Способ получения сульфамата аммония

союз СоветскикСоциалистически кРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.06.81, Бюллетень М 2 ао делам иэобретений и открытий(53) У 61.5 88.8 ата опубликовании описания 30.06.81 ф 4(71) Заявител 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬфАМАТА АММОНИЯ 1 2Изобретение относится к получению(40%) и сульфата аммония (9-10%), сульфамата аммония из имидодисульфа- заключающийся в том, что солевую смесь ната аммония. гидролизуют слабой серной кислотой; смеИзвестен способ получения сульфаматашивают полученный раствор с оборотнымФ аммония ЙИ 80 а МИа иэ смеси имидоди- фильтратом и нейтрвлизуюшим агентом сульфоната аммония с сульфаматом аммо (аммиаком) при рН 12 и Нагревании до ния, заключающийся в том, что эту смесь 105-1150 С перемешивают в течение нагревают при повышенном давлении 30 мин, охлаждают до 70,С, фильтруют (более или равно 30 ати) и температуре и отделяют осадок - сульфат аммония;160-320 С в атмосфере аммиака при из ильтрата при охлаждении до 15-. постоянном перемешивании.реакционной1 О20 С выделяют конечный продукт - сульмассы. При осуществлении процесса в фамат аммония. Выход продукта 82%, течение 20 мин выход продукта реакции; содержание основного вещества в продуксоставляет более 90%, содержаниете 98% (.2).ЙНВОа МН в продукте 92 вес,% 33.5Недостатки известного способа . - не- Недостатки укаэанного способа сосвысокое содержание основного вещества тоят в невысоком выходе сульфамата в продкте, периодичность процесса и аммония, а также содержании в готовом осуществление его под большим давлением. продукте 1% и более сульфата аммония,Наиболее близким к предлагаемому который для некоторых потребителей явно технической сущности и достигаемому ляется нежелательной примесью. результату является способ получения Цель изобретения - увеличение вы:сутьфамата. аммония из смеси, вмидоди- хода сульфамата аммония и улучшение :ульфоната (50%), сульфамата аммония его качества.Поставленная цель достигается тем, что солевую смесь, содержащую имидодисудьфонат аммония, гидролизуют слабой серной кислотой, смешивают раствор с оборотным фильтратом и нейтрализующим агентом - гидроокисью кальция при ф 30- 60 С в течение 4-6 ч, фильтруют и отделяют осадок - гипс, в фильтрат добавляют углекисдоту или углекислый аммоний. Огделяют выпавший осадок - кар бонат кальция и из фидьтрата цосле упвривания при 60-80 С и последукицего охлаждения до 15-20 С выделяют сугц- фамвт аммония. Углекислоту или углекислый аммоний вводят при 30-60 С. ИВ предлагаемом способе нейщэадизация раствора содержащего сульфатили бисульфат аммония, сульфаминовую и сер-ную кислоты, осуществляется эа счет введения гидроокиси кальция в количестве 10 100-102% от стехиометрии, предварительно смешанной с частью оборотного фильтрата. При этом содержащиеся в гицродиэ ном растворе сульфат аммония и серная кислота связываютса в сульфат кальция, 25 который и виде дигидратв Са 90 РЙО выпадает в осадок и после отделения егов разделительном устройстве (фильтр, центрифуга) выводится из процесса. Сбрвзующийся при этом .аммиак нейтрала эует сульфаминовую кислоту, избыеточное келичество газообразного аммиака удаляется .из зоны реакции. Получающийся после отделения дигидрата фильтрат содержит сульфамат аммония, аммиак и 35 растворенный сульфат кальция в оченьнезначительных количествах.Чтобы получить продукт, не содержащий соединений кальция, фидьтрат обрабатывают при 30-60 С углекиСлым газом 40 или добавляют ( ИЙ ) СО в количестве 100-101% от стехиометрии по отношению к растворенному сульфату кальция, отделяют фильтрацией осадок карбоната кальция, а вторичный светлый фалья;рат 45 перед охлаждением и выделением иэ него продукта упвриввют при атмосферном давлении или под вакуумом при температуре не выше 8 О.