[go: up one dir, main page]

RU2842650C1 - Method of producing crystalline ammonium sulphate - Google Patents

Method of producing crystalline ammonium sulphate Download PDF

Info

Publication number
RU2842650C1
RU2842650C1 RU2024126275A RU2024126275A RU2842650C1 RU 2842650 C1 RU2842650 C1 RU 2842650C1 RU 2024126275 A RU2024126275 A RU 2024126275A RU 2024126275 A RU2024126275 A RU 2024126275A RU 2842650 C1 RU2842650 C1 RU 2842650C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crystallizer
ammonium sulfate
zone located
evaporation
crystals
Prior art date
Application number
RU2024126275A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альфит Рафитович Бакиров
Алексей Климентьевич Баталов
Борис Александрович Кальченко
Сергей Маркович Кувшинов
Александр Борисович Малышев
Александр Сергеевич Новиков
Иван Константинович Новоселов
Владимир Михайлович Ронкин
Мария Владимировна Рудакова
Максим Андреевич Шаламов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Химтехнология"
Акционерное общество "Среднеуральский медеплавильный завод"
Общество с ограниченной ответственностью "Ультра Ферт"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Химтехнология", Акционерное общество "Среднеуральский медеплавильный завод", Общество с ограниченной ответственностью "Ультра Ферт" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Химтехнология"
Application granted granted Critical
Publication of RU2842650C1 publication Critical patent/RU2842650C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the technology of producing crystalline ammonium sulphate. Method involves synthesis of ammonium sulphate solution from ammonia and sulphuric acid directly in circulation loop of crystalliser Crystals are separated from mother solution by evaporation in crystallizer that has evaporation zone located at top part and crystallization zone located at mid and bottom parts. After preliminary thickening, the suspension collected from the bottom of the crystalliser is fed into a hydraulic classifier, which is a pulsation column, ascending flow in which is created due to circulation of clarified upper drain, and lower drain is subjected to centrifugation with subsequent drying.
EFFECT: more efficient control of grain-size composition of target product.
2 cl, 1 dwg, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к способу получения кристаллического сульфата аммония (СА) и может быть использовано в химической, нефтехимической промышленности и для нужд сельского хозяйства.The invention relates to a method for producing crystalline ammonium sulfate (AS) and can be used in the chemical, petrochemical industry and for agricultural needs.

Известен способ изогидрической кристаллизации веществ из растворов путем контакта пульпы с хладоносителем. Для получения однородного кристалла дополнительно возвращают мелкие кристаллы в зону гидроклассификатора кристаллизатора для их доращивания (Патент РФ 1212453, B01D 9/00, 1986). Недостатками этого способа являются невысокая производительность установки и повышенная влажность получаемых кристаллов.A method of isohydric crystallization of substances from solutions by contact of pulp with a coolant is known. To obtain a homogeneous crystal, small crystals are additionally returned to the hydroclassifier zone of the crystallizer for their further growth (Patent of the Russian Federation 1212453, B01D 9/00, 1986). The disadvantages of this method are the low productivity of the installation and the increased humidity of the resulting crystals.

Известен также способ непрерывной изогидрической кристаллизации веществ из растворов, включающий нагревание исходной смеси теплоносителем, многоступенчатую кристаллизацию с разделением потоков в кристаллизаторах, выделением кристаллов сепарацией маточного раствора. Для получения крупных кристаллов узкой гранулометрической фракции выводят кристаллы из нижней части кристаллизатора тангенциально в верхнюю часть последующего кристаллизатора и смешивают с исходной смесью с последующим возвращением в кристаллизатор предыдущей ступени (Патент РФ 1673150, B01D 9/00, 9/02, 1991). Недостатками этого способа являются невысокая производительность установки и недостаточно высокое качество полученных кристаллов.A method of continuous isohydric crystallization of substances from solutions is also known, including heating the initial mixture with a heat carrier, multi-stage crystallization with separation of flows in crystallizers, and isolation of crystals by separation of the mother liquor. To obtain large crystals of a narrow granulometric fraction, crystals are removed from the lower part of the crystallizer tangentially to the upper part of the subsequent crystallizer and mixed with the initial mixture, followed by a return to the crystallizer of the previous stage (Patent of the Russian Federation 1673150, B01D 9/00, 9/02, 1991). The disadvantages of this method are the low productivity of the installation and the insufficiently high quality of the crystals obtained.

