3.2 Технология получения сульфанилата натрия

Технологическая схема отделения синтеза сульфанилата натрия представлены на рис. 3.1.

Образование бисульфата анилина в среде полихлоридов бензола

Получение бисульфата анилина в среде полихлоридов бензола производят в сульфураторе - стальном, снабженном рубашкой для нагрева жидким высококипящим органическим теплоносителем (ВОТ), рамной мешалкой с частотой вращения 60 об/мин, приборами контроля давления и температуры.

В сульфуратор загружают чистые или возвратные полихлориды бензола в количестве 2000 кг из расходной емкости, минимальный уровень в которой сигнализируется.

Слой полихлоридов бензола с водой из расходной емкости сливается в сепаратор для дополнительного разделения. Из сульфуратора отбирают пробу загруженных полихлоридов бензола на анализ через стационарный пробоотборник. Если в отобранной на анализ пробе присутствует вода, ее отсасывают из сульфуратора вакуумом в вакуум-ловушку по шлангу. Вакуум создается вакуум-насосом для дополнительного разделения.

В полихлориды бензола, не содержащие воды или освобожденные от нее, при работающей мешалке, загружают самотеком из расходной емкости 505 кг анилина в расчете на 100% продукт.

По окончании загрузки анилина, в сульфуратор равномерно в течение 1 часа загружают 551 кг серной кислоты в расчете на 100% продукт из расходной емкости.

Температура массы к концу загрузки серной кислоты поднимается до 100-110 0С. Полученный бисульфат анилина с полихлоридами бензола образует суспензию. После 15 минут размешивания из сульфуратора через пробоотборник, при остановленной мешалке, отбирают пробу на анализ для определения массовой доли серной кислоты в бисульфате анилина, которая должна быть в пределах 48,5-51,0%. В случае отрицательного результата анализа догружают недостающий компонент до нормы и после 15 минутного размешивания, повторяют анализ.

Выход со стадии образования бисульфата анилина составляет 1355 кг (в пересчете на 100% анилин).

Сульфирование (превращение бисульфата анилина в сульфаниловую кислоту) в среде полихлоридов бензола. После установления необходимой кислотности бисульфата анилина массу при непрерывном размешивании в течение 4 часов нагревают до температуры 170 0С жидким ВОТ, который подают в рубашку аппарата.

Во время 10 часовой выдержки следят, чтобы масса в сульфураторе постоянно находилась в состоянии кипения, а переток конденсата через смотровой фонарь был интенсивным.

Температура массы в сульфураторе регулируется подачей теплоносителя в рубашку аппарата. По окончании выдержки сульфирование считают законченным.

Выход со стадии сульфирования составляет 1174,6 кг сульфаниловой кислоты или 95,7% в пересчете на анилин.

Нейтрализация сульфомассы

В сульфуратор загружают из расходной емкости (едкий натр 90% от расчетного количества, что составляет 619 кг в расчете на 100% продукт). Затем в сульфуратор по счетчику заливают 50% от расчетного количества холодной воды и пускают через выдавливающую линию «острый» пар, для ускорения растворения «пека».

После установления температуры массы 90-95 0С в сульфуратор добавляют остаток холодной воды и после растворения основной массы «пека» осторожно включают мешалку. Размешивают массу до полного растворения «пека». Во время растворения каждые 10 - 15 минут проверяют наличие щелочи в массе на универсальную щелочную бумагу. При исчезновении щелочной реакции в массе в сульфуратор из расходной емкости догружают небольшое количество едкого натра. Большего избытка щелочи допускать нельзя, так как свободная щелочь вызывает осмоление продукта. Всего на нейтрализацию расходуется 283,1 дм3 едкого натра в расчете на 100% продукт. Выход со стадии нейтрализации составляет 1150 кг сульфанилата натрия или 99,85% от загруженной сульфаниловой кислоты.

По окончании растворения «пека» и наличии щелочной реакции среды, масса после предварительной очистки от кристаллических побочных, промежуточных продуктов и продуктов распада сливается в выпарной аппарат для удаления полихлоридов бензола.

Побочная реакция

C6H5NH2H2SO4+2NaOH > C6H5NH2+Na2SO4 + 2H2O

Скорость обратной реакции значительно ниже, чем прямой. В связи с этим выход реакции сульфирования не превышает 90-94%.

Очистка раствора сульфанилата натрия

Температуру (92,5 ± 2,5) 0С в аппарате поддерживают пуском ВОТ в рубашку аппарата. При данной температуре массу переделивают на фильтр - пресс для фильтрации. Фильтр - пресс предварительно подогревают «острым» паром давление не более 0,3 МПа. Фильтрующим материалом служит бельтинг в два слоя арт. 2030, по ГОСТ 332-91. Во время фильтрации периодически проверяют чистоту фильтрата. Фильтрат с фильтр - пресса самотеком поступает в выпарной аппарат.

По окончании фильтрации раствора на фильтр выдавливают 330дм3 воды, нагретой до температуры 80-85 0С для промывки фильтровальной ткани.

По окончании фильтрации из сборника отбирают пробу на анализ. При отрицательном результате анализа на чистоту фильтрата раствор возвращают на повторную фильтрацию в аппарат. Давление в сборнике контролируется. Затем фильтр - пресс продувается сжатым воздухом давление 0,25 - 0,3 МПа и разбирается. Отбирается проба шлама на анализ. Шлам направляется на полигон захоронения промышленных отходов.

Выход со стадии фильтрования составляет 99,69% от загруженного сульфанилата натрия. Объем очищенного раствора 4240 - 4260 дм3.

Отгонка с паром полихлоридов бензола и не вступившего в реакцию анилина

Отгонку полихлоридов бензола и анилина производят в выпарном аппарате. Целью упаривания является концентрирование раствора перед последующей кристаллизацией.

Раствор сульфанилата натрия из сульфуратора переливают в выпарной аппарат с вынесенной зоной кипения, т.к. при удалении полихлоридов бензола возможно образование кристаллов сульфанилата натрия. Обогрев ведется водяным паром с давлением 0,3 МПа, который подается в рубашку греющей камеры. Вторичный пар, состоящий из отгоняемых паров полихлоридов бензола, непрореагировавшего анилина и воды поступает в конденсатор. По окончании упаривания раствор из аппарата при температуре 110 ± 5 0С поступает на кристаллизацию.

Выход со стадии упаривания составляет 1150 кг сульфанилата натрия или 99,85 % от загруженного сульфанилата натрия.

Пары полихлоридов бензола и анилина вместе с парами воды отгоняются и, проходя через холодильник, охлаждаемый оборотной водой, конденсируются и стекают в сепаратор, обогреваемый горячей водой через рубашку. Температура воды на выходе из холодильника контролируется. Температура в сепараторе поддерживается в пределах 50 - 60 0С и контролируется. В сепараторе конденсат расслаивается: верхний водный слой стекает через верхний штуцер в приемник водного слоя и через верхний штуцер приемника перетекает в сепаратор и после отстаивания перетекает в сборник водного слоя. Полихлориды бензола отстаиваются в нижний части сепаратора, откуда их периодически через нижний штуцер спускают в емкость.