李善寧　王永林(馬鋼股份公司煤焦化公司　安徽馬鞍山　243021)

硫酸銨產(chǎn)品著色原因分析

李善寧王永林(馬鋼股份公司煤焦化公司安徽馬鞍山243021)

摘要：針對(duì)硫銨產(chǎn)品外觀顏色的不穩(wěn)定進(jìn)行了分析，并提出一些生產(chǎn)操作過(guò)程中的改進(jìn)和建議。

關(guān)鍵詞：硫銨；顏色；酸度；操作控制

馬鋼煤焦化公司煤氣凈化一系統(tǒng)煤氣處理能力為5.5×104m3/h，采用A-S脫硫洗氨工藝，氨采用間接飽和器法工藝生產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品，硫化氫用克勞斯法工藝生產(chǎn)硫磺。自2004年投產(chǎn)以來(lái)，硫酸銨產(chǎn)品的質(zhì)量基本穩(wěn)定，顆粒也較大，不足之處是外觀顏色不夠穩(wěn)定。硫酸銨產(chǎn)品正常的外觀顏色應(yīng)為白色結(jié)晶，但經(jīng)常發(fā)生硫酸銨顏色為灰白色，有時(shí)呈淡藍(lán)色或淡紅色的情況，硫酸銨產(chǎn)品的顏色問(wèn)題影響了銷(xiāo)售。

1間接飽和器法工藝簡(jiǎn)介

煤氣洗滌后的富液經(jīng)脫酸蒸氨解吸后酸氨汽進(jìn)入飽和器內(nèi)，酸氨汽中的氨被用攪拌風(fēng)攪拌的硫酸母液吸收，反應(yīng)生產(chǎn)硫酸銨晶體，飽和狀態(tài)下的硫酸銨晶粒再用提料風(fēng)送到稠化器、離心機(jī)及流化干燥床脫水干燥得到硫酸銨產(chǎn)品，再裝包外銷(xiāo)。剩余的酸汽進(jìn)入后序克勞斯?fàn)t工序生產(chǎn)硫磺產(chǎn)品。間接飽和器法的工藝流程見(jiàn)圖1：

2硫酸銨產(chǎn)品著色原因分析

硫酸銨產(chǎn)品外觀顏色穩(wěn)定性不僅與硫銨單元的生產(chǎn)操作有關(guān)，而且與上游工序脫酸蒸氨的操作穩(wěn)定性有更大關(guān)系。通過(guò)對(duì)硫酸銨產(chǎn)品水溶試驗(yàn)分析，認(rèn)為導(dǎo)致硫酸銨產(chǎn)品外觀顏色不穩(wěn)定的主要原因?yàn)椋阂皇秋柡推鲀?nèi)硫酸銨母液中無(wú)機(jī)物之間反應(yīng)形成鐵氰絡(luò)合物等附著在晶體表面使硫銨著色；二是煤氣中的雜質(zhì)(如煤粉、焦油、萘等)在煤氣洗滌過(guò)程中被吸收液所吸收，經(jīng)脫酸蒸氨解吸后隨酸氨汽進(jìn)入飽和器硫酸銨母液中使得硫酸銨產(chǎn)品的顏色發(fā)黑。

2.1金屬絡(luò)合物等對(duì)硫酸銨產(chǎn)品外觀的影響

飽和器的酸氨汽來(lái)自于脫酸蒸氨單元，脫酸塔解吸的熱源由兩個(gè)蒸氨塔提供，蒸氨塔為鑄鐵泡罩塔。由于固定銨鹽蒸氨塔在蒸氨過(guò)程中需要加堿分解固定銨鹽，堿在分解固定銨鹽的同時(shí)，對(duì)鑄鐵塔盤(pán)及泡罩產(chǎn)生一定的腐蝕作用，在蒸氨溫度大于100℃生產(chǎn)工況下，與氨一起加劇了對(duì)鑄鐵塔塔盤(pán)及泡罩等的腐蝕。圖2為固定銨塔停產(chǎn)檢修解體的下層塔盤(pán)被腐蝕的圖片。