С.В предлагаемом способе получения 501 сульфаматв аммония весь сульфат-ион выводится из процесса в виде трудно- растворимого гипса и выделение продукте производят уже из раствора, практически не содержащего суп фата аммония.55Выбранные соотношения количества добавляемой гидроокиси кальция к стехйометрическому, температура и время проведения процесса обусловлены необходимостью полного связывания судьат ионов в "сульфат кальция, полной нейтрализации сульфаминовой кислоты и наиболее бам- приятными 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 добавдяемой 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 раэлакению сульфаматв аммония, Кроме того, повышение и понижение температуры на стадиях нейтрализации сульфаминовой кислоты и образования гипса, по сравнению с указанными выше пределами температур, цриводит к ухудшению процесса кристаллизации гипса, ухудшению процесса фильтрации его и увеличениюпотерь сульфаматв аммония с ним.Способ осуществляется следующим образом.Имидодисульфонат аммония, содержа- щий примесь триаммонийимидодисульфоната аммония, сульфамата аммония и сульфата аммония, сначада гидролизуют в слабом растворе серной кислоты. при температуре не выше 65 С. Образующийся в результате гидродиэв раствор подают в реактор 1 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 гидролиэоввнного 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 гидродизном растворе сулырата аммония и серной кислоты.Выделяющийся при взаимодействии гидро- окиси кальция с сульфатом аммония аммиак 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 сульфат ионы.связываются в виде АМ,ф5 8420 ОН 0. Т:.лС в пульпе 1:6-10. Жидкая ,фаза в пульпе содержит сульфамат аммония, аммиак и незначительные количест ва сульфамата кальция и Оь 0Происходящие при этом ирецессы могут быть выражены следующими уравнениями: 10 Суспензию разделяют в разделительномустройстве 3, осадок гипса промывают.Гипс в количестве 99,4 г с содержаниемсульфамата аммония 0,4% выводит в отвал, Фильтрат частично возвращают вреакторы 1 и 2, а остальное количествоЭ,упаривают в испарителе 6 при 80 С досодержания сульфамата аммония в растворе 78 вес %, охлаждают до 20 С припостоянном перемешивании и выпавшие,кристаллы отделяют на фильтре. Фильтрат 4 ИМ ЬО ИН +2 са(ОН) =ЯСа(ЬО НН ) +2 Ъ 22ь"Р Й 50 Рн (йн 4)204+ нЬо 42 СаЬСМН 2) +фн + м 20 5 ин 4 ьэ ин ,СО4 Ъ 2фНН 15Гипс 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 на 20 правляется на последующую переработку в реактор 4, другая часть в качестве оборотного фильтрата возвращается в реактор 1, а третья часть используется в реакторе 2 для растворения гидроокиси кальцияефильтрат, поступающий в реактор 4, при 30-60 С и постоянном перемешивании обрабатывают углекислым аммонием или углекислым, газом для связывания36 оставшихся в растворе ионов кальция, Количество добавляемого карбоната аммония или углекислого газа должно быть достаточным для полного связывании рас творенного калшия.Образующуюся суспензию направляютв разделительное устройство 5. Осадок представляющий собой карбонат кальция с примесью сульфамата аммония, возвращают в реактор 1, а фильтрат, представляющий собой концентрированный раствор сульфамата аммония, в зависимости от . содержания в нем ИН 4. ЬОЙН 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 8. Кристаллический сульфамат аммония выводят в виде готового продукта, который в случае необходимости подсушивают, а фильтрат возвращают в реактор 1.П р и м е р 1 . 