生产过程中的硫酸铵蒸发结晶以及中和结晶的主要对比分析

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摘 要：我国化工企业在生产过程中，会由于生产过程以及生产工艺的不同会出现不同的化学反应，文章主要针对生产过程中的硫酸铵的蒸发结晶以及中和结晶之间的内容进行对比和分析，希望通过文章的阐述以及分析能够让我国的化工行业在硫酸铵的生产过程中更好的选择生产工艺，同时也为我国的化工领域的发展以及创新贡献力量。

关键词：硫酸铵；蒸发结晶；中和结晶；结晶器；真空；循环泵；浆料

在我国的化工领域，化学纤维以及工程用塑料的生产原料最主要还是己内酰胺。化学纤维的产品以及工程塑料的相关产品在发展以及创新过程中和我国的人民生活水平的提升有着非常重要的连带关系。近些年我国的人民生活水平在逐渐的提升，因此对于化工产品的需求也在不断的增多，这样就要求我们将己内酰胺的相关化学产品变成种类更加丰富，数量不断提升。现阶段在世界范围内生产己内酰胺最主要的生产工艺也是现阶段应用最为广泛的生产工艺为环己酮――羟胺生产路线工艺。这一生产工艺主要的技术基础就是环己酮贝克曼重排。我们在化工生产过程中的液相贝克曼重排能够在发烟硫酸的有关催化下，进行贝克曼重排化学反应，如果反应进一步和氨进行中和反应，就会得到我们化工生产中需要的已内酰胺，同时还能够得到硫酸铵。

在化工生产过程中，贝克曼重排反应之后，我们为了有效的中和重排反应产生的发烟硫酸，在生产过程中主要应用了两种生产工艺方法。第一种是进行硫酸铵的蒸发结晶；第二种是进行硫酸铵的中和结晶。蒸发结晶主要是在重排液体中导入总量20%的氨水，让两者在反应器中充分的进行中和反应，在中和反应结束后，我们进行分层处理。我们对上层的己内酰胺进行一系列的萃取以及精制得到了我们需要的成品己内酰胺；反应溶液下层的液体是含量在40%的硫酸铵，我们将一定浓度的硫酸铵经过硫酸铵泵进行输送，将其送到硫酸铵的储罐之中，之后我们经由相关的泵送至蒸发结晶器中进行蒸发结晶处理，然后经过相应的离心干燥得到我们需要的硫酸铵成品。中和结晶主要是在重排液体中适当的加入气态的氨，这样重排液体就会和气态的氨经由化学喷头进入中和晶体专用号器皿中，需要注意的是在进行中和结晶的过程中我们需要在结晶器中放置适当的水分，这样能够在中和反应过程中将水蒸发掉。让中和反应后的硫酸铵在专业的结晶器中形成晶浆，晶浆通过相应的稠厚处理；离心处理以及干燥处理得到我们需要的成品硫酸铵。这时候己内酰胺会在结晶器中的折流区域进行积聚，我们通过泵来进行抽取，然后萃取处理，精制处理得到化工生产需要的己内酰胺。

1 在化工生产过程中硫酸铵蒸发结晶的主要流程

整个硫酸铵液体的蒸发结晶需要从硫酸铵母液罐中开始。我们在化工生产过程中将40%浓度的硫酸铵液体经由硫酸铵泵进入硫酸铵的母液罐中，这样能够有效的和离心泵内流出的硫酸铵母液进行混合处理，然后，两种途径而来的硫酸铵溶液会由母液罐中的泵体进入结晶器中。由于有真空泵的帮助，结晶器内的压力能够有效的保障在15KPa，这样的压力环境能够有效的将硫酸铵结晶需要的温度控制在65摄氏度左右。结晶器中有两台循环泵进行浆料的内部循环。我们在化工生产过程中，循环泵的主要流量通常控制在7000m3/小时。在整个液体循环过程中，我们会使用两台相同型号的换热器对硫酸铵的浆料分别加热处理，这样能够在很大程度上为水分蒸发提供必要的热量。两台加热器的加热对象不同。其中有一台换热器使用的热水为重排反应产生的热水对结晶器中的硫酸铵进行加热；另外的一台换热器则是利用了低压蒸汽的方式来对结晶器中的硫酸铵进行加热。