Известен также способ получения сульфата аммония (Патент РФ 2753014, C01C 1/24, Заявка: 2020129128, дата начала отсчета срока действия патента: 02.09.2020, дата регистрации: 11.08.2021). Последний принят в качестве прототипа по наибольшему совпадению существенных признаков.A method for producing ammonium sulfate is also known (RU Patent 2753014, C01C 1/24, Application: 2020129128, patent validity start date: 09/02/2020, registration date: 08/11/2021). The latter was adopted as a prototype due to the greatest coincidence of essential features.

Согласно изобретению, поставленная цель достигается способом получения кристаллического сульфата аммония кристаллизацией исходного раствора сульфата аммония путем:According to the invention, the stated objective is achieved by a method for obtaining crystalline ammonium sulfate by crystallizing the initial solution of ammonium sulfate by:

- подачи исходного раствора сульфата аммония из емкости для исходного раствора сульфата аммония тремя потоками: в нижнюю часть кристаллизатора, в гидроклассификатор и в трубопровод, соединяющий кристаллизатор и испаритель;- feeding the initial ammonium sulfate solution from the tank for the initial ammonium sulfate solution in three streams: into the lower part of the crystallizer, into the hydroclassifier and into the pipeline connecting the crystallizer and the evaporator;

- отделения кристаллов от маточного раствора выпариванием в кристаллизаторе, который имеет:- separation of crystals from the mother liquor by evaporation in a crystallizer, which has:

- зону испарения, расположенную в верхней части;- evaporation zone located in the upper part;

- зону кристаллизации, расположенную в средней и нижней части в форме вертикальной центральной трубы.- a crystallization zone located in the middle and lower parts in the form of a vertical central pipe.

С получением двух потоков, первый из которых, отбираемый из нижней части кристаллизатора, направляют в гидроклассификатор, а второй поток, отбираемый из средней части кристаллизатора, направляют с помощью трубопровода и циркуляционного насоса в испаритель с получением парожидкостного потока, причем второй поток вместе с трубопроводами, соединяющими среднюю часть кристаллизатора, циркуляционный насос, испаритель и зону испарения, расположенную в верхней части кристаллизатора, и вместе с вертикальной центральной трубой образуют циркуляционный контур;To obtain two streams, the first of which, taken from the lower part of the crystallizer, is directed to the hydroclassifier, and the second stream, taken from the middle part of the crystallizer, is directed by means of a pipeline and a circulation pump to the evaporator to obtain a vapor-liquid stream, wherein the second stream, together with the pipelines connecting the middle part of the crystallizer, the circulation pump, the evaporator and the evaporation zone located in the upper part of the crystallizer, and together with the vertical central pipe, form a circulation circuit;

- направления парожидкостного потока из испарителя с помощью трубопровода в зону испарения, расположенного в верхней части кристаллизатора;- directing the vapor-liquid flow from the evaporator via a pipeline into the evaporation zone located in the upper part of the crystallizer;

- вводом конденсата, получаемого в испарителе, в трубопровод, соединяющий испаритель и зону испарения, расположенного в верхней части кристаллизатора;- by introducing condensate obtained in the evaporator into the pipeline connecting the evaporator and the evaporation zone located in the upper part of the crystallizer;

- направления по трубопроводу из гидроклассификатора кристаллического сульфата аммония в растворе в накопитель раствора сульфата аммония, откуда часть раствора подает по трубопроводу в емкость для исходного раствора сульфата аммония, другую часть подают по трубопроводу в центрифугу для отделения кристаллов сульфата аммония от маточного раствора, который поступает по трубопроводу в емкость для исходного раствора сульфата аммония, а кристаллы сульфата аммония поступают в сушилку с калорифером, на ленточный транспортер и на склад готовой продукции. Создают дополнительный циркуляционный контур за счет отбора с помощью насоса из зоны кристаллизации части потока циркуляционного контура, содержащего мелкие кристаллы сульфата аммония, нагреванием этой части потока и вводом в верхнюю часть вертикальной центральной трубы, а процесс проводят с вводом в дополнительный циркуляционный контур водного раствора хлорида магния с концентрацией 0,01…0,02% масс. Процесс проводят при массовом отношении потока циркуляционного контура и потока дополнительного циркуляционного контура равном (2…4):1. Точка отбора части потока циркуляционного контура находится в верхней половине вертикальной центральной трубы.- directions through a pipeline from the hydroclassifier of crystalline ammonium sulfate in solution to the ammonium sulfate solution accumulator, from where part of the solution is fed through a pipeline to a tank for the initial ammonium sulfate solution, another part is fed through a pipeline to a centrifuge for separating ammonium sulfate crystals from the mother liquor, which is fed through a pipeline to a tank for the initial ammonium sulfate solution, and the ammonium sulfate crystals are fed to a dryer with a heater, to a belt conveyor and to a finished product warehouse. An additional circulation circuit is created by selecting, using a pump, from the crystallization zone a part of the circulation circuit flow containing small crystals of ammonium sulfate, heating this part of the flow and introducing it into the upper part of the vertical central pipe, and the process is carried out with the introduction into the additional circulation circuit of an aqueous solution of magnesium chloride with a concentration of 0.01 ... 0.02% by weight. The process is carried out with a mass ratio of the circulation loop flow and the flow of the additional circulation loop equal to (2...4):1. The point of sampling a portion of the circulation loop flow is located in the upper half of the vertical central pipe.

