CN104661960A - 制备结晶的硫酸铵产品的方法 - Google Patents

制备结晶的硫酸铵产品的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104661960A
CN104661960A CN201380049123.8A CN201380049123A CN104661960A CN 104661960 A CN104661960 A CN 104661960A CN 201380049123 A CN201380049123 A CN 201380049123A CN 104661960 A CN104661960 A CN 104661960A
Authority
CN
China
Prior art keywords
size
sulfate crystal
ammonium sulfate
ammonia sulfate
crystallizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380049123.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104661960B (zh
Inventor
约翰·托马斯·廷格
格尔特·艾克伦卡姆普
彼得·沃恩克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cap Iii Ltd Co
Original Assignee
DSM IP Assets BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=46963557&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN104661960(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by DSM IP Assets BV filed Critical DSM IP Assets BV
Publication of CN104661960A publication Critical patent/CN104661960A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104661960B publication Critical patent/CN104661960B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/24—Sulfates of ammonium
    • C01C1/248—Preventing coalescing or controlling form or size of the crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0018—Evaporation of components of the mixture to be separated
    • B01D9/0031—Evaporation of components of the mixture to be separated by heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0063—Control or regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/24—Sulfates of ammonium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C3/00—Fertilisers containing other salts of ammonia or ammonia itself, e.g. gas liquor
    • C05C3/005—Post-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0036—Crystallisation on to a bed of product crystals; Seeding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

