1. Способ получения солей гидроксиламмония путем взаимодействия водорода с оксидом азота (NO) при мольном избытке водорода в водном растворе сильной неорганической кислоты в присутствии катализатора на основе благородных металлов, суспендированного на подложке на основе углерода, при избыточном давлении вплоть до 10 бар и температурах до 80шС, причем получаемая соль гидроксиламмония непрерывно выводится из реактора, в реакторе смешения с валом мешалки и лопастями мешалки, закрепленными на нем через втулку и опорную поверхность или опорный кронштейн, отличающийся тем, что

в нижней части реактора смешения размещена система ввода и распределения газа,

непосредственно над ней находится дисковая мешалка, у которой вокруг втулки с опорной поверхностью или опорными кронштейнами располагаются скошенные, вогнутые и установленные наклонно лопасти мешалки, которые своими углами или вогнутыми сторонами вращаются в направлении движения, и

в верхней части реактора смешения на валу мешалки установлена двухлопастная плосколопастная мешалка с установленными со смещением от центра отдельными лопастями в виде пластин, расположенных под углом от 0 до 30ш к оси лопасти, которые при своем вращении постоянно увлажняют крышку реактора.

2. Способ получения солей гидроксиламмония по п.1, отличающийся тем, что в качестве сильной неорганической кислоты используют серную кислоту с нормальной концентрацией от 4 до 5 и получают сернокислый гидроксиламмоний.

3. Способ получения солей гидроксиламмония по п.1 или 2, отличающийся тем, что водород и NO используют в мольном соотношении 1,9-2,0 к 1,0.

4. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-3, отличающийся тем, что суспендированный катализатор (включая подложку) используют в концентрациях от 7 до 50 г/л жидкой суспензии и со средним диаметром от 30 до 80 мкм.

5. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве катализатора на основе благородных металлов используют платину в концентрации от 0,1 до 0,5 мас.% в расчете на углеродную подложку.

6. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-5, отличающийся тем, что газы выходят из кольцевой системы ввода и распределения газа с диаметром газовых пузырей в среднем от 5 до 6 мм и скоростью газа от 7 до 30 м/с.

7. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-6, отличающийся тем, что на вращающейся втулке дисковой мешалки равномерно закреплены 6 вогнутых лопастей мешалки.

8. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-7, отличающийся тем, что в реакторе смешения установлены рассекатели пристеночного потока.

9. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-8, отличающийся тем, что в верхней части реактора смешения установлена двухлопастная плосколопастная мешалка с углом наклона от 45 до 90ш к поверхности жидкости в реакторе, состоящая из установленных со смещением от центра отдельных лопастей в виде пластин и имеющая диаметр мешалки от 0,3 до 0,4 по отношению к диаметру реактора.

10. Способ получения солей гидроксиламмония по п.9, отличающийся тем, что в плосколопастной мешалке высота отдельной лопасти составляет от 0,2 до 0,5 по отношению к диаметру плосколопастной мешалки.

11. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-10, отличающийся тем, что дисковая мешалка в нижней части реактора приводится в действие со скоростью от 5 до 15 м/с.

 

(57) Реферат / Формула:
Способ получения солей гидроксиламмония путем взаимодействия водорода с оксидом азота (NO) при мольном избытке водорода в водном растворе сильной неорганической кислоты в присутствии катализатора на основе благородных металлов, суспендированного на подложке на основе углерода, при избыточном давлении вплоть до 10 бар и температурах до 80шС, причем получаемая соль гидроксиламмония непрерывно выводится из реактора, в реакторе смешения с валом мешалки и лопастями мешалки, закрепленными на нем через втулку и опорную поверхность или опорный кронштейн, отличающийся тем, что

в нижней части реактора смешения размещена система ввода и распределения газа,

непосредственно над ней находится дисковая мешалка, у которой вокруг втулки с опорной поверхностью или опорными кронштейнами располагаются скошенные, вогнутые и установленные наклонно лопасти мешалки, которые своими углами или вогнутыми сторонами вращаются в направлении движения, и

в верхней части реактора смешения на валу мешалки установлена двухлопастная плосколопастная мешалка с установленными со смещением от центра отдельными лопастями в виде пластин, расположенных под углом от 0 до 30ш к оси лопасти, которые при своем вращении постоянно увлажняют крышку реактора.