脫酸蒸氨的酸氨汽中不僅有NH3和H2S,并且還有HCN和HSCN等氣體，酸氨汽進(jìn)入飽和器時(shí)除這些氣體以外，同時(shí)還會(huì)夾帶著含有腐蝕剝落的金屬Fe3+的液體。當(dāng)飽和器內(nèi)加酸量不足，或者脫酸蒸氨操作波動(dòng)酸氨汽中氨含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致母液酸度偏小，局部區(qū)域形成堿性，母液會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，在攪拌風(fēng)的攪拌下，飽和器的母液中會(huì)反應(yīng)生成鐵氰絡(luò)合物(Fe7(CN)18·14H2O)，遇空氣氧化呈普魯士藍(lán)顏色附著在硫銨晶體表面；同時(shí)伴隨六氰合鐵(II)酸亞鐵銨(NH4)2Fe[Fe(CN)6]的生成，附著硫銨晶粒表面，晶體遇空氣后被氧化形成藍(lán)色或淺藍(lán)色。另外的一個(gè)反應(yīng)是Fe3+和SCN-生成另一種絡(luò)合物Fe(SCN)3，該絡(luò)合物Fe(SCN)3暴露在空氣中會(huì)氧化形成淡紅色晶粒也會(huì)附著在硫銨晶體表面。這就是硫酸銨產(chǎn)品裝包放置一段時(shí)間后變色的原因。

2.2煤氣中煤粉、焦油等對(duì)硫酸銨產(chǎn)品外觀的影響

由于煉焦配合煤細(xì)度偏小，粒度小于0.5mm煤比例偏多，加上焦?fàn)t無(wú)煙裝煤的要求愈來(lái)愈高，荒煤氣中夾帶了大量細(xì)小的粉塵，這些粉塵和煤氣中的焦油霧部分進(jìn)入煤氣洗滌液中。在洗滌液蒸氨解吸過(guò)程中，煤粉、焦油霧等會(huì)隨著酸氨汽進(jìn)入到飽和器，使母液的顏色發(fā)生改變(呈灰褐色)，在飽和器內(nèi)攪拌風(fēng)的鼓動(dòng)下與硫銨晶?；旌现纬苫疑牧蜾@晶體。硫酸銨水溶解試驗(yàn)也證明了煤粉等對(duì)硫銨顏色的影響。

此外，洗滌液中的萘、酚類(lèi)等有機(jī)物進(jìn)入母液中也會(huì)對(duì)硫銨顏色產(chǎn)生一定的影響。

3對(duì)策與建議

3.1減少煤氣中雜質(zhì)(如煤粉、焦油、萘及酚等)的帶入

3.1.1加強(qiáng)初冷器的操作

因煉焦無(wú)煙裝煤和環(huán)保的要求，煉焦裝煤、出焦過(guò)程中會(huì)有大量的煤粉、焦粉等，這些物質(zhì)隨荒煤氣進(jìn)入煤氣凈化系統(tǒng)，沉積在設(shè)備及管道內(nèi)，給生產(chǎn)帶來(lái)極大隱患。最終這些物質(zhì)通過(guò)煤氣的夾帶、洗滌液、蒸氨后進(jìn)入到母液中，混合在硫銨母液中伴隨著硫銨晶粒成長(zhǎng)，導(dǎo)致硫銨顏色呈灰色。

因此為了減少荒煤氣中的粉塵等的夾帶，初冷器的操作尤為重要，必須保證初冷器一段冷凝液和二段洗萘液噴灑效果。利用循環(huán)噴灑，盡可能將荒煤氣中的粉塵等在初冷器中被洗滌下來(lái)。

3.1.2加強(qiáng)電捕焦油器的運(yùn)行管理

電捕焦油器在煤氣凈化系統(tǒng)中是關(guān)鍵，其運(yùn)行是否正常，直接影響到洗滌系統(tǒng)及蒸氨操作的穩(wěn)定，特別是經(jīng)過(guò)蒸氨后的輕質(zhì)類(lèi)焦油會(huì)隨氣相直接進(jìn)入飽和器，對(duì)母液產(chǎn)生污染，破壞硫銨顏色，對(duì)酸汽冷卻器等后續(xù)設(shè)備的運(yùn)行帶來(lái)較大影響。因此根據(jù)每周電捕焦油器的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整控制好電捕焦油器的二次電壓，將焦油霧控制在20mg/m3以減少電捕焦油器非正常停運(yùn)的頻次，縮短開(kāi)機(jī)的時(shí)間。