Недостатком прототипа является высокий разброс гранулометрического состава кристаллов сульфата аммония, обусловленный невысокой эффективностью процесса гидроклассификации.The disadvantage of the prototype is the high dispersion of the granulometric composition of ammonium sulfate crystals, due to the low efficiency of the hydroclassification process.

Решаемой проблемой заявляемого технического решения является достижение регулируемого в более строгих пределах гранулометрического состава сульфата аммония.The problem solved by the claimed technical solution is to achieve a granulometric composition of ammonium sulfate that is regulated within stricter limits.

Поставленная задача достигается тем, что способ получения кристаллического сульфата аммония кристаллизацией раствора сульфата аммония, включаюший:The stated task is achieved by the method of obtaining crystalline ammonium sulfate by crystallization of a solution of ammonium sulfate, which includes:

- синтез раствора сульфата аммония из аммиака и серной кислоты;- synthesis of ammonium sulfate solution from ammonia and sulfuric acid;

- отделение кристаллов от маточного раствора выпариванием в кристаллизаторе, который имеет:- separation of crystals from the mother liquor by evaporation in a crystallizer, which has:

- зону испарения, расположенную в верхней части;- evaporation zone located in the upper part;

- зону кристаллизации, расположенную в средней и нижней частях, отбираемую из нижней части кристаллизатора суспензию после предварительного сгущения в гидроциклоне направляют в гидроклассификатор,- the crystallization zone located in the middle and lower parts, the suspension taken from the lower part of the crystallizer after preliminary thickening in a hydrocyclone is sent to the hydroclassifier,

отличающийся тем, что синтез сульфата аммония осуществляют путем смешения аммиака с серной кислотой непосредственно в циркуляционном контуре кристаллизатора, а в качестве гидроклассификатора используют пульсационную колонну, восходящий поток в которой создают за счет циркуляции осветленного верхнего слива, нижний слив при этом подвергают центрифугированию с последующей сушкой.characterized in that the synthesis of ammonium sulfate is carried out by mixing ammonia with sulfuric acid directly in the circulation circuit of the crystallizer, and a pulsating column is used as a hydroclassifier, the ascending flow in which is created by circulating the clarified upper discharge, while the lower discharge is subjected to centrifugation followed by drying.

При этом способ отличается тем, что линейную скорость восходящего потока в пульсационной колонне выдерживают в пределах 100…300 м/час при интенсивности пульсации 5…10 имп/мин.The method differs in that the linear velocity of the ascending flow in the pulsation column is maintained within the range of 100...300 m/hour with a pulsation intensity of 5...10 imp/min.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что использование в качестве гидроклассификатора пульсационной колонны позволяет достигнуть эффективности классификации 95…99% против 60…65% по известным способам, при этом регулирование среднего размера кристаллов осуществляется за счет изменения линейной скорости восходящего потока, который легко регулируется.The essence of the claimed technical solution is that the use of a pulsating column as a hydroclassifier allows achieving classification efficiency of 95...99% versus 60...65% using known methods, while regulation of the average crystal size is achieved by changing the linear velocity of the ascending flow, which is easily regulated.

Сущность заявляемого технического решения поясняется примерами.The essence of the claimed technical solution is explained by examples.

