[发明专利]采用负压双效逆流蒸发结晶方式生产硫酸铵的工艺

说明书

技术领域

本发明属于硫铵生产装置，特别涉及一种采用负压双效逆流蒸发结晶方式生产硫酸铵的工艺方法。

背景技术

氨气鼓入稀硫酸中使其达到过饱和后经过离心分离得到硫铵产品，但自引进生产尿素的大氮肥装置后，以前的中氮肥生产装置也多改产尿素。目前，硫铵主要由稀硫酸吸收焦炉气中的氨或在丙烯腈装置中用加入硫酸和氨进行中和的方法除去在反应器中未反应的氨以及其他生产过程中(含硫酸系统氨酸法尾气处理)的稀硫铵液蒸发结晶而得。

在稀硫铵液蒸发过程中主要采用常压单效蒸发结晶、减压单效蒸发结晶、喷射式热泵单效蒸发结晶、双效蒸发结晶等方式。

目前国内大部分厂家都是采用常压或减压单效蒸发结晶工艺，系统比较简单，但蒸汽消耗量较大，蒸发排出大量的二次蒸汽未加利用，气相污染严重；而双效蒸发可以充分利用二次蒸汽，降低冷却水的用量，能够比较合理的利用系统的热量，采用双效蒸发结晶工艺主要有以下几家：

中国石化股份有限公司巴陵分公司的硫铵装置采用的是简单的双效蒸发流程，其一效热源所采用的0.5MPa，150℃的低压蒸汽，主要是通过从热电厂外购的0.9MPa，250℃中压蒸汽减温减压而来，为此造成极大的过程压损失；二效则采用低温循环热媒水作热源，一效的二次蒸汽未得到有效利用，需从外界引入热源，整个系统工艺比较复杂。

湖北襄樊市氮肥厂的硝酸盐装置采用的是逆流双效蒸发流程，用从锅炉来的蒸汽加热第一效蒸发器内溶液，所产生的二次蒸汽作为加热剂通入第二效蒸发器内，继续蒸发该蒸发器内溶液。第二效蒸发采用负压操作，所产生的二次蒸汽经分离后，从水喷射器内抽出后排走。第二效蒸发器内溶液由高位槽加入，在二次蒸汽的作用下，浓度由30％左右提高至42％左右，再用移料泵送到第一效蒸发器内，用锅炉蒸汽蒸发至终点浓度，然后放入结晶机内冷却结晶。该工艺主要不足是抽真空系统不稳定，易造成环境污染，另外溶液高位槽一旦无料二效的压力迅速上升，造成生产波动。

石家庄工大化工设备有限公司的左旋苯甘氨酸装置采用的平流双效蒸发流程，是将一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽一部分与连续通入的加热蒸汽通过热泵加压后通入一效外循环蒸发器壳程作一效外循环蒸发器的热源、剩余的一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽与一效外循环蒸发器排出的冷凝水通入二效外循环蒸发器壳程闪蒸出的蒸汽作二效外循环蒸发器的热源进行生产的，两效采用同时进料同时出料的方式。此法的缺点是高温物料的热量未被充分利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用负压双效逆流蒸发结晶方式生产硫酸铵的工艺，充分利用一效蒸出的二次蒸汽的热量为二效浓缩蒸发提供热源，减少加热蒸汽用量，降低二效蒸出汽的温度，减少循环冷却水用量。

本发明采用负压双效逆流蒸发结晶方式生产硫酸铵的工艺，其中一效由结晶蒸发器、结晶器循环泵和结晶加热器组成蒸发结晶设备，二效由浓缩蒸发器、浓缩器加热器和浓缩器循环泵组成浓缩蒸发设备，其特征在于利用中压蒸汽通过结晶加热器强制循环加热结晶蒸发器内的经浓缩蒸发器提浓后的硫铵溶液进行结晶蒸发，原料稀硫铵液在浓缩蒸发器中由结晶蒸发器顶部排出的二次蒸汽通过浓缩器加热器加热，进行减压蒸发，浓度提升后送入结晶蒸发器中继续蒸发结晶，从浓缩蒸发器顶部蒸出的水蒸气经冷凝器冷却，凝液进急冷水槽，不凝气通过水环式真空泵排出，并利用该泵形成系统负压，在浓缩加热器和冷凝器之间加连通管，结晶蒸发器底部出来的含硫铵晶体的硫铵过饱和溶液通过离心分离后得到成品硫铵。

其中优选的技术方案为：

利用真空泵将二效浓缩蒸发器真空度控制在0.07～0.08Mpa，温度控制在60±5℃，使物料得到提浓，料液比重达到1.15～1.20。

控制一效结晶蒸发器的真空度为0.03～0.04Mpa，温度控制在85～90℃，使提浓液在其中形成过饱和硫铵晶体溶液，其料液比重为0.88～1.88。

在两效之间加连通管，调节该管上的阀门可以控制两效之间的压差在0.03～0.05Mpa之间，利用真空泵和连通管保持两效在不同的压力下进行负压蒸发。

所述原料液稀硫铵的质量浓度优选在16～24％。