2. Способ получения солей гидроксиламмония по п.1, отличающийся тем, что в качестве сильной неорганической кислоты используют серную кислоту с нормальной концентрацией от 4 до 5 и получают сернокислый гидроксиламмоний.

3. Способ получения солей гидроксиламмония по п.1 или 2, отличающийся тем, что водород и NO используют в мольном соотношении 1,9-2,0 к 1,0.

4. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-3, отличающийся тем, что суспендированный катализатор (включая подложку) используют в концентрациях от 7 до 50 г/л жидкой суспензии и со средним диаметром от 30 до 80 мкм.

5. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве катализатора на основе благородных металлов используют платину в концентрации от 0,1 до 0,5 мас.% в расчете на углеродную подложку.

6. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-5, отличающийся тем, что газы выходят из кольцевой системы ввода и распределения газа с диаметром газовых пузырей в среднем от 5 до 6 мм и скоростью газа от 7 до 30 м/с.

7. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-6, отличающийся тем, что на вращающейся втулке дисковой мешалки равномерно закреплены 6 вогнутых лопастей мешалки.

8. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-7, отличающийся тем, что в реакторе смешения установлены рассекатели пристеночного потока.

9. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-8, отличающийся тем, что в верхней части реактора смешения установлена двухлопастная плосколопастная мешалка с углом наклона от 45 до 90ш к поверхности жидкости в реакторе, состоящая из установленных со смещением от центра отдельных лопастей в виде пластин и имеющая диаметр мешалки от 0,3 до 0,4 по отношению к диаметру реактора.

10. Способ получения солей гидроксиламмония по п.9, отличающийся тем, что в плосколопастной мешалке высота отдельной лопасти составляет от 0,2 до 0,5 по отношению к диаметру плосколопастной мешалки.

11. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-10, отличающийся тем, что дисковая мешалка в нижней части реактора приводится в действие со скоростью от 5 до 15 м/с.

 

