淺談影響工業(yè)氯化銨質(zhì)量的因素

崔新景,倪 月

(大化集團(tuán) 大連化工股份有限公司,遼寧 大連 116308)

淺談影響工業(yè)氯化銨質(zhì)量的因素

崔新景,倪 月

(大化集團(tuán) 大連化工股份有限公司,遼寧 大連 116308)

從實驗數(shù)據(jù)對比出發(fā)分析了氯化銨主含量達(dá)不到優(yōu)級品的原因,找出了生產(chǎn)過程中影響質(zhì)量的因素,并提出了解決辦法。

粒度;灼燒殘渣;鹽分;堿性物

1 概 述

我公司的工業(yè)氯化銨按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高級別來生產(chǎn),由于氯化銨國家標(biāo)準(zhǔn)重新修訂,產(chǎn)品的最高級別由主含量為99.3%的一等品調(diào)至主含量為99.5%的優(yōu)等品,所以開車伊始,除了鐵、雜質(zhì)以外,我們主要關(guān)注的就是工業(yè)氯化銨的主含量。在樣品分析過程中出現(xiàn)過這樣的問題:在灼燒殘渣和水分等項目均合格的前提下,氯化銨的主含量卻達(dá)不到優(yōu)等品,其原因是什么,我們分析、實驗,尋找問題出現(xiàn)的原因。

2 實驗數(shù)據(jù)對比

表1數(shù)據(jù)顯示:不論產(chǎn)品是否合格,其分析項目百分含量累計幾乎沒有超過99.7%,那剩下的0.3 %以上的物質(zhì)到底是什么?根據(jù)數(shù)據(jù)推測氯化銨產(chǎn)品中存在一種加熱可以分解的未檢測出的物質(zhì)。通過外觀對比,我們發(fā)現(xiàn)凡是主含量不夠優(yōu)等品的工業(yè)氯化銨,其粒度分布略顯不均。根據(jù)粒度大小,我們選用65目的篩網(wǎng)對樣品進(jìn)行篩分,將樣品分成粒與面兩組樣品,分別對兩組樣品進(jìn)行測定,并將它們的主含量、灼燒殘渣和NaCl分別做個對比,結(jié)果數(shù)據(jù)如表2。

表1 氯化銨全分析數(shù)據(jù)表 %

由表2數(shù)據(jù)可以看出以下幾個問題:

1)粒狀樣品的主含量平均99.36%,面狀樣品主含量平均98.91%,相差0.45%。

2)與粒狀樣品相比,面狀樣品中灼燒殘渣高0.09%、NaCl高0.09%。

3)兩組樣品的灼燒殘渣中,除NaCl以外,其它成分含量相同,約0.15%。

表2 樣品主含量、灼燒殘渣和NaCl含量數(shù)據(jù)表 %

3 對工藝過程進(jìn)行分析

3.1 氯化銨工序的工藝流程簡介

經(jīng)過濾堿機(jī)過濾后的重堿母液Ⅰ經(jīng)吸氨器吸氨制成氨母液Ⅰ,經(jīng)換熱器與母液Ⅱ進(jìn)行熱交換,降溫后的氨母液Ⅰ送入冷析結(jié)晶器,通過外冷器循環(huán)并與冰機(jī)系統(tǒng)送來的液氨直接進(jìn)行熱交換,冷卻析出的氯化銨為工業(yè)氯化銨;冷析結(jié)晶器溢流液流入鹽析結(jié)晶器,加入洗鹽再析出部分氯化銨為農(nóng)業(yè)氯化銨。由結(jié)晶器內(nèi)取出氯化銨懸浮液,分別經(jīng)稠厚器稠厚,濾銨機(jī)分離,干銨爐干燥,經(jīng)包裝后成為氯化銨產(chǎn)品;濾液送回鹽析結(jié)晶器。鹽析結(jié)晶器溢流母液Ⅱ經(jīng)換熱、吸氨制成氨母液Ⅱ,送去碳化工序制堿,如此連續(xù)循環(huán)生產(chǎn)。

3.2 冷析結(jié)晶原理及影響因素

冷析結(jié)晶法生產(chǎn)工業(yè)氯化銨的原理是:母液Ⅰ經(jīng)吸氨器吸氨成為氨母液Ⅰ,并且在這過程中,母液I中溶解度小的重碳酸鹽(碳酸氫鈉和碳酸氫銨)轉(zhuǎn)化為溶解度大的碳酸鹽(碳酸鈉和碳酸銨),氨母液I在冷卻的時候,溶解度大的碳酸鈉和碳酸銨就不會與溶解度小的氯化銨共同析出。實際上,在這個過程中,如果出現(xiàn)波動或意外,則有可能在產(chǎn)品中夾雜有少量的碳酸氫鈉、碳酸氫銨和氯化鈉。

