一种生产硫铵的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产硫铵的方法，其特征是：采用中和结晶技术处理己内酰胺装置中贝克曼重排液，生产硫铵并分离重排液中己内酰胺。本发明专利技术可有效的缩短流程，降低投资，同时尽可能地利用反应热，极大的降低了能耗和物耗。

【技术实现步骤摘要】
一种生产硫铵的方法一、
本专利技术涉及一种生产硫铵的方法，特别是涉及采用中和结晶技术，处理己内酰胺装置中贝克曼重排液，生产硫铵并分离重排液中己内酰胺的方法。二、
技术介绍
己内酰胺是环己酮肟在发烟硫酸催化作用下，发生Beckmann重排反应而制备的，反应产物为己内酰胺和发烟硫酸的混合物(俗称：重排液)。为了将己内酰胺与硫酸分离，工业上一般采用氨水中和的方法，使发烟硫酸在水相中与氨发生反应，生成硫铵，利用己内酰胺相比硫铵难溶于水的特性和彼此之间密度的差异，使其与硫铵分离，反应式如下：                                 反应生成的硫铵通过结晶从液相中分离出来。传统的处理贝克曼重排液的方法是：重排液与氨水一起进入中和釜进行中和反应而生成硫铵，反应热通过外循环的冷却器移走。反应后的硫铵溶液、己内酰胺溶液进入分层罐分层，底部的硫铵溶液经泵送至萃取塔，用苯作萃取剂萃取回收其中的己内酰胺，萃余的硫铵溶液则送至汽提塔以回收其中的苯，然后进入硫铵结晶工序。硫铵溶液的结晶采用两效蒸发结晶工艺，来自汽提塔底部的硫铵溶液由泵送至一效蒸发的循环管上，经一效加热器加热后进入一效蒸-->发器。一效蒸发器顶部的蒸汽作为二效加热器的热源，硫铵通过一、二效蒸发器的蒸发提浓后，进入结晶器结晶，当其中的固体硫铵含量达到要求后，硫铵晶浆由泵送至稠厚、离心工序。通过以上流程，可以看出该工艺运行中存在的主要问题：①重排液的中和与硫铵的结晶分别在两个工序中进行，流程冗长，设备多，投资高。②能源利用不合理：中和工序中重排液中的硫酸和氨水反应生成硫铵的反应热未能利用，反而要通过外循环冷却器中的冷却水来移除，消耗大量的循环水；结晶工序中又要用中压蒸汽来提供热源，以蒸发硫铵溶液中的水分，来达到结晶的目的。三、
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产硫铵的方法，特别是提供一种用中和结晶技术生产硫铵，并尽可能利用SO3与水反应生成硫酸和硫酸与氨反应生成硫铵所产生的反应热，且缩短流程，达到降低投资和节能降耗的目的的方法。本专利技术是通过如下方式实现的，其中：重排液的中和反应与硫铵的结晶均在中和结晶器中进行。气氨(或氨水)与重排液通过计量后分别进入中和结晶器内，重排液中的SO3与水反应生成硫酸，硫酸与氨发生中和反应生成硫铵并产生晶核。反应热由水蒸发带出。随着水分的蒸发，硫铵逐渐的结晶，由于中和结晶器内己内酰胺油相和硫铵无机相之间的密度差，绝大部分硫铵晶浆处于内循环通道中，而己内酰胺则富集在折流区域的顶部，从而使己内酰胺和硫铵得以分离。在中和结晶器底部，硫铵-->固体的含量达到20～30％(wt)，这部分晶浆通过泵送至稠厚器增稠后，经离心机的分离即可得到固体硫铵。中和结晶的工艺条件：中和结晶器顶部压力为10～30kPa(A)，中和结晶器温度为55～75℃，酸碱度为3.0～4.5，优选3.5～4.0。本专利技术的积极效果是采用中和结晶技术，将发烟硫酸的水解反应和硫酸与氨的中和反应以及结晶操作集中在中和结晶器内进行，充分利用反应热，使得蒸发结晶无需外接蒸汽，节省了大量的能源；同时，由于流程的缩短，设备投资少，且运行费用低。在产品质量方面，由于采用新型中和结晶器，中和结晶器设置了内导流筒及高效搅拌器，形成了内循环通道。除内循环通道外，结晶器还设有外循环通道：在结晶器的折流区内，中下部的含有大量细晶的硫铵溶液通过外循环泵送回结晶器的底部，在外循环泵的入口，加入部分冷凝水，用于消除过量的细晶，以及产品粒度的淘洗，使得产品粒径大，分布范围窄。由于中和结晶器存在内、外循环通道，可消除高饱和度区域，器内各处的过饱和度都比较均匀，生产的硫铵颗粒的粒径大于0.5mm的占85％以上，较传统工艺生产的硫铵颗粒粒径有较大的提高；分离后的己内酰胺通过进一步静置分层，使得己内酰胺中的夹带的硫铵不高于0.8％(wt)，与传统工艺持平，可满足己内酰胺精制单元的要求。