---

008181
Изобретение относится к способу получения солей гидроксиламмония путем каталитического восстановления моноксида азота водородом в разбавленном водном растворе неорганической кислоты в присутствии суспендированного платинового катализатора на подложке за несколько последовательных реакционных стадий.
Непрерывное получение солей гидроксиламмония путем каталитического восстановления моно-ксида азота водородом в разбавленном водном растворе неорганической кислоты в присутствии суспендированного катализатора на основе благородных металлов является известным промышленным способом, уже описанным в патенте DE 1177118; согласно этому способу обычно водный раствор неорганической кислоты, который содержит катализатор в виде взвеси, проводится через несколько последовательных реакционных стадий (каскадов), на каждой реакционной стадии вводится смесь моноксида азота и водорода, а на последней реакционной стадии отбирается раствор соли гидроксиламмония, содержащий катализатор.
Хотя этот способ в принципе оправдал себя, существует потребность еще более повысить производительность существующих установок и свести к минимуму недостаток образования нежелательных побочных продуктов, как оксид диазота, азот и соли аммония, которые приводят к снижению выхода соли гидроксиламмония. В случае повышенных концентраций оксида диазота это приводит также к образованию взрывчатых смесей. В этой связи образование пены на поверхности реакционной смеси также сказывается отрицательно.
В этой связи уже было проведено много исследований по усовершенствованию процесса. Так, из патентного описания DE 2736906 В1 известен способ получения солей гидроксиламмония, при котором удается путем увеличения количества платинового катализатора на графитовой подложке повысить скорость реакции восстановления таким образом, чтобы достичь существенно более высокого выхода с единицы объема в единицу времени (т.е. большей производительности), в расчете на моноксид азота.
Однако недостаток этого способа состоит в том, что с повышением нужно принимать в расчет потерю платины. Кроме того, повышение количества катализатора ограничено требованиями по текучести и фильтруемости суспензии.
В соответствии с патентным описанием DE 3713733 известен способ получения солей гидроксил-аммония, при котором образование побочных продуктов значительно снижено за счет того, что применяют платиновый катализатор на подложке, частично отравленный серой и дополнительно селеном, причем осаждение металлической платины из водного раствора платины на подложку происходит с помощью восстановителя в присутствии органических хелатирующих агентов.
Недостатком при этом является недопустимо высокое усложнение получения катализатора.
Из патентного описания DE 3130305 А1 известен способ получения солей гидроксиламмония, в котором предотвращают или, по крайней мере, существенно снижают образование пены на поверхности реакционной смеси путем соответствующего ограничения доли мелкой дисперсной фракции в платиновом катализаторе на подложке, или путем опрыскивания поверхности реакционной смеси реакционной смесью и/или вновь подаваемой неорганической кислотой, или путем добавления пеногасителя.
Недостаток этого способа состоит в том, что в ходе эксплуатации катализатора относительно быстро образуется слишком высокая по сравнению с предельно допустимой доля мелкодисперсной фракции или требуются большие технические затраты на опрыскивание поверхности реакционной смеси. Кроме того, во многих случаях, например при производстве капролактама, добавление подавляющих пену примесей исключается из-за их влияния на стабильность процесса и качество продукта при дальнейшей обработке солей гидроксиламмония.
Важное значение при исследовании возможности повышения производительности путем как можно большей скорости реакции и повышения селективности превращения до образования солей гидрокси-ламмония, т. е. значительного снижения образования побочных продуктов, получил режим подачи неорганической кислоты, для чего было разработано несколько вариантов.
Так, в патенте DE 3107702 описан способ получения солей гидроксиламмония, в котором на последней реакционной стадии устанавливают определенное значение рН, и это измеренное значение регулирует подачу свежего водного раствора неорганической кислоты на первую стадию реакции. Таким образом предотвращают образование взрывчатой смеси отходящих газов, а на последней стадии реакции - увеличенное образование побочных продуктов.