Пример 1. Для реализации заявляемого способа использована технологическая модельная установка на основе кристаллизатора типа Осло и пульсационной колонны, представленная на чертеже, где кислота серная техническая подавалась из емкости 1 непосредственно в кристаллизатор 2, газообразный аммиак вводился под давлением в греющую камеру кристаллизатора. Для создания вакуума в сепараторе кристаллизатора использовался конденсационный контур 7. Несконденсированные газы удалялись из контура вентилятором 4. Суспензия кристаллов из кристаллизатора подается в пульсационную колонну 6. Верхний слив с колонны после отстоя в коническом отстойнике 5 используется в замкнутом цикле для создания восходящего потока в колонне. Нижний слив отстойника возвращается в схему. Нижняя разгрузка колонны направляется на обезвоживание в центрифугу 9 и далее посредством транспортера 10 на финишную сушку. В качестве исходных веществ использована серная кислота техническая и аммиачная вода 25%. В результате отработки процесса при линейных скоростях в диапазоне 80…120 м/час восходящего потока в пульсационной колонне получены кристаллы, гранулометрические характеристики которых представлены в таблице 1.Example 1. To implement the claimed method, a process model installation based on an Oslo-type crystallizer and a pulsating column is used, shown in the drawing, where technical sulfuric acid is fed from tank 1 directly to crystallizer 2, gaseous ammonia is introduced under pressure into the heating chamber of the crystallizer. A condensation loop 7 is used to create a vacuum in the crystallizer separator. Uncondensed gases are removed from the loop by fan 4. The crystal suspension from the crystallizer is fed to pulsating column 6. The upper overflow from the column after settling in conical settler 5 is used in a closed cycle to create an ascending flow in the column. The lower overflow from the settler is returned to the circuit. The lower discharge of the column is sent for dehydration to centrifuge 9 and then via conveyor 10 to final drying. Technical sulfuric acid and 25% ammonia water are used as starting materials. As a result of the process development at linear velocities in the range of 80...120 m/h of ascending flow in the pulsating column, crystals were obtained, the granulometric characteristics of which are presented in Table 1.

Таблица 1Table 1

Линейная скорость, м/часLinear speed, m/h Диапазон крупности кристаллов, массовый выход %Crystal size range, mass yield % 1,5…2,51.5…2.5 1,5…0,51.5…0.5 <0,5<0.5 8080 6060 3030 1010 100100 6565 2828 77 120120 6868 2929 33

Пример 2. Использована та же установка и те же исходные вещества. В результате отработки процесса при линейных скоростях восходящего потока в диапазоне 180…300 м/час получены кристаллы, гранулометрические характеристики которых представлены в таблице 2.Example 2. The same setup and the same starting materials were used. As a result of the process development at linear velocities of the ascending flow in the range of 180…300 m/hour, crystals were obtained whose granulometric characteristics are presented in Table 2.

Таблица 2Table 2

Линейная скорость, м/часLinear speed, m/h Диапазон крупности кристаллов, массовый выход %Crystal size range, mass yield % 1,5…2,51.5…2.5 1,5…0,51.5…0.5 <0,5<0.5 170170 6969 2727 44 200200 7171 2828 11 300300 7070 2929 11

Таким образом, комбинация вакуумного кристаллизатора с пульсационной колонной позволяет в непрерывном режиме получать сульфат аммония в заданном диапазоне гранулометрического состава.Thus, the combination of a vacuum crystallizer with a pulsation column allows for the continuous production of ammonium sulfate in a given range of granulometric composition.

Claims (7)

1. Способ получения кристаллического сульфата аммония кристаллизацией раствора сульфата аммония, включающий:1. A method for obtaining crystalline ammonium sulfate by crystallization of a solution of ammonium sulfate, comprising: - синтез раствора сульфата аммония из аммиака и серной кислоты, - synthesis of ammonium sulfate solution from ammonia and sulfuric acid, - отделение кристаллов от маточного раствора выпариванием в кристаллизаторе, который имеет:- separation of crystals from the mother liquor by evaporation in a crystallizer, which has: - зону испарения, расположенную в верхней части;- evaporation zone located in the upper part; - зону кристаллизации, расположенную в средней и нижней частях, отбираемую из нижней части кристаллизатора суспензию после предварительного сгущения направляют в гидроклассификатор,- the crystallization zone located in the middle and lower parts, the suspension taken from the lower part of the crystallizer after preliminary thickening is sent to the hydroclassifier, отличающийся тем, что синтез сульфата аммония осуществляют путем смешения аммиака с серной кислотой непосредственно в циркуляционном контуре кристаллизатора, в качестве гидроклассификатора используют пульсационную колонну, восходящий поток в которой создают за счет циркуляции осветленного верхнего слива, а нижний слив подвергают центрифугированию с последующей сушкой.characterized in that the synthesis of ammonium sulfate is carried out by mixing ammonia with sulfuric acid directly in the circulation circuit of the crystallizer, a pulsating column is used as a hydroclassifier, the ascending flow in which is created by circulating the clarified upper discharge, and the lower discharge is subjected to centrifugation with subsequent drying. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что линейную скорость восходящего потока в пульсационной колонне выдерживают в пределах 150…250 м/ч при интенсивности пульсации 5…10 имп/мин.2. The method according to item 1, characterized in that the linear velocity of the ascending flow in the pulsation column is maintained within the range of 150...250 m/h at a pulsation intensity of 5...10 imp/min.
RU2024126275A 2024-09-06 Method of producing crystalline ammonium sulphate RU2842650C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2842650C1 true RU2842650C1 (en) 2025-07-01