本发明涉及制备结晶的硫酸铵产品的方法，所述方法包括：a)在结晶器中将硫酸铵的物料溶液进行结晶，以形成硫酸铵晶体的第一浆料；b)将硫酸铵晶体的第一浆料进行第一尺寸分类，以得到第一粗粒硫酸铵晶体级分和第一细粒硫酸铵晶体级分；c)将第一细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分再循环到硫酸铵的物料溶液；以及d)从第一粗粒硫酸铵晶体级分回收结晶的硫酸铵产品，其特征在于：e)对硫酸铵晶体的第二浆料进行第二尺寸分类，以获得第二粗粒硫酸铵晶体级分和第二细粒硫酸铵晶体级分。

Description

制备结晶的硫酸铵产品的方法
本发明涉及制备硫酸铵晶体的方法。
硫酸铵是有一种有用的肥料，例如用于农业、园艺或林业中。其通常作为结晶的材料来被施用。根据晶体尺寸，将用于该用途的硫酸铵晶体进行分类。通常，大的晶体更易于处理。此外，具有相对大的平均颗粒尺寸、具有一定尺寸分布的晶体可以被用于商业上有价值的肥料掺合物中，并因此比小的晶体在经济上更具有价值。
硫酸铵晶体可以通过如下步骤获得：将硫酸铵溶液进行结晶并将硫酸铵晶体的浆料进行尺寸分类步骤，其中，晶体被分为富含较大晶体的部分(粗粒晶体部分)和富含较小晶体的部分(细粒晶体部分)。作为进一步用途的产品、具体地用作肥料的产品，大晶体通常是期望的。
WO2009/077346描述了生产硫酸铵晶体的方法，其包括尺寸分类步骤。通过筛子使干燥的晶体分离；并且，在此之前，在洗涤浓缩机中将溶液中的细粒晶体从本体悬浮液中去除。
JP-A-3150217、JP-A-426512和WO 02/081374均描述了使用筛分机通过尺寸使硫酸铵晶体分类的方法。这些方法包括将硫酸铵晶体在硫酸铵溶液中的浆料进料到筛分机中，以防止大晶体扩散。从而形成粗粒晶体部分和细粒晶体部分。在WO 02/081374中，筛分机的两侧被浸没在液体中，从而防止堵塞。通常对粗粒晶体部分进行干燥，以获得结晶的硫酸铵产品。在具体的实施方式中，细粒结晶部分被再循环到结晶器中，从而使该晶体在结晶器中进一步生长成大晶体。
然而，上述方法的问题是，细粒结晶部分中甚至最小的晶体也被再循环到结晶器中。这会增加结晶器中晶体的总表面积，导致过饱和度降低。这导致晶体的生长较慢；并因此导致较小的平均晶体尺寸。因此，离开结晶器的硫酸铵晶体的平均晶体尺寸低得无法令人满意。因此，从中生产大晶体的速率相对低。
对此的一个解决方案是提高晶体在结晶器中的停留时间。然而，停留时间的增加会降低结晶步骤的吞吐量，这需要更大、更复杂的结晶器或者甚至需要第二结晶器。此外，为了能够提供恒定的产品质量，需要对结晶条件进行主动控制。这些方案都是复杂的，需要额外的装置或控制系统用于工艺的敏感部分。
本发明的一个目的是提供制备硫酸铵晶体的连续方法，其克服了上面提到的方法的缺点。具体来说，一个目的是提供一种方法，该方法以经济的方式产生具有比已知方法更高的平均晶体尺寸的结晶的硫酸铵产品。此外，期望的是提高方法的吞吐量并降低能量消耗。可实现的一个或多个其他目的从下文的描述中将会是显而易见的。
本发明现已发现上述目的通过如下方法得到满足：进行第二尺寸分类步骤，并在将从双重分类系统产生的最细粒晶体的那些级分再循环回到结晶器中之前该部分的至少一些重新溶解。
因此，本发明提供制备结晶的硫酸铵产品的方法，该方法包括：
a)在结晶器中将硫酸铵的物料溶液进行结晶，以形成硫酸铵晶体的第一浆料；
b)将硫酸铵晶体的第一浆料进行第一尺寸分类，以得到第一粗粒硫酸铵晶体级分和第一细粒硫酸铵晶体级分；
c)将第一细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分再循环到硫酸铵的物料溶液；以及
d)从第一粗粒硫酸铵晶体级分回收结晶的硫酸铵产品，
其特征在于：
e)对硫酸铵晶体的第二浆料进行第二尺寸分类，以获得第二粗粒硫酸铵晶体级分和第二细粒硫酸铵晶体级分。
本发明还提供通过上述方法获得的结晶的硫酸铵产品。
此外，本发明提供硫酸铵结晶设备，其包含结晶器、第一尺寸分类器和第二尺寸分类器，第二尺寸分类器的阈值尺寸比第一尺寸分类器的阈值尺寸小。
“结晶的硫酸铵”是指所要求保护的方法的终产品。为了避免混淆，该术语不包括籽晶或结晶器中的晶体，或者从结晶器中移除的晶体，但包括分离单元中所回收的晶体。
