметилформамидом. Кроме того, в качестве катализатора используют окислы марганца, активированные окисью железа. честве продуктов окисления образуютювая кислота и оксамид по реакции:2 НСИ+ О, 2 НСКО (2). - = 26,1 моль. - .- 585 м. 40 45 Количество азота в смеси:502617 - (352+171+78,4) =2015,6 кг/т продукта,Состав продуктов пиролиза: 55 60 П р и м е р. В качестве примера приведецрасчет расходных коэффициентов на 1 тИН 4 НСО 3. 65 3В водной среде аммиак и СО образуют различные углеаммоццйные соли. Кроме того, аммиак, реагируя с ццановой кислотой, образует мочевипу (до 3 - 6% от общего количества углеаммонийцых солей) по реакции Вел- лера В оксамид превращается до 10% НСХ от исходного количества.Таким образом, получается раствор азотнокарбонатцых солей, состоящий из углеаммонийных солей, мочевины и оксамида. После поглощения углеаммонийных солей в газе остается азот и водород в соотношении 2: 1. Эта газовая смесь может быть использована для синтеза аммиака. Таким образом, весь процесс получения углеаммоийных солей, водорода и ацетилена может быть выражен суммарной реакцией. 4 СН+ К, + О + 4 Н,О - 2 МН 4 Н СО +Процесс совместного получения азотцо-карбонатных удобрений ацетилена и водорода ведут на установке, схема которой изображена на чертеже.Установка состоит из плазмотрона 1, котлаутилизатора 2, холодильника 3, скруббера 4, теплообменника 5, конвертора б, холодильника 7, абсорбционного реактора 8 и воздухоразделительной установки 9.Метан поступает в плазмотрон 1, где образуется в результате взаимодействия метана и азота газовая смесь, состоящая из (в % ): НСХ 10 - 11; С,Н 5 - 6; К - 55; Н=-28 - 30. После закалки в котле-утилизаторе 2 газ охлаждается в холодильнике 3 и поступает на абсорбцию в скруббер 4. Здесь из газа вымывается ацетилен с помощью селективного поглотителя (диметилформа мида), Далее газ нагревается до 150 - 200 С в теплообменнике 5 за счет тепла горячих конвертированных газов и поступает в конвертор 6. Здесь на катализаторе из МХОь активированного окисью железа, протекает реакция окисления НСХ с образованием циановой кислоты оксамида. В процессе реакции температура в конверторе поднимается до 250 в 3 С. Горячий конвертированный газ проходит теплообменник 5, охлаждаемся в холодильнике 7 и поступает в абсорбционцый реактор 8, где протекает реакция образовацич ЫН; и СО,.Лзото-водородная смесь из реактора 8 направляется на очистку и на синтез аммиака. Реакции процесса: 4 СН, + К,2 НСК+ 6 Н, + С,Н,; 2 НСИ+ О, -2 НС 1 чО; НСКО+ 2 Н,ОКН,НСО,; ХН,НСО, - ХН, + СО, + Н,О, Суммарная реакция:4 СН, + И, + О, + 4 Н,О - 2 КН,НСО, + На получение 1 моль продукта требуется 15 2 моль СН 4. При проведении реакции 2 степень превращения НСМ равна 97%.Расход метана:СН =.1000=417 кг =16 279 0,97 Соотношение азота к метацу в исходном газе принимаем25И,:СН,=З:1,Количество азота в исходной смеси будет:Ы,=585 3= 1755 м:=78,5 моль=2200 кг.30 Количество СН в исходной смеси состав- ляет 26,1 кг моль=-585 мф=25,0% об=417 кг; Количество К 78,5 кг моль=1755 м=35 =75,0 об % =2200 кг. Состав продуктов пиролиза метана определяют по реакции (1): НСМ =-0,5 СН, =0,5 26,1 =-13,05 моль =4100035Количество образовавшейся НСХО по реакции (2) с учетом 97%-ного превращения:НСХ 0=0,97 13,05=12,65 моль/т ХН 4 НСОз.Количество дефиксированного азота:И, = 0,03 13,05 =0,30 моль/т ИН,НСО,.Расход кислорода на проведение реакции (2):О, = 0,5 13,05 = 6,52 моль/т прод. = 6 Расходные коэффициенты на 1 т ХН 4 НСО: СН, =585 мз =417 кг; Х, = 1755 мф = 2200 кг; О, = 146 м = 209 кг; Н,О = 565 м = 456 кг; Получаемые продукты (синтез-газ):МН, = 282 м = 216 кг;= 146 мф = 209 кг,Состав газа после окисления НСХ (с учетомпредварительного выделения С 2 Н.НСИО =12,65 кг моль =-10,1 об.% == 1635 мз =- 2040 кг. Количество продукта, получаемого при гидролизе НСХО по реакции (3):МН,НСО, = НСИО = 12,65 моль=СО, = 283 мз = 556 кг;С,Н, = 147 мф = 171 кг.15Предмет изобретения1. Способ получения азотно-карбонатныхудобрений путем взаимодействия реакционных агентов, отличающийся тем, что, с20 целью расширения сырьевой базы и одновременного получения целевых продуктов, ацетилена и водорода в качестве реакционных агентов берут метан и азот и процесс взаимодействия последних ведут до образования циа 25 нистого водорода, ацетилена и водорода, споследующим удалением ацетилена, окислением цианистого водорода в присутствии катализатора и обработкой полученных продуктов окисления водой.30 2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что ацетилен из реакционной массы удаляютпутем поглощения его, например, диметилформамидом,3, Способ по пп. 1 и 2, отличающийсяЗ 5 тем, что в качестве катализатора используютокислы марганца, активированные окисью железа,