[发明专利]一种工业硝化废混酸回收利用制备氮肥的生产工艺

说明书

技术领域    本发明属于化学合成技术领域，具体地说是一种工业硝化废混酸回收利用制备氮肥的生产工艺。

背景技术    硝化反应是在农药、制药、化工等领域应用很普遍的一种有机化学反应，其主要原理如下：

该化学反应的应用，为我国的化工、农药、制药等领域做出了巨大的贡献。但由于该反应要使用大量的硫酸做催化剂和过量的硝酸，催化剂在整个化学反应过程中总量不会减少，所以该反应结束后会产生大量的废混酸，废混酸的主要成份是65％～80％废硫酸和5％～20％废硝酸。若将废混酸直接排放会给生态环境造成严重污染，这也是我国环保部门不允许的。目前相关企业对废混酸的利用主要采取两种方案：(1)若地理位置靠近液氨生产厂家，则与其合作，利用其生产过程中的低浓度废氨水与废混酸发生化学反应制备氮肥，氮肥的具体成份为硝酸铵和硫酸铵，其主要原理如下：

废氨水+硝酸—硝酸铵+水

废氨水+硫酸—硫酸铵+水

(2)投资建设废混酸回收装置，通过浓缩、精馏，利用硫酸、硝酸、水的沸点不同，分别回收硫酸和硝酸。由于介质是强腐蚀性物质，故对设备要求相当苟刻，回收设备使用寿命很短，且投资额相对较大。

上述两种方案目前已被不少企业应用于工业化，但不是所有企业都适用，第一个方案对地理位置有要求，即必须靠近液氨生产厂家方可实施，若直接应用高浓度液氨与废混酸制备氮肥，生产成本将高于目前市场氮肥销售价格；第二个方案的实施要求企业有较雄厚的资金支持，投资回收期较长。故两种方案的实施都有一定的局限性。

发明内容    本发明的目的在于提供一种具有投资少、设备要求低、原料广泛等优势的硝化废混酸回收利用制备氮肥的生产工艺，通过对工业废混酸的回收利用，避免直接排放给生态环境造成严重污染。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种工业硝化废混酸回收利用制备氮肥的生产工艺，它包括如下步骤：

①第一次开车生产时需配制母液，即在20～25℃条件下将100～200公斤碳酸氢铵溶解于800公斤水中，搅拌均匀，并用泵打入母液计量罐作为第一次母液待用；

②将1000公斤工业硝化废混酸打入废混酸计量罐中，其中废混酸组成为废硫酸65％～80％、废硝酸5％～20％；

③将1110～1540公斤碳酸氢铵投入反应釜，并将配制计量好的母液放入反应釜开启搅拌；

④慢慢滴加废混酸至反应釜中，使碳酸氢铵和废混酸反应，即：

2NH₄HCO₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O-Q

NH₄HCO₃+HNO₃→NH₄NO₃+CO₂↑+H₂O-Q

反应温度控制在10℃～60℃，同时开启水循环冲射泵吸收二氧化碳气体，废混酸滴加结束后，继续搅拌10～40分钟；

⑤搅拌停止后，用泵将料液打入结晶釜，开启结晶釜夹套蒸汽进行闪蒸，将料液中的水蒸发，待料液变稠，固液体积百分比浓度约30～75％时，开启夹套冷却水将温度降至常温，放入离心机分离得合格氮肥，离心分离出的饱和母液进入母液贮罐返回反应釜循环使用。

本发明提供的利用碳酸氢铵与工业废混酸制备氮肥的生产工艺，利用市场上很容易购得的碳酸氢铵为反应原料，且投资成本少、设备要求低、生产成本低，通过对工业废混酸的回收利用，避免直接排放给生态环境造成的严重污染。具体数据参考如下：

(一)设备及设备投资