Технология получения сульфата аммония по сатураторному способу.

 

Коксовый газ, пройдя первичные газовые холодильники и электрофильтры, подается газодувками в подогреватель 1, где нагревается глухим паром до 50-60°С. Газ подогревается для предотвращения обводнения ванны сатуратора. С повышением температуры влагоемкость газа возрастает и он уносит с собой больше влаги из маточного раствора.

Подогреватель представляет собой трубчатый теплообменник, в котором по трубам проходит коксовый газ, а в межтрубном пространств - водяной пар давлением 3-4 ат.

После подогревателя газ поступает в сатуратор 2, куда подаются также пары из аммиачной колонны. Здесь происходит хемосорбция аммиака и пиридиновых оснований серной кислотой.

Сатуратор - вертикальный стальной цилиндр с конусным днищем и крышкой. Газ поступает в ванну сатуратора сверху по центральной барботажной трубе с зонтом. Он представляет собой приваренные к нижней части трубы 50 вертикальных перегородок лопаток, при помощи которых поток газа равномерно разделяется на отдельные струи, а за счет изогнутой формы лопаток газ получает вращательное движение, передавая его верхним слоям маточного раствора. Барботажный зонт погружен в маточный раствор на 250-280 мм.

Серная кислота непрерывно поступает в сатуратор из напорного бака 3. равномерно распределяясь в зоне реакции с помощью кольцевой трубы с отверстиями, закрепленной вокруг газоподводящей трубы над барботажным зондом.

Коксовый газ освободившийся от аммиака и пиридиновых оснований через газовый патрубок направляется в кислотную ловушку ударного действия 4.

Ловушка Газ, двигаясь между перегородками ловушки, несколько раз меняет своё направление. Капли, находящиеся в газе, ударяются о перегородки, прилипают к ним и стекают в нижнюю конусную часть ловушки. Очищенный от брызг кислоты коксовый газ направляется в газопровод. Потери аммиака в газе после сатуратора, должны составлять не более 0,02-0,03 г/м³ и пиридиновых оснований не более 0,04-0,06 г/м³.

После кислотной ловушки коксовый газ направляется в конечные газовые холодильники для охлаждения его до 25-30°С. перед улавливанием бензольных углеводородов в скрубберах.

Образующийся в зоне реакции пересыщенный раствор сульфата аммония служит питательной средой для образования и роста кристаллов. Для того, чтобы создать благоприятные условия для роста кристаллов маточный раствор в ванне сатуратора интенсивно перемешивают с помощью насоса 5, который забирает раствор из средней зоны сатуратора и подающего его в нижнюю коническую часть через специальное сопло - ажитатор 6. Благодаря этому в ванне сатуратора создается восходящий поток маточного раствора, поддерживающий мелкие кристаллы во взвешенном состоянии.

Оседающие в конической части сатуратора кристаллы сульфата аммония вместе с некоторым количеством маточного раствора кислотоупорным насосом 7 подаются в кристаллоприемник 8 для отстаивания кристаллов сульфата аммония их накопления и загрузки в центрифугу.

Кристалоприемник может быть двух типов: в виде вертикального цилиндрического сосуда с коническим днищем емкостью 4,7 м³ или в виде кристаллоприемника сепаратора.

Отстоявшийся от кристаллов раствор выводится сверху кристаллоприемнмка через перелив и далее направляется самотеком в сатуратор через кастрюлю обратных токов 9. Некоторое количество этого раствора отводится на пиридиновую установку для выделения пиридиновых оснований. Количество отбираемого раствора зависит от содержания в нем пиридиновых оснований, которое обычно составляет 10-15 г/л и зависит в свою очередь от концентрации пиридиновых оснований в коксовом газе, температуры и кислотности маточного раствора в сатураторе.

Осевшие на дно кристаллы сульфата аммония самотеком поступают с низа кристаллоприемника 8 в центрифугу непрерывного действия 10, где кристаллы окончательно отделяются от маточного раствора и промываются горячей водой (60-70 °С). для удаления остатков серной кислоты.

Отфугованный сульфат аммония содержит от 1 до 2 % влаги и транспортируется по транспортеру 12 на сушку.

Применяют вибрационный сушильный транспортер, сушилки с кипящим слоем и барабанные сушилки. После сушки сульфат отправляют на склад.

Раствор после центрифуги через сборник 11 возвращается в сатуратор. (или через кастрюлю обратных токов)

Уровень маточного раствора в сатураторе поддерживается постоянным с помощью бокового штуцера (перелива), через который избыток маточного раствора отводится в циркуляционную кастрюлю 13,

Циркуляционная кастрюля представляет собой стальной вертикальный сосуд, внутри которого почти до дна опущена переливная труба. В ней поддерживается постоянный уровень раствора, поэтому она служит еще и гидравлическим затвором, исключающим возможность выхода газа из сатуратора вместе с раствором. Высота затвора должна быть не меньше величины общего расчетного напора газодувки.

Вместе с маточным раствором в циркуляционную кастрюлю отводится кислая смолка (продукт взаимодействия туманообразной смолы и непредельных соединений с серной кислотой), плавающая на поверхности маточного раствора в ванне сатуратора. Всплывшая на поверхность маточного раствора кислая смолка через сливной карман выводится из циркуляционной кастрюли в специальную емкость. Избыток маточного раствора из циркулляционной кастрюли самотеком перетекает в сборник 15, откуда по мере надобности насосом 14 возвращается в сатуратор.

В сборник 15 или в циркуляционную кастрюлю возвращается и обеспиридининый маточный раствор с пиридиновой установки. Оттуда насосом 14 в сатуратор.

Показатели технологического режима работы установки:

Температура газа, °С

перед газовым подогревателем.......................35-40

после газового подогревателя.........................53-60

после сатуратора...............................................55-65

Температура маточного раствора °С..............53-55

Сопротивление сатуратора, к Па......................5-6

Кислотность маточного раствора %....................4-5

Циркуляция маточного ратвора.....................непрерывная

Состав маточного раствора

плотность кг/м³.............................................1300-1400

содержание, %

свободной серной кислоты 4-5

аммиак, г/л...................................................150-180

сульфат аммония..................................................40-48

бисульфат аммония.............................................10-15.

Недостатки сатураторного процесса:

1.Высокое сопротивление газовому потоку при прохождении его через сатуратор в ловушку

2. Недостаточная управляемость процесса кристаллизации (разношерстный)

3. Невозможно вести процесс при низких температурах и при минимальной кислотности маточного раствора.

4. Совмещение в одном аппарате процессов улавливания аммиака и пиридиновых оснований и кристаллизации сульфата аммония не позволяет проводить их в наиболее благоприятных условиях, что отрицательно сказывается на работе установки и качестве сульфата аммония.

5. Интенсивное отложение соли на стенках сатуратора и трубопроводов требует частых промывок большим количеством воды и кислоты, что делает нарушает процесс кристаллизации и делает его периодическим и затрудняет регулирование и обслуживание установки.

6. Периодическое искусственное изменение кислотности ванны сатуратора затрудняет процесс автоматизации.

Этот процесс все время совершенствуется. Например, новые конструкции ажитаторов, кристаллоприемники с классификаторами.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: