способ получения сульфата аммония

Формула изобретения

Способ получения сульфата аммония, отличающийся тем, что осуществляют нейтрализацию отработанной серной кислоты процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, содержащей органические примеси в виде органических сульфокислот и сульфоэфиров, аммиаком в присутствии экстрагента, в качестве которого используют отходы спиртового производства - концентрат головных примесей этилового спирта, содержащий от 70 до 96 об.% этилового спирта, или промежуточную фракцию этилового спирта, содержащую от 50 до 75 об.% этилового спирта, при массовом соотношении серная кислота в пересчете на моногидрат: экстрагент, равном 1:0,4-0,9, образовавшийся органический слой отделяют от водного слоя, последний выпаривают и сушат.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению сульфата аммония из отработанной серной кислоты процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, содержащей полярные органические примеси.

Известен способ получения сульфата аммония путем нейтрализации серной кислоты, содержащей органические примеси, газообразным аммиаком [а.с. 349636, заявл. 12.12.69, С01С 1/24]. Отработанную кислоту предварительно разбавляют водой до концентрации 10%, добавляют масло в качестве экстрагента и процесс нейтрализации проводят при температуре не выше 80°С до достижения показателя рН среды 6. Экстрагент вводится в объемном соотношении серная кислота: масло = 1:3, образовавшийся слой масла отделяют, маточный раствор выпаривают, сушат и получают сульфат аммония с массовой долей азота 18-21%. Недостатком способа является низкая степень очистки продукта от полярных органических примесей, таких как органические сульфокислоты и сульфоэфиры.

Известен способ получения сульфата аммония из сернокислотных отходов акрилатных производств, включающий нейтрализацию аммиаком разбавленной кислоты в присутствии экстрагента органических примесей с последующей кристаллизацией сульфата аммония. В качестве экстрагента используют смесь пропилового спирта с бутиловым спиртом или бутилацетатом [а.с. 923949, заявл. 07.12.79, кл. 3 С01С 1/24]. Количество вводимого экстрагента составляет 0,5-1,0 объемов на один объем отработанной серной кислоты. Нейтрализацию кислоты газообразным аммиаком проводят при температуре не выше 100°С и до рН 7-8. Недостатком способа является низкая степень очистки продукта от полярных органических примесей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сульфата аммония нейтрализацией серной кислоты аммиаком в присутствии пероксомоносерной кислоты в качестве окислителя в количестве 0,00015-0,06 кг на 1 кг товарного сульфата аммония [а.с. 850583, заявл. 15.10.79, кл. 3 С01С 1/24]. Получают сульфат аммония с низким содержанием примесей хлора и роданид-иона. Недостатком способа является использование дорогого и дефицитного реагента - пероксомоносерной кислоты и низкая степень очистки продукта от полярных органических примесей.

Цель изобретения - удешевление процесса и повышение степени очистки сульфата аммония от полярных органических примесей.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что нейтрализацию отработанной серной кислоты процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, содержащей органические примеси в виде органических сульфокислот и сульфоэфиров, осуществляют аммиаком в присутствии экстрагента, а в качестве экстрагента используют отходы спиртового производства, образующиеся при выработке ректификованного этилового спирта из пищевого сырья. Концентрат головных примесей этилового спирта содержит от 70 до 96% (об.) этилового спирта, 0,1% (об.) метилового спирта, 5 г/дм³ альдегидов, 30 г/дм ³ сложных эфиров. Промежуточная фракция этилового спирта содержит от 50 до 75% (об.) этилового спирта, 20 г/дм³ примесей пропилового, изопропилового, бутилового, изобутилового, изоамилового спиртов. Концентрат головных примесей этилового спирта и промежуточная фракция этилового спирта вводятся при массовом соотношении серная кислота в пересчете на моногидрат: экстрагент, равном 1:0,4-0,9.

Соотношение каждого вида отхода спиртового производства в экстрагируемой смеси подобрано экспериментально. Критериями оценки являются содержание основного вещества - азота в продукте, остаточного количества органических веществ, цвет сульфата аммония.

