饱和器法生产硫酸铵回收氨技巧.doc

摘 要 煤化工利用生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是煤化工工业的重要组成部分。炼焦主要产品是生产炼铁用焦炭，同时生产焦炉煤气、苯、萘、蒽、沥青以及碳素材料等产品。 在炼焦过程中，煤中的氮有1.2%~1.5%与芳香烃发生化合反应生产吡啶盐基。其生成量主要取决于煤中氮含量及炼焦温度。一般在煤气初冷器后煤气含吡啶盐基约为0.4~0.6 g/m3，其中轻吡啶盐基约占75%~85%。回炉煤气中吡啶盐基含量约0.02~0.05 g/m3，即回收率达90%~95%。经鼓风机和电捕焦油器之后进入预热器，然后进入饱和器。煤气穿过饱和器在除酸器分离出液滴后，去脱硫或粗苯回收段。结晶母液用泵从饱和器底部送至结晶槽，沉淀出结晶后满流母液回到饱和器。结晶经分离器，干燥器成为硫酸铵成品硫酸铵产量1362.6kg/h；硫酸消耗量1367.1kg/h；氨损失率0.54%；带入饱和器总水量1408kg/h；饱和器出口煤气中水蒸气分压7.75kPa；母液最低温度54℃；煤气预热温度 69.6℃；饱和器中央煤气管直径1530 mm；煤气进口管直径1090 mm；饱和器直径5000mm；饱和器高度7740 mm；除酸器进口管外径1660 mm；除酸器直径2720 mm；除酸器出口管在器内部分高度4150 mm；干燥器的沸腾床面积0.778㎡；干燥器直径1000 mm；干燥器溢流口高度388 mm；从反应器回收的吡啶盐基量18.355kg/h；母液处理量1087.29/h；氨气的分配给中和器的质量分数95.7%；中和器直径1220 mm；中和器筒体高度1220 mm；中和器总高1775 mm；保温面积7.97㎡；设备质量756.03kg 目录 第一章 总 论 6 1.1 概述 6 1.2 文献综述 6 1.2.1 用硫酸回收氨的生产工艺原理 7 1.2.2 从硫酸铵母液中制取粗轻吡啶工艺原理 8 1.3 设计条件及要求 10 1.4 工艺流程的确定 11 第二章 回收氨的工艺流程 12 第三章 硫酸铵生产的影响因素及其控制 14 3.1 母液酸度 14 3.2 母液温度 15 3.3 母液搅拌 16 3.4 离心分离和水洗 16 3.5 杂质 18 3.6 晶比 19 第四章 回收氨时物料平衡和热量平衡的计算 20 4.1 物料衡算 20 4.1.1氨的平衡及硫酸用量的计算和硫酸铵产量的计算 20 4.1.2 水平衡及母液温度的确定 21 4.2 热量衡算 23 4.2.1输入热量 23 4.2.2 输出热量 26 第五章 硫酸铵生产的主设备计算 28 5.1 饱和器 28 5.2 除酸器 30 5.3 干燥器 32 5.4 结晶槽 37 第六章 中和器法提取粗轻吡啶工艺流程 39 第七章 影响粗轻吡啶生产的因素及其控制 41 7.1 吸收阶段 41 7.2 中和及粗轻吡啶分离阶段 42 第八章 中和器的物料平衡工艺计算 43 8.1 母液处理量 43 8.2 分凝器后氨气分配给中和器的质量分数 44 第九章 回收粗轻吡啶的主要设备计算 45 9.1 中和器 45 9.2 冷凝冷却器 46 9.3 沉淀槽 46 第十章 设计一览表 47 参考文献 48 设计体会与收获 49 致谢 50 第一章 总论 1.1概述 炼焦化学产品在国民经济中占有重要的地位，炼焦化学工业是国民经济的一个重要部门，是钢铁联合企业的主要组成部分之一，是煤炭的综合利用工业。煤在炼焦时，除有75%左右变成焦炭外，还有25%左右生成多种化学产品及煤气。 在高温炼焦过程中，炼焦煤中所含的氮有10%~12%转变为氮气，约60%残留于焦炭中，有15%~20%生成氨，有1.2%~1.5%转变为吡啶盐基。所生成的氨与赤热的焦炭反应则生成氰化氢。 在煤气经过集气管和初冷气冷却后，吡啶盐基发生重新分配，一部分高沸点的吡啶盐基溶于煤焦油氨水，沸点较低的吡啶盐基几乎全部留在煤气中。氨则分配在煤气和剩余氨水中，初冷器后煤气中含氨约4~6 g/m3。 纯态的硫酸铵为无色长菱形晶体，焦化厂生产的硫酸铵，因混有杂质而呈现浅的绿色、蓝色、灰色，多为片状、针状甚至粉末状结晶。硫酸铵的密度1766kg/cm3(20oC)，其结晶热为10.87kJ/mol。硫酸铵易吸潮结块，易溶于水，其水溶液呈弱酸性，1%的溶液pH为5.7。粗煤气中氨氮占煤种氮的15%～20%，吡啶盐基氮占煤中氮的1.2%～1.5%。无水氨主要用于制造氮肥和复合肥料，还可用于制造硝酸，各种含氮的无机盐，磺胺药，聚氨酯，聚酰胺纤维及丁靑橡胶等，此外还常用做制冷剂。 粗轻吡啶是一种具有特殊气味的黄色油状液体，沸点范围为115～160 oC，轻吡啶盐基易溶于水。 粗轻吡啶组成为：吡啶40%～45%；a-甲基吡啶12%～1