硫酸铵的物料溶液被进料到结晶器。该物料溶液可来源于另一化学工艺。例如，其通常来源于生产己内酰胺或丙烯腈的方法。因此，硫酸铵晶体的物料溶液通常包含与该物料相一致的杂质。此外，当硫酸铵晶体的浆料被描述为“被进料到硫酸铵物料溶液”时，事实上其为额外包含被进料到结晶器中的硫酸铵晶体的硫酸铵物料溶液。
可以使用任何合适的结晶器。尤其优选地使用DTB-型或Oslo-型的结晶器。由于生产大晶体是优选的，因此低剪切结晶器是优选的。
发生结晶的条件是本领域技术人员已知的。优选地，利用蒸发结晶。具体地，本发明的方法可包含多效蒸发工艺。所述方法是本领域技术人员公知的。其包括使用多个结晶器，这些结晶器相对于硫酸铵结晶并行运行，并且在蒸发结晶期间在第一结晶器中产生的蒸汽被用于加热随后的结晶器。
本文中使用时，术语“进行尺寸分类”指的是硫酸铵晶体的浆料被分成两类浆料：一类的平均晶体尺寸比另一类大。本文中，这些被分别称为粗粒硫酸铵晶体级分(coarse ammonium sulphate crystal fraction)和细粒硫酸铵晶体级分(fine ammonium sulphate crystal fraction)。
“再循环到硫酸铵的物料溶液”指的是将再循环的溶液与物料溶液混合。混合可以发生在物料溶液进入结晶器之前，或者混合可以发生在结晶器中。
通过在第一粗粒硫酸铵级分中从硫酸铵溶液中分离，来在回收单元中回收结晶的硫酸铵。典型地，这是通过筛进行的。结晶的硫酸铵产品从其中回收的硫酸铵溶液通常被再循环回到硫酸铵的物料溶液中。
本文中所表示的术语“第一”和“第二”被用于识别不同的尺寸分类操作、以及由这些分类得到的物料和级分。为了避免疑惑，除另有说明外，在本发明的方法中，第一尺寸分类不一定发生在第二尺寸分类之前。
硫酸铵的第二浆料包含在结晶器中最初形成的硫酸铵晶体和来源于硫酸铵物料溶液的硫酸铵溶液。优选地，硫酸铵的第二浆料包含完全在结晶器中最初形成的硫酸铵晶体和完全来源于硫酸铵物料溶液的硫酸铵溶液。
本发明的方法可以是间歇过程或半间歇过程。然而，其通常是连续过程。
在本发明的一个实施方式中，硫酸铵晶体的第二浆料是第一细粒硫酸铵晶体级分。换言之，进行第一尺寸分类；使第一粗粒硫酸铵晶体级分通过用于回收产品的回收单元；使第一细粒硫酸铵晶体级分通过第二尺寸分类步骤，从该步骤得到第二细粒硫酸铵晶体级分和第二粗粒硫酸铵晶体级分。
在本发明的替代性实施方式中，从结晶器直接取出硫酸铵晶体的第二浆料。在该实施方式中，第一尺寸分类步骤和第二尺寸分类步骤并未直接相关联；它们并行操作。当结晶器为流化床反应器时，从结晶器的侧面取出硫酸铵晶体的第二浆料。在该结晶器中的硫酸铵晶体的浆料具有晶体尺寸的梯度：平均晶体尺寸从顶部到底部升高。可以控制结晶器中的晶体密度，使得选择硫酸铵晶体的第二浆料(从结晶器取出)的平均晶体尺寸。因此，优选地，第二尺寸分类的阈值晶体尺寸是通过调节结晶器中硫酸铵晶体的第一浆料的密度来确定的。此外，在一个实施方式中，可以机械地调节从结晶器中硫酸铵晶体的第二浆料的取出的高度，来选择阈值平均晶体尺寸。
典型地，在本发明的方法中，第一细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分被再循环到硫酸铵的物料溶液。再循环可以是直接的，或者其可以是间接的。例如，在被进料到硫酸铵的物料溶液之前，可以通过例如第二尺寸分类来进一步处理第一细粒硫酸铵晶体级分。
典型地，在第一细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分被再循环到硫酸铵的物料溶液之前，使在待再循环的第一细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分中的至少一些晶体溶解。
典型地，第二细粒结晶级分的至少一部分被再循环到硫酸铵的物料溶液。
典型地，在第二细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分被再循环到硫酸铵的物料溶液之前，使在待再循环的第二细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分中的至少一些晶体溶解。典型地，大多数晶体被溶解。优选地，基本上所有晶体被溶解。这样具有使最细粒的晶体在体系中循环时溶解的效果。因此，保留在体系中的晶体的平均晶体尺寸得到提高。具体地，被进料回到物料溶液中的籽晶级分的平均晶体尺寸得到提高。