В следующем, описанном в патентном описании DE 4 132 800, способе получения сернокислого гидроксиламмония подача серной кислоты является дробной и именно предпочтительно таким образом, что на первую стадию реакции подают разбавленную серную кислоту, а на одну или несколько следующих стадий подают концентрированную серную кислоту, причем содержание свободной серной кислоты на последней реакционной стадии может быть существенно снижено.
В том же направлении из патентного описания DE 10062325 известен способ получения солей гид-роксиламмония, согласно которому поток разбавленного водного раствора неорганической кислоты перед подачей на несколько последующих реакционных стадий разделяют по меньшей мере на два парциальных потока и при этом подачу регулируют значением рН предпочтительно на последней реакционной стадии, на которую подают второй парциальный поток кислоты.
- 1 -
008181
Все три указанных запатентованных способа, относящихся к подаче кислоты, являются, несмотря на имеющиеся достоинства, неудовлетворительными, так как они связаны с усложнением промышленного оборудования и в случае использования измеренных значений рН в качестве регулирующего фактора также отрицательно влияют на стабильность процесса.
Поэтому была поставлена техническая задача разработать способ получения солей гидроксиламмо-ния, при котором технически простым способом достигается как можно более высокая скорость реакции и устраняются указанные недостатки, в частности, в отношении безопасности.
Поставленная задача решается способом получения солей гидроксиламмония путем взаимодействия водорода с оксидом азота (NO) при мольном избытке водорода в водном растворе сильных неорганических кислот в присутствии суспендированного катализатора на основе благородных металлов на подложке на основе углерода при избыточном давлении вплоть до 10 бар и температурах до 80°С, в реакторе смешения с валом мешалки и лопастями мешалки, укрепленными на нем через втулку и опорную поверхность или опорные кронштейны, причем образующаяся соль гидроксиламмония непрерывно удаляется из реактора, при этом согласно изобретению
в нижней части реактора смешения размещена система ввода и распределения газа,
непосредственно над ней находится дисковая мешалка, у которой вокруг втулки с опорной поверхностью или опорными кронштейнами находятся скошенные, вогнутые и установленные наклонно лопасти мешалки, которые своими углами или вогнутыми сторонами вращаются в направлении движения (т. е. движутся своими вогнутыми сторонами против жидкости), и
в верхней части реактора смешения на валу мешалки установлена двухлопастная плосколопастная мешалка с установленными со смещением от центра индивидуальными лопастями в виде пластин под углом от 0 до 30° к оси лопасти, которые при своем вращении постоянно увлажняют крышку реактора.
Для реакции в качестве сильной неорганической кислоты применяется, в частности, серная кислота, и тем самым получают сернокислый гидроксиламмоний. Как правило, по причинам реакционной способности и коррозии предпочтительно применяется 4-5-нормальный водный раствор серной кислоты, концентрация которой по ходу реакционных стадий снижается.
Реакцию проводят целенаправленно при охлаждении реакционной среды при температурах в диапазоне от 30 до 80°С, особенно предпочтительно от 40 до 60°С.
Как правило, водород и моноксид азота на отдельных реакционных стадиях применяют в мольном отношении 1,9-2,0 к 1,0.
Реакцию проводят при повышенном давлении в диапазоне от 1,0 до 10 бар, причем хорошие результаты достигаются уже в интервале от 3,0 до 5,0 бар.
В качестве катализатора для восстановления моноксида азота применяют платину, которая предпочтительно в количестве от 0,1 до 0,5 мас.% нанесена на графит, имеющий средний диаметр от 30 до 80 мкм. Этот нанесенный катализатор используют в водном растворе серной кислоты в тонкоизмельченной суспендированной форме в концентрации в диапазоне от 7 до 50 г/л.
С последней из последовательных реакционных стадий отводят реакционную смесь, содержащую суспендированный катализатор, которая имеет концентрацию сернокислого гидроксиламмония от 280 до 300 г/л (24-25,5 мас.%).
Предпочтительно применяют кольцевую систему ввода и распределения газа.
Согласно изобретению смесь газов, состоящую из моноксида азота и водорода, вводят в водный раствор серной кислоты, содержащий суспендированный платиновый катализатор на подложке, таким образом, чтобы пузырьки газа выходили из применяющейся кольцевой системы ввода и распределения газа тонкоизмельченными (средний диаметр пузырьков газа 5-6 мм) со скоростью от 7 до 30 м/с. В поле течения мешалки, расположенной в идеале непосредственно над этой системой, струя газа распадается внутри жидкости на маленькие пузырьки с большой поверхностью раздела фаз, что создает основу для улучшенного массопереноса.
