淺談影響工業氯化銨質量的因素

崔新景,倪 月

(大化集團 大連化工股份有限公司,遼寧 大連 116308)

淺談影響工業氯化銨質量的因素

崔新景,倪 月

(大化集團 大連化工股份有限公司,遼寧 大連 116308)

從實驗數據對比出發分析了氯化銨主含量達不到優級品的原因,找出了生產過程中影響質量的因素,并提出了解決辦法。

粒度;灼燒殘渣;鹽分;堿性物

1 概 述

我公司的工業氯化銨按國家標準規定的最高級別來生產,由于氯化銨國家標準重新修訂,產品的最高級別由主含量為99.3%的一等品調至主含量為99.5%的優等品,所以開車伊始,除了鐵、雜質以外,我們主要關注的就是工業氯化銨的主含量。在樣品分析過程中出現過這樣的問題: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不到優等品,其原因是什么,我們分析、實驗,尋找問題出現的原因。

2 實驗數據對比

表1數據顯示:不論產品是否合格,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 %以上的物質到底是什么?根據數據推測氯化銨產品中存在一種加熱可以分解的未檢測出的物質。通過外觀對比,我們發現凡是主含量不夠優等品的工業氯化銨,其粒度分布略顯不均。根據粒度大小,我們選用65目的篩網對樣品進行篩分,將樣品分成粒與面兩組樣品,分別對兩組樣品進行測定,并將它們的主含量、灼燒殘渣和NaCl分別做個對比,結果數據如表2。

表1 氯化銨全分析數據表 %

由表2數據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含量數據表 %

3 對工藝過程進行分析

3.1 氯化銨工序的工藝流程簡介

經過濾堿機過濾后的重堿母液Ⅰ經吸氨器吸氨制成氨母液Ⅰ,經換熱器與母液Ⅱ進行熱交換,降溫后的氨母液Ⅰ送入冷析結晶器,通過外冷器循環并與冰機系統送來的液氨直接進行熱交換,冷卻析出的氯化銨為工業氯化銨;冷析結晶器溢流液流入鹽析結晶器,加入洗鹽再析出部分氯化銨為農業氯化銨。由結晶器內取出氯化銨懸浮液,分別經稠厚器稠厚,濾銨機分離,干銨爐干燥,經包裝后成為氯化銨產品;濾液送回鹽析結晶器。鹽析結晶器溢流母液Ⅱ經換熱、吸氨制成氨母液Ⅱ,送去碳化工序制堿,如此連續循環生產。

3.2 冷析結晶原理及影響因素

冷析結晶法生產工業氯化銨的原理是:母液Ⅰ經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,如果出現波動或意外,則有可能在產品中夾雜有少量的碳酸氫鈉、碳酸氫銨和氯化鈉。

4 生產中影響質量的因素

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。當氯化銨中存在堿性物達到一定數量,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,殘渣中測不出其質量,測氯化銨主含量時也測不出其準確含量,因此它就成了“失蹤”的0.3%那部分。所以堿性物的含量高導致除了主含量不達標之外,p H值因偏高也不合格。這也與我們的實驗數據相吻合。所以控制堿性物含量是提高產品質量的重要手段之一。

氯化銨產品中含重碳酸鹽的數量越少越好,在碳化工序要注意兩個方面,一是嚴格控制氨Ⅰ固定氨(AⅠCNH3)和CO2,AⅠCNH3雖然要求范圍在78～84 tt,但現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,防止碳酸根過多導致重碳酸鹽含量增加;二是控制吸氨量,目前在聯堿工藝當中,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,產品中的重碳酸鹽比例就增加,降低氯化銨產品主含量。在產品的最后一道工序,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,為提高產品質量起到了保障作用。

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

2)原鹽的影響

3)晶漿固液比的影響

結晶顆粒的長成需要一定的時間,可以通過調整晶漿固液比,來保證停留時間。如果晶漿固液比過低,則停留時間短,產品結晶還沒長成就析出,質量不好;晶漿固液比過高,一是會使結晶溢流液夾帶結晶顆粒增多,容易釀成結晶器“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。所以要控制結晶器的固液比在一定的范圍內,必須根據結晶器大小和產量來決定。

綜上所述,為了提高氯化銨產品質量必須嚴格工藝條件,加強堿性物的控制,嚴把原鹽質量關,保證停留時間和晶漿固液比,以保證氯化銨的結晶粒度均勻,減少細小顆粒比例。

[1] 韓行治.聯合制堿工藝[M].沈陽:遼寧科學技術出版社,1989

TQ 114.162;TQ 113.7

B

1005-8370(2011)03-27-02

2011-02-21

崔新景(1977—),2000年畢業于遼寧工學院化工系,現任大化集團股份公司質管科技術員,工程師。