[发明专利]一种芒硝制重碱的工艺方法

说明书

本发明公开了一种芒硝制重碱的工艺方法，包括下述步骤：A、将硫酸钠溶液经过预冷设备预冷后连续进入预反应结晶器；同时，向预反应器中连续的加入固体碳铵和冷冻盐得预反应物料，对预反应物料进行搅拌并控制预反应物料的反应温度为35℃—38℃得到反应浆液；B、步骤A中的反应浆液连续的送往碳化反应结晶器，控制反应温度为35‑38℃进行结晶反应，同时连续的将反应后的浆液输出，经后续处理得到固体碳酸氢钠、冷冻盐及二氧化碳和氨气；在步骤B中，还包括将得到的二氧化碳和氨气输入到碳化反应结晶器中与反应浆液进行碳化结晶反应的过程。该方法可操作性强，生产成本低，碳铵转化率，具有良好的市场效益。

技术领域

本发明芒硝制碱技术领域，特别涉及一种芒硝制重碱的工艺方法。

背景技术

纯碱是许多工业的基础原料，广泛应用于人们的日常生活以及化工、轻工、冶金、纺织、建材等工业部门，在国民经济发展建设过程中占有十分重要的地位。

18世纪以前，由于世界上没有制碱工业，人们所需要的碱都取自天然碱，1791年，法国医生路布兰通过煅烧硫酸钠、煤炭和石灰石制成功研究出“路布兰法”。1863年，比利时工程师索尔维基于综合前人的工作进行改进，实现了通过“索尔维法”制造纯碱(即氨碱法)。由于氨碱法较之路布兰法具有原料价格低廉，普遍易得，产品纯度高，适合大规模生产等优点，因此取代了路布兰法，并一直被广泛采用至今，氨碱法因为产生大量含氯化钙废水，生产企业通常分布在沿海地区，而且氨碱法中氯化钠转化率只能达到72％-76％，24％-28％的钠离子和几乎全部的氯离子被废弃。1943年，我国侯德榜博士通过开展制碱试验研究，研制出联碱制碱法，能同时生产纯碱和氯化铵两种产品，原料得到充分利用，降低了生产成本，体现了大规模联合生产的优越性，

截至目前，我国纯碱生产装置总产能近3000万吨，除了天然碱之外，主要生产方法为氨碱法、联碱法，所用原料均为氯化钠。而我国目前已探明的芒硝总储量在200亿吨左右(以无水硫酸钠计)，居世界首位，我国芒硝产销量也居世界第一，占70%左右，芒硝主要用于洗涤剂和硫化碱工业，多年来国内外研究人员都一直在探索芒硝制碱的新途径。我国也先后开展了一系列芒硝制纯碱的研究，如申请号为CN94111613.1，名称为芒硝制纯碱的方法，该方法是芒硝与NH4HCO3或NH3、CO2反应,，制得重碱并经煅烧得Na2CO3产品;分离重碱的母液沉清后用H2SO4调pH值为5～7并冷却结晶,回收芒硝循环使用;分离芒硝后的清液经蒸发、冷却结晶、分离干燥得副产品(NH4)2SO4肥料。该工艺中，当以硫酸钠和碳酸氢氨反应时，由于化学反应本身决定，硫酸钠和碳酸氢氨复分解过程的单程转化率理论最高只能达到64%。因此，需要将后续工序回收回来的氨和二氧化碳重新结合从而保证碳铵的总收率。通常是将回收回来的氨和二氧化碳通入到硫酸钠溶液中进行结合，然后再补加碳铵得到碳酸氢钠，但从工程实践发现，氨和二氧化碳在硫酸钠溶液中结合的效果和效率都是不好的，从而导致芒硝制碱生产中碳铵的总收率不能保证，影响工艺的经济型，影响该工艺在工业装置上的运用和推广。

发明内容

本发明旨在解决现有技术硫酸钠和碳酸氢氨复分解反应制纯碱工艺的碳铵的总收率不能保证的问题，提供一种芒硝制重碱的工艺方法，该方法可操作性强，生产成本低，碳铵转化率高，具有良好的市场效益。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种芒硝制重碱的工艺方法，包括下述步骤

A、将硫酸钠溶液经过预冷设备预冷后连续进入预反应结晶器；同时，向预反应器中连续的加入固体碳铵和冷冻盐得预反应物料，对预反应物料进行搅拌并控制预反应物料的反应温度为35℃—38℃得到反应浆液，其中，硫酸钠与碳铵的摩尔比为 0.9 ～ 0.95 ：1 ～ 1.05 ；复分解反应是接触就反应，反应后结晶温度为35℃—38℃

B、步骤A中的反应浆液连续的送往碳化反应结晶器进行反应，进同时连续的将反应后的浆液输出，经后续处理得到固体碳酸氢钠、冷冻盐及二氧化碳和氨气；