Модифицированная дисковая мешалка (фиг. 2) на нижнем конце специального смесительного устройства отличается согласно изобретению тем, что на вращающемся диске равномерно закреплены предпочтительно 6 вогнутых лопастей мешалки, скошенные на концах (половинки трубы), с относительной шириной отдельной лопасти в отношении к мешалке от 0,2 до 0,3 (b1:d2 на фиг. 1). Относительный диаметр мешалки составляет от 0,3 до 0,4 от диаметра реактора (d2:d1 на фиг. 1).
Для достижения лучшего перемешивания в реакторе смешения (фиг. 1) установлены рассекатели пристеночного потока.
Согласно изобретению двухлопастная плосколопастная мешалка (фиг. 3) в верхней части особого смесительного устройства состоит из нескольких установленных со смещением от центра отдельных лопастей в виде пластин, расположенных под углом от 0 до 30° к оси лопасти, с высотой отдельной лопасти от 0,2 до 0,5 в отношении к диаметру пластины (h4:d3 на фиг. 1) и относительным диаметром мешалки от 0,3 до 0,4 в расчете на диаметр реактора (d3:d1 на фиг. 1).
Отдельные лопасти приварены как слой к опорным ребрам или ребрам жесткости.
Особое смесительное устройство согласно изобретению приводится в действие со скоростью вращения от 80 до 240 об./мин. При этом окружная скорость находится в интервале 5-15 м/с.
- 2 -
008181
Применяющийся согласно изобретению реактор смешения (фиг. 1) с обеими своими мешалками показан для примера на фиг. 1-3. Это смесительное устройство состоит из центрального цилиндрического вала мешалки, на нижнем конце которого установлена модифицированная высокоэффективная дисковая мешалка. На вращающемся диске закреплены изогнутые относительно направления перемешивания, скошенные на концах лопасти мешалки. Верхняя часть вала мешалки соединена с плосколопастной мешалкой, которая состоит из нескольких установленных со смещением от центра отдельных лопастей с различными углами наклона.
Для обеспечения достаточно высокой степени армирования реактора установлено до 6 прерывателей потока или рассекателей пристеночного потока. Внутренние и внешние охлаждающие змеевики служат для поддержания равномерной температуры процесса.
Обозначения
Фиг. 1. Реактор смешения.
1 -
Вал мешалки
d1 -
Диаметр реактора смешения
2 -
Дисковая мешалка (нижний смеситель)
d2 -
Диаметр нижней мешалки
3 -
Плосколопастная мешалка (верхний смеситель)
d3 -
Диаметр верхней мешалки
4 -
Подвод с распределительным устройством
h1 -
Предельная высота заполнения реактора
5 -
Рассекатель пристеночного потока
h3 -
Высота монтирования нижней мешалки
6 -
Штуцер для ввода кислоты
h4 -
Высота лопастей верхней мешалки
7 -
Штуцер для отвода продукта
b1 -
Ширина лопасти нижней мешалки
8 -
Отвод отходящих газов
9 -
Теплообменник со спиральными трубами
10 -
Теплообменник с рубашкой
Фиг. 2. Дисковая мешалка. 1 - Вал мешалки
11 - Лопасти мешалки
12 - Опорная поверхность
13 - Фланец мешалки
Фиг. 3. Плосколопастная мешалка. 1 - Вал мешалки
14 - Лопасть
15 - Ось лопасти
16 - Отдельные лопасти
17 - Угол между отдельными лопастями и осью лопасти
18 - Листы или ленты жесткости
19 - Зажимная втулка
20 - Резьбовое соединение
Пояснения к фиг. 1-3.
На фиг. 1 изображен реактор смешения со своими основными компонентами. Через идущий сверху вал (1) мешалки от двигателя/приводного механизма передается энергия, необходимая для перемешивания содержимого реактора. При этом имеет место локальный подвод энергии как дисковой мешалки (2), так и плосколопастной мешалки (3). Обычная высота монтирования h3:d1 составляет 0,19. Для снижения вихреобразования и тем самым для обеспечения необходимой степени армирования служат вплоть до шести рассекателей (5) пристеночного потока. Подача кислоты и отвод продукта осуществляют через штуцеры (6, 7), расположенные сбоку в нижней зоне реактора. Подача газа осуществляется через внешнее распределительное устройство (4) в зоне повышенной плотности энергии, чтобы достичь как можно меньших размеров пузырей. Отходящий газ отводится через устройство с отделителем жидкости на крышке реактора, которое на фигуре только обозначено (8).
Для охлаждения экзотермического процесса служат три отдельно питаемых теплообменника (9) со спиральными трубами внутри, а также теплообменник (10) с рубашкой с приваренными половинками трубы снаружи реактора.
Фиг. 2 (вверху вид спереди, внизу вид сверху).