3.1.3終冷冷凝液的排污、置換

經(jīng)過(guò)電捕捕集后的煤氣中仍然會(huì)有小于20m g/m3的焦油霧存在，焦油霧和少量萘經(jīng)煤氣終冷段時(shí)會(huì)停留附著在管道和填料表面形成阻力，部分隨洗滌液進(jìn)入到富液中，經(jīng)蒸氨系統(tǒng)被蒸出進(jìn)入到飽和器母液中，對(duì)硫銨母液造成嚴(yán)重污染，母液顏色變深。由于小飽和器操作溫度高(90℃±5℃)，揮發(fā)性的萘、輕質(zhì)焦油被吸入酸汽冷卻器后，堵塞酸汽冷卻器和安全水封槽等。

因此，在煤氣的終冷系統(tǒng)需要將帶入的焦油等盡可能地排出：一是避免進(jìn)入富液后造成換熱器和蒸氨系統(tǒng)堵塞；二是消除終冷阻力，保證煤氣的正常輸送。根據(jù)終冷設(shè)備阻力的變化，定期對(duì)終冷水做徹底置換。終冷系統(tǒng)原設(shè)計(jì)補(bǔ)充的為剩余氨水，其內(nèi)含油相對(duì)較多，溫度高，效果不是太好，因此改用脫酚后的氨水，可以減少循環(huán)氨水帶油造成對(duì)終冷的二次阻力的增加，降低熱負(fù)荷。

3.2控制蒸氨系統(tǒng)堿的加入量

固定銨塔加堿的目的是分解固定銨鹽，要嚴(yán)格根據(jù)在線(xiàn)的pH計(jì)的值合理調(diào)節(jié)固定銨塔的加堿量，加堿量過(guò)大會(huì)對(duì)塔件造成過(guò)多的腐蝕，腐蝕物夾帶到飽和器內(nèi)會(huì)污染母液，對(duì)母液顏色產(chǎn)生較大影響。

3.3合理控制硫銨母液酸度

母液酸度的適中是取得良好硫銨產(chǎn)品的必要條件，因此，控制合適的母液酸度，讓酸性的母液與氨汽充分結(jié)合，形成良好的結(jié)晶體，才能取得顆粒大的硫銨晶粒。

脫酸蒸氨系統(tǒng)的操作穩(wěn)定是母液酸度的控制的關(guān)鍵。另外，操作過(guò)程中還要根據(jù)脫酸塔頂?shù)臏囟茸兓皶r(shí)調(diào)整加酸量，控制好母液的酸度。酸度過(guò)高，硫銨晶粒形成速度快，形成大量顆粒細(xì)小的硫銨，不利于晶體的成長(zhǎng)；過(guò)低，影響氨的有效吸收，會(huì)造成局部堿性，影響硫銨顏色，同時(shí)未吸收的氨會(huì)被帶入硫回收系統(tǒng)，對(duì)克勞斯?fàn)t溫度產(chǎn)生影響。因此，母液酸度的控制在此生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最為重要。飽和器內(nèi)母液酸度的均勻性與母液的充分?jǐn)嚢栌芯o密關(guān)系，間接飽和器生產(chǎn)硫酸銨工藝中母液的攪拌采用是壓縮空氣，在攪拌強(qiáng)度和壓空的使用量上同樣需要根據(jù)上下工序的生產(chǎn)安全狀況來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)影響硫酸銨外觀顏色原因的分析，找到了影響硫酸銨外觀顏色的因素，提出了相應(yīng)的操作控制要求。要保證硫酸銨外觀顏色質(zhì)量，除確保母液酸度穩(wěn)定，嚴(yán)禁出現(xiàn)母液局部堿性之外，還要保證脫酸蒸氨系統(tǒng)的操作穩(wěn)定以穩(wěn)定酸氨汽中氨量，以及盡可能降低洗滌液中粉塵等的夾帶。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王慧倫. 化工基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1986

[2]楊建華，王永林，沈立嵩.焦?fàn)t煤氣凈化[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006

[3]天津大學(xué)化工原料教研室.化工原理[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1983

[4]范伯云、李哲浩.焦化廠化產(chǎn)生產(chǎn)問(wèn)答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004

Analysis of (NH4)2SO4Product's Color

LI Shan-ning，WANG Yong-lin

Abstract：The analysis the changing of the (NH4)2SO4product’s color and appearance. And raising some suggestions in the production operation.

Key words：(NH4)2SO4；color；Acidity；Operation control

作者簡(jiǎn)介：李善寧(1966-)，男，馬鋼股份公司煤焦化公司，工程師。

收稿日期：2015-04-02

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ522.52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-9994(2015)02-0043-03