Ведение процесса в указанных пределах соотношения серная кислота: экстрагент обеспечивает получение качественного продукта - сульфата аммония. Увеличение расхода экстрагента выше указанного массового соотношения 1:0,9 нецелесообразно, так как приводит к перерасходу экстрагента, к удорожанию процесса, при этом степень выделения органической фазы остается неизменным. Уменьшение расхода экстрагента ниже указанного массового соотношения 1:0,4 приводит к снижению степени выделения органической фазы и повышенному содержанию органических примесей в готовом продукте.

Пример 1. Берут 200 г отработанной серной кислоты - отхода процесса алкилирования изобутана олефинами, содержащей 86 мас.% серной кислоты и 12 мас.% полярных органических примесей. Нейтрализуют 25%-ным раствором аммиака в количестве 239 г до достижения рН водной фазы 7 при температуре 60°-70°С. Затем добавляют 103 г экстрагента - концентрата головных примесей этилового спирта. Массовое соотношение серная кислота в пересчете на моногидрат: экстрагент равно 1:0,6. Реакционная масса самопроизвольно делится на органический (верхний) и водный слои. Образовавшийся органический слой отделяют. Водный слой, представляющий насыщенный раствор сульфата аммония, имеет желтую окраску. Водный слой выпаривают и сушат. Выход соли - сульфата аммония 232 г, содержание азота 20,5 мас.% в пересчете на сухое вещество, влаги 0,3 мас.%, кислотность - 0,03 мас.%, органические примеси - 0,1 мас.%. Цвет продукта - желтый.

Пример 2. Берут 200 г отработанной серной кислоты - отхода процесса алкилирования изобутана олефинами, содержащей 86 мас.% серной кислоты и 12 мас.% полярных органических примесей. Нейтрализуют 25%-ным раствором аммиака в количестве 239 г до достижения рН водной фазы 7 при температуре 60°-70°С. Затем добавляют 103 г экстрагента - промежуточной фракции этилового спирта из пищевого сырья. Массовое соотношение серная кислота в пересчете на моногидрат: экстрагент равно 1:0,6. Реакционная масса самопроизвольно делится на органический (верхний) и водный слои. Образовавшийся органический слой отделяют. Водный слой, представляющий насыщенный раствор сульфата аммония, имеет желтую окраску. Водный слой выпаривают и сушат. Выход соли - сульфата аммония 232 г, содержание азота 20,5 мас.% в пересчете на сухое вещество, влаги 0,3 мас.%, кислотность - 0,03 мас.%, органические примеси - 0,1 мас.%. Цвет продукта - желтый.

Сравнительные данные по качеству сульфата аммония, полученного нейтрализацией отработанной серной кислоты процесса алкилирования изобутана олефинами аммиаком в присутствии экстрагента - отходов спиртового производства представлены в таблице.

Таблица
№	Экстрагент	Массовое соотношение кислота (мнг): экстрагент	Показатели качества сульфата аммония
Содержание, мас.%	Цвет
азот	органика	кислотность
1	Концентрат головных примесей этилового спирта	1:0,3	19	1,1	0,03	черный
2	Концентрат головных примесей этилового спирта	1:0,4	20,5	0,15	0,04	желтый
3	Концентрат головных примесей этилового спирта	1:0,9	20,5	0,1	0,03	желтый
4	Концентрат головных примесей этилового спирта	1: 1,0	20,5	0,1	0,03	желтый
5	Промежуточная фракция этилового спирта	1:0,3	19,1	1,1	0,03	черный
6	Промежуточная фракция этилового спирта	1:0,4	20,5	0,15	0,04	желтый
7	Промежуточная фракция этилового спирта	1:0,9	20,5	0,1	0,03	желтый
8	Промежуточная фракция этилового спирта	1:1,0	20,5	0,1	0,03	желтый

Использование в качестве экстрагента отходов спиртового производства из пищевого сырья обеспечивает качество и снижает себестоимость получаемого продукта - сульфата аммония.