На фигуре показано выполнение встроенной 6-лопастной дисковой мешалки. Вогнутые против направления вращения лопасти мешалки или половинки труб (11) закреплены на опорной поверхности и скошены наружу у краев пластин. Для индивидуальной подстройки высоты монтирования мешалки фланец (12) мешалки соединен с валом (1) на винтах.
Фиг. 3 (вверху вид спереди, внизу вид сверху).
На фиг. 3 показана плосколопастная мешалка, которая служит для увлажнения жидкостью крышки реактора, а также для подавления пенообразования. Она состоит из 2 лопастей (14), которые установлены к уровню жидкости под углом от 45 до 90°, предпочтительно 90°. Каждая лопасть состоит из уста- 3
008181
новленных со смещением от центра отдельных плоскостей в виде пластин (16), которые наклонены к оси (15) лопасти под углом (17) от 0 до 30°, предпочтительно от 14 до 24°. Для стабилизации конструкции служат листы или ленты жесткости (18). Путем выполнения зажимных втулок (19, 20) как резьбовых производится индивидуальная подгонка высоты монтирования на валу (1).
Характерными, отличающими мешалку специфическими параметрами являются:
нижняя мешалка (дисковая мешалка):
относительная ширина лопасти b1/d2 0,23
относительный диаметр мешалки d2/d1 0,33
относительная высота монтирования h3/d2 0,58
верхняя мешалка (плосколопастная мешалка):
относительная высота лопасти h4/d3 0,34
относительный диаметр мешалки d3/d1 0,36
Способ согласно изобретению имеет преимущество, а именно, благодаря действию особого перемешивающего устройства, реакция восстановления протекает неожиданно с необычно высокой скоростью и благодаря этому без увеличения объема реактора достигается повышенная производительность. Этот результат вытекает, в частности, из особого конструктивного оформления модифицированной дисковой мешалки, с помощью которой удается газовую смесь, состоящую из моноксида азота и водорода и вводимую непосредственно через установленную под этой дисковой мешалкой кольцевую систему ввода и распределения, предельно тонко по сравнению с другими типами мешалок диспергировать в водном растворе серной кислоты, содержащем суспендированный платиновый катализатор на подложке, и достичь полного распределения пузырьков газа и высокой рециркуляции пузырьков газа. Значительно улучшенный благодаря этому массообмен влияет в неожиданно высокой степени на процессы, протекающие на поверхности катализатора.
Благоприятные условия реакции, создаваемые дисковой мешалкой, приводят, кроме того, к существенному снижению содержания моноксида азота в газе, отходящем из реактора смешения, и способствуют, помимо снижения выбросов, улучшенному выходу NO установки в целом.
Благодаря особой форме пластин модифицированной дисковой мешалки имеется, кроме того, преимущество, а именно влияние подачи газа на коэффициент полезного действия крайне мало и поэтому смеситель достигает высокой механической стабильности в отношении гидравлических радиальных сил. Высокая механическая стабильность способствует высокой надежности эксплуатации и, тем самым, длительному сроку эксплуатации, так как применяемые контактные уплотнительные кольца менее сильно нагружаются радиально.
По сравнению с классической дисковой мешалкой может применяться больший диаметр мешалки при улучшенной благодаря этому возможности газораспределения при одинаковой установленной мощности.
Благоприятный результат достигается, однако, также и благодаря специальной плосколопастной мешалке в верхней части вала мешалки, поскольку согласно изобретению и в случае колебаний уровня заполнения реактора простым образом обеспечивается требуемый для безопасности эксплуатации (предотвращение образования сухих включений катализатора из-за каталитического действия экзотермической реакции NO с Н2 с образованием NH3) и качества продукта (коррозия стали, вызванная Н2) подвод жидкости к крышке реактора. Кроме того, благодаря специальной конструкции смесителя удается эффективно уменьшать пенообразование без смачивания поверхности или добавки посторонних веществ.
В соответствии с убывающей из-за равновесия реакции в каскаде из нескольких реакторов движущей силы взаимодействия от оснащения первого реактора дисковой мешалкой, выполненной согласно изобретению, зависит, чтобы вызванное диффузией сопротивление реакции понижалось.
Получаемый по способу согласно изобретению сернокислый гидроксиламмоний пригоден для получения циклогексаноноксима - исходного продукта для получения капролактама.
Способ согласно изобретению поясняется следующим примером.
