[其他]一种合成氨—硼酸联合生产工艺

说明书

本发明涉及一种无机化学工业中合成氨生产与硼酸生产的联合生产工艺。

现有工艺中，只有单独生产合成氨或生产硼酸的传统工艺，这种各自独立的工艺有不利于综合利用，使氨或硼酸的生产成本增高的缺点。

本发明的目的在于克服已有技术中的上述缺点，提出一种以煤原料的碳铵法生产合成氨和硼酸的联合生产工艺。

本发明是在申请号为CN87101172的基础上进一步改进工艺条件而发展起来的。

本发明的关键在于在以煤为原料的碳铵法生产合成氨的工艺过程中，综合利用变换后原料气中25-30%的二氧化碳，热量以及压力，把硼酸生产工艺中的碳解工序嫁接到合成氨的半水煤气变换工序之后，实现合成氨和硼酸的联合生产工艺。

附图为本发明所述的合成氨-硼酸联合生产工艺流程图。

下面叙述本发明的内容：

合成氨生产工艺中产生的半水煤气，经变换炉变换后，其中25-30%的一氧化碳转换为二氧化碳，变换气压力为6×10⁵-12×10⁵帕，在变换炉出口气体温度为410-350℃。本发明所述的嫁接硼酸生产工艺是指，在合成氨生产工序的变换器引出管线，根据硼酸生产规模，将一部分变换气导入生产硼酸的碳解罐中，与罐中的纯碱液及硼矿粉进行碳解反应，生成多硼酸钠，再用硫酸或二氧化碳中和生成硼酸，其化学反应方程式为：

碳解反应罐中的纯碱液中的氧化钠与硼矿粉中的三氧化二硼的克分子比为：氧化钠∶三氧化二硼为0.1～0.6。碳解反应温度调整在100-150℃，最佳反应温度为130-140℃，反应压力为6×10⁵，最佳压力范围为10×10⁵帕。

变换气中的二氧化碳与罐中的硼矿粉，纯碱反应生成的硼砂料液经过滤、蒸浓中和、冷却、结晶、分离制成硼酸成品，分离后的母液再经蒸浓，分离副产品硫酸钠。

导入碳解罐中的变换气要根据硼酸产量而定，一般每吨硼酸为1000-2000立方米。其中二化碳为过量反应，经过碳解罐后，除去大部分二氧化碳，除去CO₂后的尾气经过冷却塔后，冷却至30-35℃，再返回到合成氨生产的碳化工段或减压后送入气柜中贮存待用。

本发明所述的合成氨-硼酸联合生产工艺与单独的硼酸生产工艺相比，去掉了工艺中的石灰窑，压缩机等设施设备，减少了加热用蒸气，缩短了工艺过程，降低了能耗及生产成本，同时本发明所述工艺也有利于合成氨工艺过程中氨的平衡，因而本发明所述艺为以煤原料碳铵法生产合成氨的小化肥厂提供了一条综合利用的途径，也为硼酸生产中利用一定的低品位矿石创造了经济条件。

实施例一：

年产500吨硼酸，导入碳解反应的变换气为每小时70-200立方米，变换气中含二氧化碳为25-30%，碳解反应温度为1400℃，反应压力为10×10⁵帕，碳化罐中的纯碱液中的氧化钠与硼矿粉中三氧化二硼的克分子比为0.25。

实施例二：生产1000吨硼砂，导入碳解反应的变换气量为每小时150-400立方米，其余条件和实施例一相同。