可通过任何传统技术使浆料中的晶体溶解。这包括添加溶剂到晶体的浆料或者加热晶体的浆料。典型地，通过向浆料添加溶剂来溶解晶体。优选地，溶剂是水或硫酸铵的稀溶液。
本文中使用时，“平均晶体尺寸”指的是D50，也被称为质量中值直径。这对本领域技术人员来说是已知的。其可以通过标准技术来测量。
通常，相对于浆料的体积，硫酸铵晶体的第一浆料包含0.1至50体积％的硫酸铵晶体。优选地，浆料包含0.5至40体积％的硫酸晶体、更优选地2.0至30体积％的硫酸铵晶体。
尺寸分类器具有尺寸阈值，在尺寸阈值处基于此处硫酸铵晶体的尺寸使硫酸铵浆料分离。典型地，第一尺寸分类具有0.5至2.0mm的阈值。优选地，该阈值为1.0至1.6mm。更优选地，该阈值为1.2至1.6mm；还更优选地1.3至1.5mm；最优选地约1.4mm。
典型地，第二尺寸分类具有比第一尺寸分类的阈值小的阈值。优选地，第二尺寸分类具有比第一尺寸分类的阈值小的阈值，并且为0.1至1.0mm。更优选地，第二尺寸分类具有0.3至0.8mm的阈值；最优选地，其具有大约0.6mm的阈值。
典型地，第一尺寸分类运用过滤器或水力旋流器。在一个优选的实施方式中，尺寸分类器是具有尺寸分类筛分机(screen)的过滤器。当尺寸分类器是尺寸分类筛分机的过滤器的情况下，优选地，筛分机的两侧浸没于液体中。
本发明的一个实施方式是上文描述的硫酸铵结晶设备。这可以是用于实施其他化学工艺的化学设备的一部分，或者是单独的设备。典型地，该设备适用于实施本发明的方法。本发明的硫酸铵结晶设备通常包含两个尺寸分类器，尺寸分类器均具有不同的阈值尺寸。
典型地，硫酸铵设备包含：混合单元，其具有与结晶器的入口相连的出口；结晶器，其具有与第一尺寸分类单元的入口相连的出口；第一尺寸分类单元，其具有与第二尺寸分类单元的入口相连的第一出口和与分离单元的入口相连的第二出口；分离单元，其具有用于产品的第一出口和与混合单元的入口相连的第二出口；第二尺寸分类单元，其具有与混合单元的入口相连的第一出口和与溶解单元的入口相连的第二出口；以及溶解单元，其具有与混合单元的入口相连的出口。优选地，装置的布置如图3所描述。
或者，硫酸铵设备包含：混合单元，其具有与结晶器相连的出口；结晶器，其具有与第一尺寸分类单元的入口相连的第一出口和与溶解单元的入口相连的第二出口；第一尺寸分类单元，其具有与分离单元的入口相连的第一出口和与混合单元的入口相连的第二出口；分离单元，其具有用于产品的第一出口和与混合单元的入口相连的第二出口；以及溶解单元，其具有与混合单元的入口相连的出口。优选地，装置的布置如图4所描述。
优选地，硫酸铵设备包含：混合单元，其具有与结晶器的入口相连的出口；结晶器，其具有与第一尺寸分类单元的入口相连的第一出口和与第一溶解单元的入口相连的第二出口；第一尺寸分类单元，其具有与第二尺寸分类单元的入口相连的第一出口和与分离单元的入口相连的第二出口；第一溶解单元，其具有与混合单元的入口相连的出口；分离单元，其具有用于产品的第一出口和与混合单元的入口相连的第二出口；第二尺寸分类单元，其具有与混合单元的入口相连的第一出口和与第二溶解单元的入口相连的第二出口；第二溶解单元，其具有到混合单元的出口。更优选地，装置的布置如图5中所描述。
图1阐明了现有技术，如WO 02/081374中所举例的。图2阐明了由现有技术方法可衍生得到的实施方式。图3、4和5均阐明了本发明的方法的实施方式。
图1描绘了根据现有技术的典型设置。新鲜的硫酸铵溶液通过线(a)进入混合单元(1)，在混合单元(1)中与来自线(g)的输入物混合，以形成硫酸铵的物料溶液。然后，硫酸铵的物料溶液通过线(b)进入结晶器(2)，在结晶器(2)中进行结晶，使得产生硫酸铵晶体的浆料。硫酸铵晶体的浆料通过线(c)进入回收单元(4)，在回收单元(4)中使结晶的硫酸铵分离并通过线(e)取出，并且通过线(g)将硫酸铵溶液再循环到混合单元(1)。
图2描绘了现有技术的第二种实施方式。该设置与图1中的设置类似，除了插入第一尺寸分类器(3)外。操作基本上如对图1所描述，并且具有如下额外操作。离开结晶器(2)的硫酸铵的浆料经由线(c)进入第一尺寸分类器(3)，在第一尺寸分类器(3)中被分离成细粒硫酸铵晶体级分和粗粒硫酸铵晶体级分。所得到的细粒硫酸铵晶体级分经由线(f)进入混合单元(1)。粗粒硫酸铵晶体级分经由线(d)进入分离单元(4)。
