[發明專利]以蜜胺尾氣和芒硝聯合生產純堿和硫酸銨的方法

無效

• 申請號: 201110086750.1
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102198953A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 雷林;唐印;劉朝慧;吳本勇;陳剛;李旭初;易江林;陳端陽;尹明大;李剛
• 申請（專利權）人: 四川金圣賽瑞化工有限責任公司;北京燁晶科技有限公司
• 主分類號: C01D7/18
• 分類號: C01D7/18;C01C1/24
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本發明涉及一種生產純堿和/或硫酸銨的方法，特別是利用以蜜胺尾氣和芒硝聯合生產純堿和硫酸銨的方法。

背景技術

蜜胺((NH₂)₃C₃N₃)也稱三聚氰胺，是一種用途廣泛的有機化工原料。其可用于制造三聚氰胺-甲醛樹脂(蜜胺塑料)，制造日用器皿、裝飾貼面板、織物整理劑等，還可與乙醚配合作紙張處理劑，此外還可用作涂料交聯劑以及阻燃化學處理劑等。最原始的蜜胺生產方法是雙氰胺法，到二十世紀八十年代以后，工業化生產蜜胺開始以尿素為原料，在一定溫度和一定壓力作用下進行如下反應：

6(NH₂)₂CO→C₃H₆N₆+6NH₃+3CO₂

上述合成工藝根據反應條件的不同，分為高壓液相淬冷法(7-10MPa，370-450℃)、低壓液相淬冷法(0.5-1MPa，380-440℃)和低壓氣相淬冷法(＜0.3MPa，390℃)三種。上述工藝的實現，是在反應器中將顆粒或者無水液態尿素于一定溫度、壓力或者催化劑作用下轉化為蜜胺，上述反應在生成蜜胺的同時還會放出大量的氨和二氧化碳混合氣，即蜜胺尾氣。

純堿化學名為碳酸鈉(Na₂CO₃)，又名蘇打、堿灰(Soda?Ash)，是一種重要的、大噸位的基本無機化工原料。純堿的用途很廣泛，可用于制造玻璃，如平板玻璃、瓶玻璃、光學玻璃和高級器皿等；還可利用脂肪酸與純堿反應制肥皂；此外，在硬水軟化、石油和油類物質的精制、冶金工業脫除硫磷雜質、選礦、以及銅、鉛、鎳、錫、鈾、鋁等金屬的制備、化學工業制取鈉鹽和金屬碳酸鹽、漂白劑、填料、洗滌劑、催化劑及染料中均得到廣泛利用。所以，純堿具有大量的市場需求。目前，純堿的生產方法有索爾維法，侯氏制堿法和天然堿加工法等，所用原料因加工方法不同而異；常用的主要原料為原鹽(包括海鹽、池鹽、礦鹽及地下鹵水)、天然堿、石灰石、氨等。在大規模工業化生產中，純堿的制備一般是以二氧化碳(CO₂)和食鹽(NaCl)為原料進行的。

硫酸銨((NH₄)₂SO₄)又稱硫銨，俗稱肥田粉，是一種速效氮素化學肥料(復合肥必用品)，其適用于小麥、玉米、水稻、棉花、甘薯、麻類、果樹、蔬菜等農作物；硫酸銨同樣是一種用途廣泛的化工原料，主要用于制造氯化銨，氨明礬、焊藥、礦山沉淀劑、防火劑、耐火材料、電鍍、食品醬色催化劑、酵母培養劑、染色助劑、蓄電池等。同樣地，硫酸銨的市場需求量也很大。在工業化生產中硫酸銨一般從煉焦工業、石油煉制工業和合成纖維的副產品中回收。

利用芒硝(硫酸鈉，Na₂SO₄)制堿已有200多年歷史。芒硝制堿的主要工藝是路布蘭法。此法需要用煤還原煅燒，存在以下問題：

(1)能耗大，每噸堿耗煤在2噸以上；

(2)產品質量不佳，原料利用不充分，其主要反應過程在熔融的固相中進行，需要高溫，設備生產能力小，反應不完全，鈉利用率約在60％～80％之間；

(3)設備腐蝕嚴重，工人勞動條件惡劣。由于主要設備如反射爐或回轉爐始終在高溫下作業，受堿的腐蝕嚴重的耐火磚等要經常更換，每噸堿要消耗的耐火材料50kg左右；

(4)污染大。在生產過程中的浸取、過濾等工序每噸堿就產生1噸左右的沉渣，幾乎每道工序中都有污染環境的粉塵或氣體排出，碳酸化時還有大量的硫化氫氣體排放；

以上原因影響了以路布蘭制堿法主的芒硝制堿工業的發展。近幾十年來有人研究了以苯酚為置換載體芒硝制堿工藝。但該工藝由于使用有機物苯酚為載體循環使用，用量大，每噸純堿需要1.8噸苯酚；回收時需要用大量有機溶劑經行多級萃取精餾，操作時控制要求高，工業化困難。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是克服如上所述的各種芒硝制堿工藝原料利用率低、消耗高、污染大、單線產能小等弊病，進而提供一種利用芒硝和蜜胺尾氣為原料的大型化生產純堿和/或硫酸銨的先進工藝。

本發明所要解決的第二個技術問題是現有技術中對蜜胺尾氣的處理無法將蜜胺制備工藝中大量的余熱蒸汽充分利用的問題，進而提供一種可以將上述余熱蒸汽得以充分利用的蜜胺生產純堿和/或硫酸銨工藝。