一种氟化铵或氟化氢铵的结晶方法技术

本发明专利技术属于化合物生产技术领域，具体涉及一种氟化铵或氟化氢铵的结晶方法，本方法采用风冷喷淋冷却塔进行结晶，以无水氟化氢和液氨为原料，分批次进行反应，通过快速酸碱滴定法监测反应终点，然后将反应后的物料泵送至喷淋塔顶部，经过分布器从塔顶落下，依次经过两层方向相反的除雾器后重新进入循环槽，冷却后送至养晶槽培养，分离得到晶体成品；同时母液经固液分离后，进行再利用，尾气经过三级喷淋塔和母液后排空。本发明专利技术采用风冷喷淋冷却塔进行结晶，冷却速度快，成品收率高，得到的晶体颗粒均匀、致密、稳定，达到国家标准一等品的要求；同时生产过程中的液体和尾气统一集中回收，并循环利用，无废液、废渣产生，基本达到零排放生产。产。产。

【技术实现步骤摘要】
一种氟化铵或氟化氢铵的结晶方法


[0001]本专利技术属于化合物生产
，具体涉及一种氟化铵或氟化氢铵的结晶方法。

技术介绍

[0002]氟化铵是一种白色针状结晶，易吸湿，溶于冷水，微溶于乙醇，加热分解为氨和氟化氢，在热水中分解为氨及氟化氢铵，其水溶液呈酸性，能腐蚀玻璃，相对密度1.015，有毒，半数致死量(大鼠，腹腔)32mg/kg，有腐蚀性，可用作化学试剂、玻璃蚀刻剂(参与氢氟酸并用)、发酵工业消毒剂和防腐剂、由氧化铍制金属铍的溶剂以及硅钢板的表面处理剂，还用于制造陶瓷、镁合金，锅炉给水系统和蒸气发生系统的清洗脱垢，以及油田砂石的酸处理，也用作烷基化、异构化催化剂组分。氟化氢铵是一种重要的无机氟盐，白色的正交晶系结晶，比重1.52，熔点124.6℃，易潮解，易结块，可溶于水，微溶于醇，在热水中分解为氨和氟化氢铵，加热时分解为氨和氟化氢，水溶液呈酸性反应，能腐蚀玻璃，有毒，其主要用于金属在磷酸盐中钝化或镀锌、镀镍中用于侵洗金属使表面活化、硅钢板表面防锈处理、利用其能溶解硅石和硅酸盐特性、用于油田濒井对砂石酸化处理提高采量，还可用于制造陶瓷和铝镁合金的氧化剂及锅炉给水系统蒸汽发生统的清洗剂清除硅酸盐等结垢。
[0003]目前，氟化铵或氟化氢铵主要采用液相法进行生产，液相法的结晶方法有很多种，总体上分为自然冷却方式和结晶器方式两类。而自然冷却结晶，结晶时间长，开放式空气污染严重，密闭式散热慢，结晶周期更长，同时，自然冷却结晶形成的晶体颗粒粒径不均匀，偏差大。
[0004]同时，氟化氢铵具有较强的腐蚀性，使用常规金属材质的结晶器，设备腐蚀严重，采用I程塑料材质，塑料导热性差，换热效率低。专利CN201510159229.4中采用加压雾化喷淋塔，利用空气进行冷却，但是物料喷雾进入塔顶部，空气出口也位于塔顶部，雾化后的小液滴很容易被气流带出喷淋塔，进入尾气系统，降低成品收率。甚至被带出的物料液滴在尾气管路中结晶，随着生产批次的增加会造成管路堵塞。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种氟化铵或氟化氢铵的结晶方法，采用风冷喷淋冷却塔进行结晶，冷却速度快，成品收率高，得到的晶体颗粒均匀、致密、稳定；全程在密闭微负压条件下完成，生产环境好，生产过程中的液体和尾气统一集中回收，并循环利用，无废液、废渣产生，基本达到零排放生产。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种氟化铵或氟化氢铵的结晶方法，所述结晶方法采用风冷喷淋冷却塔进行结晶，具体包括以下步骤：
[0007]S1.在带有石墨列管冷却塔的反应釜中泵入母液或水，根据理论投料量，将无水氟化氢和液氨的量分别分成多个批次；
[0008]S2.在水冷却状态下向反应釜中通入第一批次投料量的无水氟化氢，然后缓慢向反应釜中通入第一批次投料量的液氨，通过控制液氨流量，使反应体系温度不超过95℃；优
选地，在生产氟化铵时，反应体系温度不超过90℃；在生产氟化氢铵时，反应体系温度不超过95℃。
[0009]S3.在S2通氨结束后，向反应釜内通入第二批次投料量的无水氟化氢，保持反应体系温度不超过95℃，向反应釜内通入第二批次投料量的液氨，保持反应体系温度不超过95℃，依次交替反应；优选地，在生产氟化铵时，反应体系温度不超过90℃；在生产氟化氢铵时，反应体系温度不超过95℃。
[0010]S4.在S3反应完成后，从反应液中取样，采用快速酸碱滴定法监测反应终点，并根据监测结果，通过控制无水氢氟酸或液氨的投料量，直至反应完全；
[0011]S5.将S4反应釜中的反应完全的物料泵送至预先装有母液的循环槽，使物料温度降至80℃以下，搅拌混合；
[0012]S6.将S5中循环槽的物料泵至喷淋塔顶部，经过分布器从塔顶落下，使其在喷淋塔内部与自下而上的冷空气接触，依次经过两层方向相反的除雾器，从塔底重新进入循环槽，如此循环冷却物料，使物料温度降至35
‑
45℃；优选地，在生产氟化铵时，物料温度降至35℃左右；在生产氟化氢铵时，物料温度降至40℃左右。
[0013]S7.将S6循环槽中冷却后的物料送至养晶槽，培养晶体；
[0014]S8.将S7养晶槽中培养后的晶体泵至卧式离心机，晶体通过自卸料进入包装槽，包装后，得包装成品；
[0015]S9.将S8中分离后的母液自流至固液分离器，上部清液进入母液槽，下部固液混合物与尾气系统中气液分离器分离出的液体合并后送回循环槽；
[0016]S10.将各设备设施的尾气合并送入三级喷淋塔，经母液吸收后排空。
