煤化工工艺学课件4.3-氨的回收..

§4、炼焦化学产品的回收与精制§4．3氨和吡啶的回收§4．3氨和吡啶的回收1.氨必须回收的原因⑴氨被终冷水吸收，在凉水架喷洒冷却时又解吸进入到大气，造成污染。⑵氨与氰化氢化合，生成溶解度高的复合物，从而加剧了腐蚀作用。⑶煤气中的氨在燃烧时会生成有毒的、有腐蚀的氧化氮。⑷氨在粗苯回收中能使油和水形成稳定的乳化液，妨碍油水分离。2.氨和吡啶回收的原理水洗吸收NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-※在低于60℃时（为了减少盐类的水解），使用硫酸或者磷酸做吸收剂3.回收氨的方法磷酸吸收法（无水氨的生产）硫酸吸收法（硫酸铵的生产）饱和器法无饱和器法（酸洗塔法）⑴无水氨的生产（弗萨姆法）①工艺特点：产品：液氨设备简单，但氨气腐蚀性强，材质要求高。原理：利用磷酸铵的选择吸收的特点：磷酸的铵盐磷酸一铵盐NH4H2PO4：高温时很稳定磷酸二铵盐（NH4）2HPO4：高温时不稳定磷酸三铵盐（NH4）3PO4：很不稳定贫氨溶液解吸（190℃）吸收（40~60℃）NH3+NH4H2PO4(NH4)2HPO4富氨溶液弗萨姆法原理图：贫氨溶液（高温）贫氨溶液（低温）富氨溶液（低温）富氨溶液（高温）降温升温解吸塔（高温）吸收塔（低温）解吸氨吸收氨-NH3+NH3②工艺流程图焦炉煤气焦炉煤气溶液槽焦油槽除焦油器氢氧化钠槽冷凝器塔馏精器凝冷解吸塔蒸脱器贫富液冷却器贫液冷却器吸收塔磷酸槽118℃180℃196℃187℃135℃40℃135℃图4-13无水氨的生产工艺流程液氨产品蒸汽废水蒸汽给料槽蒸汽吸收塔（2）：鼓风机后经电捕焦油的焦炉煤气，进入吸收塔，在50℃，用泵打贫氨溶液入吸收塔喷洒，煤气与喷洒液逆向接触，煤气中99%以上的氨被吸收，吸收塔底产生富氨液。贫富液换热器（4）：富液与贫液经贫富液换热器进行换热，富液被升温，送往解吸塔解吸氨；贫液被降温，送往吸收塔吸收氨。（）蒸脱器（5）：用直接蒸汽将溶液中酸性气体蒸出后返回吸收塔。解吸塔（6）：富液经冷凝器与氨蒸汽换热升温至180℃后在解吸塔上部喷洒，与塔底直接过热蒸汽逆流接触，将富氨液中的氨解吸出来，塔底得到约为196℃的贫液，送往吸收塔循环使用。冷凝器（7）：解吸塔塔顶氨蒸汽与富液换热。氨蒸汽被冷凝冷却至135℃左右，富液被加热至180℃左右。精馏塔（9）：氨蒸汽经冷却冷凝后得氨水，经给料槽后用泵打入精馏塔，塔底通入过热直接蒸汽，精馏后塔顶产生99.8%的纯氨气。⑵饱和器法生产硫酸铵①工艺特点原理：用硫酸过饱和过程吸收氨，饱和器内就析出结晶，结晶在结晶槽成长。饱和器法生产硫酸铵、颗粒小。饱和器特点一器两用：一是吸收氨和吡啶碱；二是硫铵结晶。②简述流程图4-7饱和器法生产硫酸铵的工艺流程母液槽煤气煤气酸库来硫酸蒸汽氨气去吡啶装置煤气预热器饱和器除酸器结晶槽离心机螺旋输送机沸腾干燥机送风机热风机旋风机排风机满流槽结晶泵循环泵硫酸铵槽母液泵细粒硫酸铵槽硫酸铵包装机胶带运输机硫酸高位槽其生产工艺流程:由鼓风机来的煤气，经电捕焦油器后，进入煤气预热器。在此用间接蒸汽加热煤气到60～70℃或更高一些的温度，其目的是为了蒸发饱和器多余的水分，保持饱和器内的水平衡。预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器，经分配伞从酸性母液中鼓泡而出，并同时吸收煤气中的氨。煤气出饱和器后进入除酸器，捕集其夹带的酸雾后，送往粗苯工段。饱和器后煤气含氨一般不大于0．03／m3。