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2389685C2 (en) * 2007-06-28 2010-05-20 Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот" Method of controlling ammonium sulphate synthesis process
CN104386710A (en) * 2014-10-22 2015-03-04 北京华福工程有限公司 Device and method for producing ammonium sulfate
CN106914030A (en) * 2017-03-08 2017-07-04 中建安装工程有限公司 A kind of multi-stage circulating formula mechanical stirs ammonium sulphate crystallizer and carrying and operating method
US10369493B2 (en) * 2012-09-11 2019-08-06 Cap Iii B.V. Process for initiating an ammonium sulfate crystallization process
RU2753014C1 (en) * 2020-09-02 2021-08-11 Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" Method for synthesising crystalline ammonium sulphate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2389685C2 (en) * 2007-06-28 2010-05-20 Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот" Method of controlling ammonium sulphate synthesis process
US10369493B2 (en) * 2012-09-11 2019-08-06 Cap Iii B.V. Process for initiating an ammonium sulfate crystallization process
CN104386710A (en) * 2014-10-22 2015-03-04 北京华福工程有限公司 Device and method for producing ammonium sulfate
CN106914030A (en) * 2017-03-08 2017-07-04 中建安装工程有限公司 A kind of multi-stage circulating formula mechanical stirs ammonium sulphate crystallizer and carrying and operating method
RU2753014C1 (en) * 2020-09-02 2021-08-11 Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" Method for synthesising crystalline ammonium sulphate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Татарко В.И. и др. Новые технические достижения в проектах сульфатных заводов. Кокс и химия СССР, 1982, 2. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3216481A (en) Recovery of phthalic and maleic acid from solutions
CN104692415B (en) A kind of evaporative crystallisation process when producing potassium nitrate to ammonium chloride
EP2629623B1 (en) Lactose production
CN101896241A (en) Be used for making the method and apparatus of sugared crystallization by the control cooling
CN111905398A (en) Process for producing nickel cobalt salt and ammonium salt by continuous crystallization
RU2842650C1 (en) Method of producing crystalline ammonium sulphate
RU2350564C2 (en) Potassium alum production method
US4138472A (en) Process for obtaining coarsely crystalline pure ammonium sulfate
RU2753014C1 (en) Method for synthesising crystalline ammonium sulphate
US20160214868A1 (en) Process for producing ammonium sulfate crystals
CN209872372U (en) Ammonium phosphate continuous crystallization production system
RU2107028C1 (en) Method of continuously producing potassium sulfate from sodium sulfate
RU2304012C2 (en) Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method
CN1123563C (en) Method for producing acrylamide crystal
KR102544938B1 (en) Method for obtaining crystalline l-alanine
RU2807991C1 (en) Method of diammonium phosphate production
RU2389685C2 (en) Method of controlling ammonium sulphate synthesis process
US10369493B2 (en) Process for initiating an ammonium sulfate crystallization process
CN1757599A (en) Method for producing ammonium sulfate
RU2208009C1 (en) Method for preparing pentaerythritol with content of basic substance above 98 mass % and pentaerythritol enriched with dipentaerythritol in amount 5-20 mass %
RU2071942C1 (en) Method of blue vitriol producing
RU51346U1 (en) EVAPORATION PLANT FOR PROCESSING A MIXTURE OF UTERINE PENTAERITRITO-FORMATE SOLUTIONS
RU2110508C1 (en) Method for producing pentaerythritol
KR101087217B1 (en) High Purity Pentaerythritol Production Method
GB2185421A (en) Process for vacuum evaporation crystallisation