100 г солевой смеси, содержащей 72,6% имидодисульфоната аммония, 22,3% триаммонийимидодисульфоната аммония и около 5% сульфамата аммония, после гидролиза серной кисло 17 4той, вводят в реактор 1, в котором содержится оборотный фильтрат. Сюда жевводят раствор, приготовленный в аппарате 2 смешением 34,1 г 96%-юй СаО с277 г оборотного фильтрата, Образующаяся суспензия перетекает в три последовательно располсюкенных реактора. Времяпребывания в реакторах 5 ч, температураф57-60 С Т:Ж 1:6; содержание сульфамата аммоню в. жидкой фазе суспеиэии70,4%.Затем руспенэию разделяют в разделительном устройстве 3 осадок гипсапромывают водой. Гипс в количестве 102г с содержанием 0,8% МЦ ВОзМНвыводятв отвал, фильтрат разделяют, причемчасть в качестве оборотного фильтратавозвращают в реактор 1, часть направляют в реактор 2,для смешения с СаО,а часть направляют в реактор 4, добавляют в него 0,35 г (ЙН )СО 5 и перемешивают в течение часа при температуре 35-40 С. Полученную суспензию направляют на разделительное устройство 5.Осадок, карбонат кальция с примесьюсульфамата аммония, направляют в реактор 1, а фильтрат охлаждают до 15 Спри постоянном перемешивании, и затемиз него выделяют продукт на разделительном устройстве 8. Фильтрат иэустройства 8 возвращают в реактор 1.Выход продукта составляет 98,4% Содержание ЙН 4. Щйв продукте 99,6%.П р и м е р 2 . 100 г солевой смеси приведенного в примере 1 составапосле гидролиза серной кислотой вводятпостепенно в реактор 1, вкотором содержится оборотный фильтрат. Сюда жевводят раствор, .:приготовленный в аппарате 2 смешением стехиометрическогокспичества СаО с оборотным фильтратом.Образующаяся суспензия перетекает втри последовательно расположенных реактора. Время пребывания в реакторах6 ч температура 50-55 С, Т:Х 1:10,содержание сульфамата в жидкой фазе суо -пензии 60%,7 8420возвращают в реактор 1. Вьуод продукта99,2%, содержние ИЙ йОИИ в продукте99, 5%.П р и м е р 3 . Процесс осуществляюткак в примере 2. Температура 55-57 С,8Т;Ж 1 ф 8, время пребывания суспензиив реакторах 5 ч. Содержание ЙН ВОййв жидкой фазе суспензии 65%. К фильтрату добавляют (МНД 00 в количестве100,5% от стехиометрии и после отделения.осадка упаривают его при 60-70 С.Выход продукта 99,0%, содержание9 Щййв продукте 99,6%,Использование предлагаемого способаполучения сульфамата аммония из имидодисульфоната аммония позволяет получатьпродукт с содержанием ЙН 0 зНН не менее99,5%. Выход продукта более 98%.20ф о р м ул а и з о б р е т е н и я1. Способ получения сульфамата аммония из смеси, содержащей имидоди сульфонат аммония, включающий гидролиз ее слабой кислотой, смешение полученного раствора с оборотным фильтратом. 17 8и нейтрализующим агентом с последующей фильтрацией, отделением осадка ивыделопием из фильтрата конечного провдукта при охлаждении до 15-20 С, о т -н и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюулучшения качества продукта и увеличения его выхода, в качестве нейтрализующего агента используют гйдроокись кальция и смешение ведут при температуре50-60 С в течение 46 ч, а в полученный фильтрат добавляют углекислоту илиуглекислый аммоний, отделяют осадоккарбоната кальция, а из фильтрата вьщеляют сульфат аммония2.Способ поп,1,отличающ и й с я тем, что, углекислоту илиуглекислый аммоний вводят при температуре 30-60 С.3, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч ащ и й с я тем, что фильтрат перед охлаждением упаривают при температуре60 800 СИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патенг США % 3404949,кл, 23-114, 1968.2. Патент фРГ % 1996854,кл. 1221/10, 1969.842017 иФюа Удсдл одина аююния ректор Е. Рош Заказ 4967 одписно ИИПИ 4/5 30 иал ППП "Патент, г. Ужгород роектная,дактор И. Михеева тавитель Т. Беренштейиед С. Мнгуиова Тираж 505 П Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д