饱和器母液中不断有硫铵生成，在硫铵浓度高于其溶解度时，就析出结晶，并沉淀于饱和器底部。其底部结晶将结晶抽送到结晶槽，使结晶成长，沉降于底部。结晶槽底部硫铵结晶放到离心机内进行离心分离。滤除母液，并用热水洗涤结晶，以减少硫铵表面上的游离酸和杂质。离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。从离心机分离出的硫铵结晶经皮带送到干燥器去，用热空气干燥后再用翻斗提升机送入硫铵贮槽，经包装称量入成品库。饱和器内所需补充的硫酸，由硫酸仓库送至高位槽，再自流入饱和器。煤气预热器（1）：由鼓风机来的煤气，经电捕焦油器后，进入煤气预热器（1）。在此用间接蒸汽加热煤气到60～70℃或更高一些的温度，其目的是为了蒸发饱和器多余的水分，保持饱和器内的水平衡。煤气预热器为列管式换热器，煤气走管内，管外通蒸气。除酸器（7）:除酸器作用是捕集饱和器后煤气夹带的酸滴。饱和器（2）：预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器，经分配伞从酸性母液中鼓泡而出，并同时吸收煤气中的氨。饱和器是生产硫铵的最主要设备，有内部带除酸器的、中央带由机械搅拌等型式.结晶槽（3）：饱和器母液中不断有硫铵生成，在硫铵浓度高于其溶解度时，就析出结晶，并沉淀于饱和器底部。其底部结晶由结晶泵送到结晶槽，使结晶成长，沉降于底部。离心机（5）：结晶槽底部硫铵结晶放到离心机内进行离心分离。滤除母液，离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。干燥器（7）：从离心机分离出的硫铵结晶经皮带送到干燥器去，用热空气干燥后再用翻斗提升机送入硫铵贮槽，经包装称量入成品库。③操作条件（酸洗条件）a:温度（50~55℃）为得大结晶颗粒，在较低温度下操作适宜。但为了保持水平衡应高于45~50℃.b:酸度饱和器的酸度要保持过量，以防止水解和改善氨的回收，但酸度高结晶颗粒小，需要综合考虑。C:杂质母液中杂质对饱和器操作不利。d:搅拌搅拌利于获得大的结晶颗粒（泡沸伞和母液循环泵）⑶无饱和器法生产硫酸铵①工艺特点原理：利用硫酸做吸收剂，在喷洒式酸式塔内，不饱和过程吸收氨，不饱和硫酸铵溶液在结晶槽中结晶。结晶颗粒比饱和器法生产的硫铵颗粒大②工艺流程废水蒸汽废气空气煤气蒸汽过滤水去吡啶装置的母液脱氨煤气硫酸自吡啶装置自母液槽焦油分离器蒸汽喷射器冷凝器热风炉结晶干燥器离心机供料槽满流槽母液泵满流槽结晶母液泵供结晶母液泵一段母液循环泵二段母液循环泵母液循环槽蒸发器母液加热器循环泵结晶槽过滤水煤气酸洗塔除酸器图4-9无饱和器法生产硫酸铵工艺流程硫酸铵※酸洗塔（1）：煤气进入酸洗涤塔下段，煤气入口处及下段用游离酸度为2.5％的硫铵母液喷洒，煤气中氨大部分在此被吸收下来，此段得到的硫铵浓度为40%左右，尚未达到饱和，这样使蒸发水分的耗用蒸汽量小，又不致造成堵塞。上段喷洒的母液酸度为3.0％，以吸收煤气中的剩余氨及轻质吡啶.酸洗塔两段都有独自的喷洒系统。母液加热器（4）：母液循环槽内硫酸铵含量达40%时母液用结晶泵送至加热器，连同由结晶槽来的母液一起加热至56℃左右，然后进入真空蒸发器。蒸发器(5):母液浓缩蒸发，水蒸发则母液得到浓缩。※结晶槽（2）：母液三层：最上部：不含结晶的母液（进入满流槽，再用泵送回到母液循环槽）中部：含小结晶颗粒的母液（经循环泵送到加热器连续进行循环，使结晶长大）下部：含大结晶颗粒的母液（结晶长大并沉于底部用结晶泵送到供料槽，流入离心机）