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硫酸铵是常用的氮肥、硫肥,也是优良的复合肥基础肥料,在农业上具有广泛的应用。上海石化化工部丙烯腈生产工艺中,硫酸铵作为副产物进行回收,所得产品有粒度细、易流失、收率低等问题,因此需对其工艺过程进行优化研究。 为了解决上述问题,本文从实验室小试与工业工艺流程两方面进行研究,主要包括影响硫酸铵结晶的操作条件的小试研究和对生产装置工艺流程进行物料衡算,以便为工艺过程的优化和改进提供依据。 在实验研究中,本文首先研究了硫酸铵溶解度及超溶解度,通过平衡法与目测法分别测定了硫酸铵在纯水、硫酸水溶液中的溶解度与硫酸铵在溶液pH=3.0、搅拌速度为100r/min时的超溶解度曲线。此外,讨论了一定浓度硫酸铵溶液下压强与温度的关系。然后选择了三个操作条件,即溶液pH值、搅拌速度及溶液蒸发温度,进行小试研究,得到了结晶工艺优化的操作条件,溶液pH值3.5,搅拌速度100rpm,蒸发温度70℃。 将实验室优化条件下得到的硫酸铵晶体,与上海石化股份有限公司化工事业部丙烯腈装置硫酸铵回收单元的产品进行比较,在平均粒度和粒径大小分布等方面,优化实验的晶体比工业产品更优。 在工艺流程优化中,为了弄清楚硫酸铵产品收率低的原因,根据工厂生产工艺进行分析,对整个流程进行物料衡算。通过分析整个工艺流程,得到硫酸铵收率偏低的原因是在分离处理聚合物的过程中造成较多的硫酸铵损失,以及由于结晶器中缺少除沫器,造成二次蒸汽会夹带硫酸铵溶液,导致部分硫酸铵的流失,降低收率,并据此提出了两点改进方案。