В каскад, состоящий из 5 реакторов (объем жидкости 38 м3), подается с расходом 17 м3/ч 4,4-нор-мальная серная кислота. Число оборотов вала мешалки составляет 160 мин-1. Распределенная ступенчато по реакторам смесь NO-H2 с примерно 32 об.% NO реагирует на катализаторе с образованием NH2OH, N2O и NH3. NH2OH и №Н3 связываются серной кислотой. Процесс проходит при 43°С и давлении отходящих газов 3,3 бар до остаточной концентрации серной кислоты на уровне от 0,2 до 0,4 н. Конечные концентрации сернокислого гидроксиламмония и сульфата аммония составляют от 280 до 300 г/л и от 7 до 20 г/л. Подача газа регулируется таким образом, чтобы доля NO в отходящем газе составляла от 5 до 6 об.% при содержании N2O от 4 до 5 об.%. В этой конфигурации достигается выход ГАС от 27 до 28 кг ГАС/м3 объема реактора.
Если 2 из 5 реакторов снабжены модифицированными мешалками для насыщения газом описанного типа, содержание NO в отходящих из этих реакторов газах снижается с 4,6 до 3,1 об.%. Улучшенная конверсия NO может затем быть использована для повышения подачи кислоты до расхода 18 м3/ч, что
- 4 -
008181
соответствует выходу по меньшей мере 29 кг ГАС/м3 реакционного объема. При этом доля сульфата аммония остается неизменно низкой.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения солей гидроксиламмония путем взаимодействия водорода с оксидом азота (NO) при мольном избытке водорода в водном растворе сильной неорганической кислоты в присутствии катализатора на основе благородных металлов, суспендированного на подложке на основе углерода, при избыточном давлении вплоть до 10 бар и температурах до 80°С, причем получаемая соль гидроксилам-мония непрерывно выводится из реактора, в реакторе смешения с валом мешалки и лопастями мешалки, закрепленными на нем через втулку и опорную поверхность или опорный кронштейн, отличающийся тем, что
в нижней части реактора смешения размещена система ввода и распределения газа, непосредственно над ней находится дисковая мешалка, у которой вокруг втулки с опорной поверхностью или опорными кронштейнами располагаются скошенные, вогнутые и установленные наклонно лопасти мешалки, которые своими углами или вогнутыми сторонами вращаются в направлении движения, и
в верхней части реактора смешения на валу мешалки установлена двухлопастная плосколопастная мешалка с установленными со смещением от центра отдельными лопастями в виде пластин, расположенных под углом от 0 до 30° к оси лопасти, которые при своем вращении постоянно увлажняют крышку реактора.
2. Способ получения солей гидроксиламмония по п.1, отличающийся тем, что в качестве сильной неорганической кислоты используют серную кислоту с нормальной концентрацией от 4 до 5 и получают сернокислый гидроксиламмоний.
3. Способ получения солей гидроксиламмония по п.1 или 2, отличающийся тем, что водород и NO используют в мольном соотношении 1,9-2,0 к 1,0.
4. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-3, отличающийся тем, что суспендированный катализатор (включая подложку) используют в концентрациях от 7 до 50 г/л жидкой суспензии и со средним диаметром от 30 до 80 мкм.
5. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве катализатора на основе благородных металлов используют платину в концентрации от 0,1 до 0,5 мас.% в расчете на углеродную подложку.
6. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-5, отличающийся тем, что газы выходят из кольцевой системы ввода и распределения газа с диаметром газовых пузырей в среднем от 5 до 6 мм и скоростью газа от 7 до 30 м/с.
7. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-6, отличающийся тем, что на вращающейся втулке дисковой мешалки равномерно закреплены 6 вогнутых лопастей мешалки.
8. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-7, отличающийся тем, что в реакторе смешения установлены рассекатели пристеночного потока.
9. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-8, отличающийся тем, что в верхней части реактора смешения установлена двухлопастная плосколопастная мешалка с углом наклона от 45 до 90° к поверхности жидкости в реакторе, состоящая из установленных со смещением от центра отдельных лопастей в виде пластин и имеющая диаметр мешалки от 0,3 до 0,4 по отношению к диаметру реактора.
10. Способ получения солей гидроксиламмония по п.9, отличающийся тем, что в плосколопастной мешалке высота отдельной лопасти составляет от 0,2 до 0,5 по отношению к диаметру плосколопастной мешалки.
11. Способ получения солей гидроксиламмония по одному или нескольким пп.1-10, отличающийся тем, что дисковая мешалка в нижней части реактора приводится в действие со скоростью от 5 до 15 м/с.
- 5 -
008181
Фиг. 3
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 6 -