从结晶器内部出来的蒸汽会经由冷凝器表面的冷凝处理进入冷凝液罐中，没有凝结的气体就会使用真空泵进行抽离。从冷凝器中抽出的冷凝液主要的用途有四个。第一个是洗涤结晶器的轴封；第二个是洗涤离心机的轴封；第三个是洗涤硫化干燥器的轴封；第四个是洗涤泵站的轴封。其余的多余液体会进入污水处理环节，进行相应的处理。结晶器底部的硫酸铵浆料会通过结晶泵送至旋液分离器，通过旋液分离器来进行增稠处理，增稠处理后的硫酸铵浆料会进入下一步离心机中。在离心机中经过处理的硫酸铵浆料水分含量约为百分之二；离心母液离开离心机后会继续回到母液容器中进行进一步的结晶处理。其余的含水量在百分之二的硫酸铵颗粒会进入相关的干燥容器中进行干燥处理。之后通过干燥处理的硫酸铵会进入到下一道程序，直至成为成品为止。

2 在化工生产过程中硫酸铵中和结晶的主要流程

中和结晶的主要流程有8个。分别是：原料准备、中和结晶反应、沉降区准备、浆液的输送、真空工艺、滗析工序、稠厚离心以及干燥离心。下面主要阐述中和结晶反应以及滗析工序。

中和结晶。中和结晶器为导流筒折流板型DTB结晶器。结晶器通过导流筒内一个大的、低转速转动的搅拌器，把成长晶粒从下部循环至沸腾表面，在沸腾表面水分被蒸发，浆液从沸腾表面沿导流筒外侧向下流动，并由导流筒下部重新循环至导流筒内，部分浆液进入折流区，在此区域浆液的湍流减少，晶体与酰胺油发生沉降分离。

滗析工序。滗析器进料泵将悬浮在中和结晶器沉降区上部的酰胺油抽走，送至滗析器内以分离酰胺油中夹带的硫酸铵母液。滗析器也用于收集来自稠厚器的溢流浆液。含酰胺油的轻相通过挡板溢流至滗析器的轻相区，酰胺油靠重力自流至己内酰胺储罐，酰胺油的液位通过出料调节阀调节。滗析器重相区的母液靠重力自流至硫酸铵母液罐，稠厚器的界面是通过母液出口调节阀调节。

3 在化工生产过程中蒸发结晶以及中和结晶之间的区别以及优劣

在硫酸铵溶液蒸发结晶的过程中需要的生产原料是浓度在40%的分离完成的硫酸铵，这种硫酸铵中不含有己内酰胺，因此按照生产产品的质量来分析，蒸发结晶生产的硫酸铵具有更好的产品质量，不易发黄。但是需要注意的一个问题是硫酸铵的蒸发结晶处理，在处理过程中需要大量的用水，同时水分的蒸发过程需要外部热源的帮助，蒸发出来的水分由于温度过高，因此需要进行必要的冷却处理，降低水分的温度，这样的过程非常消耗能源，不利于我国现阶段节能减排的要求。

在硫酸铵溶液中和结晶的过程中需要的生产原料有两种，第一种是重排液；第二种是气态的氨。这样的两种原料在结晶器的反应中能够得到硫酸铵以及少量的己内酰胺。这两种物质的混合就导致了生产出来的硫酸铵内会有己内酰胺杂质。在产品质量的问题上，不如蒸发结晶的硫酸铵产品。产品容易发黄。但是由于在生产过程中采用的是中和结晶的反应，就导致了整个过程中没有相应的水分出现，相反我们还需要对整个反应过程添加水分，依靠中和反应就能够有效的蒸发掉全部水分。因此在整个生产过程中不需要额外的热源支持，较为节能环保。较为符合我国现阶段的节能减排号召。

通过上述的分析，我们能够发现，在生产硫酸铵的过程中，两种生产工艺蒸发结晶以及中和结晶都能够实现生产硫酸铵的目的，但是两种方法的优缺点也都较为明显。如果我们要求更好的生产质量，我们就使用蒸发晶体的工艺来生产硫酸铵产品；如果我们要在生产过程中节能减排，我们就使用中和结晶的工艺来生产硫酸铵产品。

参考文献

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