本实用新型专利技术涉及联合生产纯碱和硫酸铵的系统。本实用新型专利技术的系统包括:(A)硫酸钠水溶液供应装置;(B)蜜胺尾气供应装置;(C)二氧化碳气体供应装置;(D)蜜胺尾气吸收装置,与(A)硫酸钠水溶液供应装置和(B)蜜胺尾气供应装置相连;(E)重碳酸化析碱装置,与(C)二氧化碳气体供应装置和(D)蜜胺尾气吸收装置相连;(F)第一固液分离装置,与(E1)碳酸氢钠晶体悬浮浆液出口相连,具有(F2)母液I出口;(G)碳酸氢钠煅烧装置;(H)蒸氨塔,与(F2)母液I出口相连;(I)硫酸钠分离单元,具有(I2)母液II出口;(J)母液II冷却结晶单元;(K)硫酸铵分离单元。本实用新型专利技术的系统原料利用率高、能耗低。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种联合生产纯碱和硫酸铵的系统,特别是利用以蜜胺尾气和芒硝联合生产纯碱和硫酸铵的系统。
技术介绍
蜜胺((NH2) 3C3N3)也称三聚氰胺,是一种用途广泛的有机化工原料。其可用于制造三聚氰胺-甲醛树脂(蜜胺塑料),制造日用器皿、装饰贴面板、织物整理剂等,还可与乙醚配合作纸张处理剂,此外还可用作涂料交联剂以及阻燃化学处理剂等。最原始的蜜胺生产方法是双氰胺法,到二十世纪八十年代以后,工业化生产蜜胺开始以尿素为原料,在一定温度和一定压力作用下进行如下反应6 (NH2) 2C0 — C3H6N6+6NH3+3C02上述合成工艺根据反应条件的不同,分为高压液相淬冷法(7-lOMPa, 370-450 °C )、低压液相淬冷法(0. 5-lMPa, 380-440 0C )和低压气相淬冷法(< 0. 3MPa, 390°C)三种。上述工艺的实现,是在反应器中将颗粒或者无水液态尿素于一定温度、压力或者催化剂作用下转化为蜜胺,上述反应在生成蜜胺的同时还会放出大量的氨和二氧化碳混合气,即蜜胺尾气。纯碱化学名为碳酸钠(Na2CO3),又名苏打、碱灰(Soda Ash),是一种重要的、大吨位的基本无机化工原料。纯碱的用途很广泛,可用于制造玻璃,如平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和高级器皿等;还可利用脂肪酸与纯碱反应制肥皂;此外,在硬水软化、石油和油类物质的精制、冶金工业脱除硫磷杂质、选矿、以及铜、铅、镍、锡、铀、铝等金属的制备、化学工业制取钠盐和金属碳酸盐、漂白剂、填料、洗涤剂、催化剂及染料中均得到广泛利用。所以,纯碱具有大量的市场需求。目前,纯碱的生产方法有索尔维法,侯氏制碱法和天然碱加工法等,所用原料因加工方法不同而异;常用的主要原料为原盐(包括海盐、池盐、矿盐及地下卤水)、 天然碱、石灰石、氨等。在大规模工业化生产中,纯碱的制备一般是以二氧化碳(CO2)和食盐(NaCl)为原料进行的。硫酸铵((NH4)2SO4)又称硫铵,俗称肥田粉,是一种速效氮素化学肥料(复合肥必用品),其适用于小麦、玉米、水稻、棉花、甘薯、麻类、果树、蔬菜等农作物;硫酸铵同样是一种用途广泛的化工原料,主要用于制造氯化铵,氨明矾、焊药、矿山沉淀剂、防火剂、耐火材料、电镀、食品酱色催化剂、酵母培养剂、染色助剂、蓄电池等。同样地,硫酸铵的市场需求量也很大。在工业化生产中硫酸铵一般从炼焦工业、石油炼制工业和合成纤维的副产品中回收。利用芒硝(硫酸钠,Na2SO4)制碱已有200多年历史。芒硝制碱的主要工艺是路布兰法。此法需要用煤还原煅烧,存在以下问题(1)能耗大,每吨碱耗煤在2吨以上;(2)产品质量不佳,原料利用不充分,其主要反应过程在熔融的固相中进行,需要高温,设备生产能力小,反应不完全,钠利用率约在60% 80%之间;(3)设备腐蚀严重,工人劳动条件恶劣。由于主要设备如反射炉或回转炉始终在高温下作业,受碱的腐蚀严重的耐火砖等要经常更换,每吨碱要消耗的耐火材料50kg左右;(4)污染大。在生产过程中的浸取、过滤等工序每吨碱就产生1吨左右的沉渣,几乎每道工序中都有污染环境的粉尘或气体排出,碳酸化时还有大量的硫化氢气体排放;以上原因影响了以路布兰制碱法主的芒硝制碱工业的发展。近几十年来有人研究了以苯酚为置换载体芒硝制碱工艺。但该工艺由于使用有机物苯酚为载体循环使用,用量大,每吨纯碱需要1. 8吨苯酚;回收时需要用大量有机溶剂经行多级萃取精馏,操作时控制要求高,工业化困难。
技术实现思路
本技术所要解决的第一个技术问题是克服如上所述的各种芒硝制碱工艺原料利用率低、消耗高、污染大、单线产能小等弊病,进而提供一种利用芒硝和蜜胺尾气为原料的大型化生产纯碱和/或硫酸铵的先进系统。本技术所要解决的第二个技术问题是现有技术中对蜜胺尾气的处理无法将蜜胺制备工艺中大量的余热蒸汽充分利用的问题,进而提供一种可以将上述余热蒸汽得以充分利用的蜜胺生产纯碱和/或硫酸铵系统。本技术所要解决的第三个技术问题是将滤出重碱后的母液中的硫酸钠和硫酸铵分离开来,得到纯净优质的硫酸铵,以提高芒硝中硫酸根的利用率和经济价值。