4 生產(chǎn)中影響質(zhì)量的因素

1)堿性物存在的影響及解決方法

堿性物即是我們平日所說的 NaHCO3、Na2CO3、NH4HCO3等。當(dāng)氯化銨中存在堿性物達(dá)到一定數(shù)量,特別是NaHCO3、NH4HCO3等重碳酸鹽含量如果稍有偏高,其堿性大,影響p H值,因灼燒時它還可以分解,殘渣中測不出其質(zhì)量,測氯化銨主含量時也測不出其準(zhǔn)確含量,因此它就成了“失蹤”的0.3%那部分。所以堿性物的含量高導(dǎo)致除了主含量不達(dá)標(biāo)之外,p H值因偏高也不合格。這也與我們的實驗數(shù)據(jù)相吻合。所以控制堿性物含量是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。

氯化銨產(chǎn)品中含重碳酸鹽的數(shù)量越少越好,在碳化工序要注意兩個方面,一是嚴(yán)格控制氨Ⅰ固定氨(AⅠCNH3)和CO2,AⅠCNH3雖然要求范圍在78～84 tt,但現(xiàn)在我們操作一般要控制在80 tt左右,CO2也是要求控制在低限,防止碳酸根過多導(dǎo)致重碳酸鹽含量增加;二是控制吸氨量,目前在聯(lián)堿工藝當(dāng)中,吸氨量是由游離氨與二氧化碳的比值α來控制的,雖然α指標(biāo)要求控制在2.15～2.35之間,但我們要求α偏高一些比較好,如果α過低,母液中的重碳酸鹽會與氯化銨共同析出,產(chǎn)品中的重碳酸鹽比例就增加,降低氯化銨產(chǎn)品主含量。在產(chǎn)品的最后一道工序,為了減少堿性物含量,目前采取的措施是提高干銨爐床溫,以利于重碳酸鹽的分解從而達(dá)到降低堿性物的目的。采取這些措施后,在一定程度上起到了降低堿性物的作用,提高了氯化銨的主含量,為提高產(chǎn)品質(zhì)量起到了保障作用。

原鹽對產(chǎn)品的影響非常大,如果原鹽質(zhì)量不好,水不溶物高,在洗鹽工序制成的洗鹽水不溶物就高,并且這種雜質(zhì)在結(jié)晶器中呈現(xiàn)出細(xì)小顆粒的懸浮狀態(tài),這些小顆粒無法根除,有些隨結(jié)晶析出,導(dǎo)致最終產(chǎn)品的灼燒殘渣含量高,并且隨著原料的質(zhì)量不同,非鹽分殘渣百分比也不同,從而影響產(chǎn)品的主含量。這個解決方法只有加強(qiáng)原料管理,引進(jìn)高質(zhì)量原鹽。

2)原鹽的影響

3)晶漿固液比的影響

結(jié)晶顆粒的長成需要一定的時間,可以通過調(diào)整晶漿固液比,來保證停留時間。如果晶漿固液比過低,則停留時間短,產(chǎn)品結(jié)晶還沒長成就析出,質(zhì)量不好;晶漿固液比過高,一是會使結(jié)晶溢流液夾帶結(jié)晶顆粒增多,容易釀成結(jié)晶器“座死”事故,二是晶體因過大容易包裹重碳酸鹽從而影響p H值和主含量。所以要控制結(jié)晶器的固液比在一定的范圍內(nèi),必須根據(jù)結(jié)晶器大小和產(chǎn)量來決定。

綜上所述,為了提高氯化銨產(chǎn)品質(zhì)量必須嚴(yán)格工藝條件,加強(qiáng)堿性物的控制,嚴(yán)把原鹽質(zhì)量關(guān),保證停留時間和晶漿固液比,以保證氯化銨的結(jié)晶粒度均勻,減少細(xì)小顆粒比例。

[1] 韓行治.聯(lián)合制堿工藝[M].沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1989

TQ 114.162;TQ 113.7

B

1005-8370(2011)03-27-02

2011-02-21

崔新景(1977—),2000年畢業(yè)于遼寧工學(xué)院化工系,現(xiàn)任大化集團(tuán)股份公司質(zhì)管科技術(shù)員,工程師。