[0017]进一步的，上述技术方案所述S1中将无水氟化氢和液氨分别分为2
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5批次。
[0018]进一步的，上述技术方案S4中生产氟化铵时，所述快速酸碱滴定法为：取2mL反应液，置于预先加入50mL水的比色管中，滴入2滴1g/L的溴甲酚紫指示液，得样品液；(1)当样品液呈紫色时，与标准液对比，若样品液紫色比标准液深，反应体系中氨过量，需补充无水氢氟酸，若样品液紫色浅于标准液，反应完全；(2)当样品液呈黄色时，用1mol/L的碱性溶液滴定至紫色，记录碱性溶液消耗的体积为V：
[0019]当V>0.2mL时，反应体系中氨不足，需补充氨；
[0020]当0<V<0.2ml时，反应完全。
[0021]进一步的，上述技术方案中所述标准液为量取50mL pH6.8的缓冲溶液置于50mL比色管中，加2滴1g/L的溴甲酚紫指示液，摇匀，制得。
[0022]进一步的，上述技术方案S4中生产氟化氢铵时，所述快速酸碱滴定法为：取2mL反应液，加入50mL水，第一次滴入2
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3滴10g/L的酚酞指示液，用1mol/L的碱性溶液滴定至淡红色，记录碱性溶液消耗的体积为V1；第二次加入20mL中性甲醛溶液，用1mol/L的碱性溶液滴定至淡红色，记录碱性溶液消耗的体积为V2；
[0023]当(V1
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V2)>0.5时，反应体系中氨不足，需补充氨；
[0024]当(V1
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V2)<0时，反应体系中酸不足，需补充无水氢氟酸；
[0025]当0<(V1
‑
V2)<0.5时，反应完全。
[0026]进一步的，上述技术方案所述碱性溶液为氢氧化纳、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化钡中的任一种。
[0027]进一步的，上述技术方案S6中所述分布器为塑料材质或耐氢氟酸腐蚀的金属材质，优选地，选用哈氏合金的金属材质；所述除雾器为旋流板或折流板。本技术方案中使用分布器可使物料均匀进入喷淋塔，不易形成雾状而被气流带走，旋流板则进一步削弱了物料下落过程中雾化的可能性。
[0028]进一步的，上述技术方案S7中所述养晶时间不超过24h。
[0029]进一步的，上述技术方案S8中所述卧式离心机采用具有防氢氟酸腐蚀措本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟化铵或氟化氢铵的结晶方法，其特征在于，所述结晶方法采用风冷喷淋冷却塔进行结晶，具体包括以下步骤：S1.在带有石墨列管冷却塔的反应釜中泵入母液或水，根据理论投料量，将无水氟化氢和液氨的量分别分成多个批次；S2.在水冷却状态下向反应釜中通入第一批次投料量的无水氟化氢，然后缓慢向反应釜中通入第一批次投料量的液氨，通过控制液氨流量，使反应体系温度不超过95℃；S3.在S2通氨结束后，向反应釜内通入第二批次投料量的无水氟化氢，保持反应体系温度不超过95℃，向反应釜内通入第二批次投料量的液氨，保持反应体系温度不超过95℃，依次交替反应；S4.在S3反应完成后，从反应液中取样，采用快速酸碱滴定法监测反应终点，并根据监测结果，通过控制无水氢氟酸或液氨的投料量，直至反应完全；S5.将S4反应釜中的反应完全的物料泵送至预先装有母液的循环槽，使物料温度降至80℃以下，搅拌混合；S6.将S5中循环槽的物料泵至喷淋塔顶部，经过分布器从塔顶落下，使其在喷淋塔内部与自下而上的冷空气接触，依次经过两层方向相反的除雾器，从塔底重新进入循环槽，如此循环冷却物料，使物料温度降至35
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45℃；S7.将S6循环槽中冷却后的物料送至养晶槽，培养晶体；S8.将S7养晶槽中培养后的晶体泵至卧式离心机，晶体通过自卸料进入包装槽，包装后，得到包装成品；S9.将S8中分离后的母液自流至固液分离器，上部清液进入母液槽，下部固液混合物与尾气系统中气液分离器分离出的液体合并后送回循环槽；S10.将各设备设施的尾气合并送入三级喷淋塔，经母液吸收后排空。2.根据权利要求1所述的氟化铵或氟化氢铵的结晶方法，其特征在于，所述S1中将无水氟化氢和液氨分别分为2
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5批次。3.根据权利要求1所述的氟化铵或氟化氢铵的结晶方法，其特征在于，S4中生产氟化铵时，所述快速酸碱滴定法为：取2mL反应液，置于预先加入50mL水的比色管中，滴入2滴1g/L的溴甲酚紫指示液，得样品液；(1)当样品液呈紫色时，与标准液对比，若样品液紫色比标准液深，反应体系中氨过...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晓军，孙燕，俞葵阳，
申请(专利权)人：江西省东沿药业有限公司，
类型：发明
国别省市：