为解决上述技术问题,根据本技术的一个方面,提供了一种联合生产纯碱和硫酸铵的系统,包括(A)硫酸钠水溶液供应装置;(B)蜜胺尾气供应装置;(C) 二氧化碳气体供应装置;(D)蜜胺尾气吸收装置,与㈧硫酸钠水溶液供应装置和⑶蜜胺尾气供应装置相连,具有(Dl)碳酸铵-硫酸钠水溶液出口 ;(E)重碳酸化析碱装置,与(C) 二氧化碳气体供应装置和(D)蜜胺尾气吸收装置的 (Dl)碳酸铵-硫酸钠水溶液出口相连,具有(El)碳酸氢钠晶体悬浮浆液出口 ;(F)第一固液分离装置,与(El)碳酸氢钠晶体悬浮浆液出口相连,并具有(Fl)碳酸氢钠晶体固体出口,和(F2)母液I出口;(G)碳酸氢钠煅烧装置,与(Fl)碳酸氢钠晶体固体出口相连;(H)蒸氨塔,与(F2)母液I出口相连,具有(Hl)加热装置,位于(H)蒸氨塔的塔釜,(H2)塔顶混合气出口,和(H3)脱氨液出口,位于(H)蒸氨塔的塔釜;(I)硫酸钠分离单元,与(H3)脱氨液出口相连,具有(Il)硫酸钠固体出口,和(12)母液 II 出口;(J)母液II冷却结晶单元,与(12)母液II出口相连,具有(Jl) Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20 晶体出口,和(J2)母液 III 出口;(K)硫酸铵分离单元,与母液III出口相连,具有(Kl)硫酸铵固体出口,和(K2)母液 IV 出口。优选地,进一步包括(Al)硫酸钠水溶液精制装置,位于(A)硫酸钠水溶液供应装置与(D)蜜胺尾气吸收装置之间。优选地,(G)碳酸氢钠煅烧装置包括(Gl) 二氧化碳出口,连接至(E)重碳酸化析碱装置。优选地,(H2)塔顶混合气出口连接至(D)蜜胺尾气吸收装置。优选地,(I)硫酸钠分离单元包括(13)脱氨液蒸发脱水装置,与OK)脱氨液出口相连,并具有(131)硫酸钠固体悬浮液出口,(14)第二固液分离装置,与(131)硫酸钠固体悬浮液出口相连。优选地,(J)母液II冷却结晶单元包括(J3)母液II冷却结晶装置,与(12)母液II出口相连,并具有 Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶体悬浮液出口,和(J4)第三固液分离装置,与Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶体悬浮液出口相连,并具有 (Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20 晶体出口,和(J2)母液 III 出口。优选地,(K)硫酸铵分离单元包括(K3)母液III蒸发脱水装置,与(E)母液III出口相连,并具有硫酸铵晶体悬浮液出口,和(K4)第四固液分离装置,与硫酸铵晶体悬浮液出口相连,并具有(Kl)硫酸铵固体出口和(K2)母液IV出口。优选地,该系统进一步包括=Na2SO4 · (NH4) 2S04 · 4H20溶解装置,位于(H)蒸氨塔与 ⑴硫酸钠分离单元之间,并与(Jl)Na2SO4 · (NH4)2SO4 · 4H20晶体出口相连。优选地,(1 脱氨液蒸发脱水装置和(O)母液III蒸发脱水装置是低压蒸汽加热多效蒸发脱水装置。优选地,(K2)母液IV出口连接至(J3)母液II冷却结晶装置。本技术的系统原本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种联合生产纯碱和硫酸铵的系统,其特征在于,包括:(A)硫酸钠水溶液供应装置;(B)蜜胺尾气供应装置;(C)二氧化碳气体供应装置;(D)蜜胺尾气吸收装置,与所述(A)硫酸钠水溶液供应装置和所述(B)蜜胺尾气供应装置相连,具有(D1)碳酸铵-硫酸钠水溶液出口;(E)重碳酸化析碱装置,与所述(C)二氧化碳气体供应装置和所述(D)蜜胺尾气吸收装置的(D1)碳酸铵-硫酸钠水溶液出口相连,具有(E1)碳酸氢钠晶体悬浮浆液出口;(F)第一固液分离装置,与所述(E1)碳酸氢钠晶体悬浮浆液出口相连,并具有:(F1)碳酸氢钠晶体固体出口,和(F2)母液I出口,(G)碳酸氢钠煅烧装置,与所述(F1)碳酸氢钠晶体固体出口相连;(H)蒸氨塔,与所述(F2)母液I出口相连,具有:(H1)加热装置,位于所述(H)蒸氨塔的塔釜,(H2)塔顶混合气出口,和(H3)脱氨液出口,位于所述(H)蒸氨塔的塔釜;(I)硫酸钠分离单元,与所述(H3)脱氨液出口相连,具有:(I1)硫酸钠固体出口,和(I2)母液II出口;(J)母液II冷却结晶单元,与所述(I2)母液II出口相连,具有:(J1)Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O晶体出口,和(J2)母液III出口;(K)硫酸铵分离单元,与所述(J2)母液III出口相连,具有:(K1)硫酸铵固体出口,和(K2)母液IV出口。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:雷林,唐印,刘朝慧,吴本勇,陈刚,李旭初,易江林,陈端阳,尹明大,李刚,
申请(专利权)人:四川金圣赛瑞化工有限责任公司,北京烨晶科技有限公司,
类型:实用新型
国别省市:51
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