四、附图说明附图1为本专利技术生产硫铵的流程示意图附图1中，1为中和结晶器；发烟硫酸的水解反应和硫酸与氨的-->中和反应以及结晶操作均在中和结晶器内进行；2为冷凝器，中和反应后所蒸发出来的水分通过冷凝器2冷凝后汇集在凝水罐15中，通过凝水泵14将凝水重新送入中和结晶系统循环使用；3为滗析器，从中和结晶器折流区6出来的己内酰胺油相通过滗析器进料泵12送至滗析器3，在滗析器3中，己内酰胺油相与硫铵溶液发生分层，除去绝大部分硫铵；4为稠厚器，硫铵晶浆在稠厚器内增稠至40～60％(wt)；5为中和结晶器内导流筒；6为中和结晶器折流区；7为静态混合器，氨以气氨的形式进料时，气氨单独通过静态混合器，当生产过程要以氨水的形式进料时，开启静态混合器前冷凝水管线上阀门，加入冷凝水，通过静态混合器的混合，形成氨水进料；8为中和结晶器进料喷嘴；9为中和结晶器底搅拌器；10为循环母液泵，通过循环母液泵，可提供中和结晶器的外循环通道；11为硫铵晶浆泵，通过硫铵晶浆泵将中和结晶器底部的含固体硫铵20～30％(wt)的晶浆送往稠厚器4；12为滗析器进料泵己内酰胺油泵；-->13为己内酰胺油泵；14为凝水泵；15为凝水罐；16为母液泵；17为循环母液罐18为离心机，通过离心机的分离，滤液为饱和的硫铵溶液，滤液收集在循环母液罐17中，经过母液泵16送回中和结晶器1，进行重新结晶。滤饼即为固体硫铵；五、具体实施方式本专利技术中，氨的加入可按实施例1和实施例2的方式加入，优选实施例1的加料方式。实施例1气氨与重排液(101)分别通过中和结晶器1内环状分布器上的多个喷嘴(8)进入导流筒(5)，在导流筒(5)内，氨与重排液(101)中的硫酸发生中和反应生成硫铵并产生晶核。经安装在中和结晶器1底部的搅拌器(9)的搅拌下，硫铵溶液被快速“提升”至导流筒(5)上部，当上升的溶液到达液体自由表面时，水份开始蒸发。蒸发的水分通过冷凝器2冷凝后，重新加入至结晶器底部的循环管上，这部分工艺冷凝水的加入，可以溶解细晶并平衡反应热对水份蒸发的影响；在导流筒(5)外侧较低的区域，由于结晶器形状的变化，流动速率降低，一部分悬浮液通过搅拌器作用返回导流筒(5)，另一部分向上流动至折流区(6)，由于密度的差异，-->在此己内酰胺从母液中分离出来，漂浮在母液上部成为有机层，这部分有机层与一定量的母液一起抽出，送至滗析器3进行分离。分离后的有机相为己内酰胺，送往己内酰胺精制单元；无机相为饱和的硫铵溶液，返回至循环母液罐，通过母液泵16进入中和结晶器1内重新结晶。当中和结晶器1内硫铵的固体含量达到25％(wt)时，通过中和结晶器1底部的硫铵晶浆泵11送至稠厚器4，经过稠厚器4的增稠，含固体硫铵40％～60％的晶浆送至离心机18，通过离心机18的分离，得到固体硫铵，滤液则返回硫铵母液循环罐17，通过泵送回中和结晶器1重新结晶。实施例2气氨和来自凝水泵14出口的一部分冷凝水一起通过静态混合器7，通过静态混合器7的良好混合，配制成氨水，氨水配制的浓度可根据生产的需要，由冷凝水管线上的调节阀进行调节。其它部分与实施例1相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产硫铵的方法，其中：重排液和氨直接进入中和结晶器内反应，重排液中ＳＯ↓［３］与水反应生成硫酸，硫酸和氨反应生成硫铵，并利用反应热，在绝压为１０～３０ｋＰａ，温度为５５℃～７５℃，酸碱度为３．０～４．５的情况下，将水分蒸发而得到硫铵晶体，己内酰胺则从中和结晶器的折流区内分离出来。

【技术特征摘要】
1.一种生产硫铵的方法，其中：重排液和氨直接进入中和结晶器内反应，重排液中SO3与水反应生成硫酸，硫酸和氨反应生成硫铵，并利用反应热，在绝压为10～30kPa，温度为55℃～75℃，酸碱度为3.0～4.5的情况下，将水分蒸发而得到硫铵晶体，己内酰胺则从中和结晶器的折流区内分离出来。2.根据权利要求1的方法，其特征在于重排液不经过水解反应步骤，直接进入中和结晶器内进行中和反应。3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于反应所需的氨既可以是气氨，也可以是氨水，优选采用气氨。4.权利要求1-3中任意一项的方法，其特征在于利用中和结晶器内己内酰胺油相和硫铵无机相之间的密度差，在中和结晶器内设置了扩大的折流区，使得己内酰胺富集在折流区域的顶部，这部分己内酰胺经移出后，进一步静置分层，可使己内...

【专利技术属性】
技术研发人员：文捷，
申请(专利权)人：湖南百利工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]