图3描绘了本发明的一个实施方式中。除了图2的设置外，还添加了第二尺寸分类器(5)，以及溶解单元(6)。操作基本上如对图2所描述，并且具有如下额外操作。离开第一尺寸分类器(3)的细粒硫酸铵晶体级分经由线(f)进入第二尺寸分类器(5)，在第二尺寸分类器(5)中分离成第二细粒硫酸铵晶体级分和第二粗粒硫酸铵晶体级分。第二分类器(5)的阈值小于第一分类器(3)的阈值。第二细粒硫酸铵晶体级分经由线(h)进入溶解单元(6)，在溶解单元(6)中的至少一些晶体被溶剂溶解，溶剂经由线(i)进入。所得到的硫酸铵的物料流经由线(j)进入混合单元(1)。第二粗粒硫酸铵晶体级分经由线(k)再循环到混合单元(1)。
图4描绘了本发明的另一个实施方式。除图2的设置外，引入了第二尺寸分类步骤。使细粒硫酸铵晶体的浆料经由线(m)从结晶器中的晶体床的上部移除并进入溶解单元(7)。由于重力和阻力影响，较轻(因此较小)的晶体上升到结晶器中的晶体床的上部。通过控制结晶器中浆料密度，控制第二尺寸分类步骤的阈值尺寸。因此，粗粒硫酸铵晶体级分保留在结晶器中。在溶解单元(7)中用溶剂溶解至少一些被移除的细粒硫酸铵晶体，该溶剂经由线(n)进入。所得到的硫酸铵物料流经由线(p)进入混合单元(1)。
图5描绘了本发明的另一个实施方式。其组合了图3和图4二者中的设置和操作。除了图2的设置外，添加了第二尺寸分类器(5)，以及溶解单元(6)和(7)。离开第一尺寸分类器(3)的细粒硫酸铵晶体级分经由线(f)进入第二尺寸分类器(5)，在第二尺寸分类器(5)中被分离成第二细粒硫酸铵晶体级分和第二粗粒硫酸铵晶体级分。第二分类器(5)的阈值比第一分类器(3)的阈值小。第二细粒硫酸铵晶体级分经由线(h)进入溶解单元(6)，在溶解单元(6)中的至少一些晶体被溶剂溶解，溶剂经由线(i)进入。所得到的硫酸铵物料流经由线(j)进入混合单元(1)。第二粗粒硫酸铵晶体级分经由线(k)再循环到混合单元(1)。
此外，细粒硫酸铵晶体级分经由线(m)从结晶器移除，并进入溶解单元(7)。因此，粗粒硫酸铵晶体级分保留在结晶器中。在溶解单元(7)中用溶剂溶解至少一些被移除的细粒硫酸铵晶体，溶剂经由线(n)进入。所得到的硫酸铵物料流经由线(p)进入混合单元(1)。
通过如下的实施例来说明本发明，但本发明并不限于如下的实施例。
实施例
对比例1
设置基本上如图1中所示。使用具有外部循环回路和热交换器的300m3流化床Oslo-型结晶器(2)，该外部循环回路具有Begemann叶轮泵(容量为5000m3/小时)。通过在90℃的温度下蒸发来操作结晶器。存在180m3的水性晶体浆料，其包含在水中的饱和的硫酸铵溶液中的硫酸铵晶体。在结晶器(2)的下部中是晶体床(实际上为稠密的浆料)，其具有40至50重量％范围内的硫酸铵晶体浓度。
在生产己内酰胺的生产方法中作为副产品得到硫酸铵物料溶液，并且该硫酸铵物料溶液包含溶解于水中的硫酸铵(相对于溶液，40重量％硫酸铵)，经由线(a)将该硫酸铵物料溶液引入到混合单元(1)中。硫酸铵经由线(b)进入结晶器(2)。硫酸铵晶体的浆料经由线(c)离开结晶器，经由线(c)进入回收单元(4)。
在混合单元(1)中，新鲜的硫酸铵物料溶液(经由线(a)传递)与来自回收单元(4)的再循环的物料(经由线(g)传递)混合。典型地，通过筛尺寸1.4mm的筛保留经由线(e)被作为产品排出的79重量％硫酸铵晶体。使用Borland Delphi 5.0编程语言将体系的性能转化成模型，该模型使用组合的质量、热和群体平衡(population balance)。群体平衡描述体系中晶体尺寸分布，其根据与M.J.Hounslow，R.L.Ryall，V.R.Marshall；A discretizedpopulation balance for nucleation，growth，and aggregation；AIChE J.，34(1988)第1821-1832页所给出的描述相类似的一阶离散方案来实施。初级晶体成核和晶体生长的描述从实验室规模实验获得，而二级晶体成核的描述在从生产数据的基础上进行校准。该模型用于模拟所描述的结晶器体系的性能，由大约30个小时的启动期和90个小时的稳态生产期组成。结晶器的性能由如下来表征：与稳态期中所生产的晶体的总重量相比，被1.4mm的筛子保留的在稳态操作中生产的晶体的重量％。晶体尺寸大于1.4mm的晶体的相对重量被称为粒级效率(granular efficiency)。对于对比例1来说，计算得到79％的粒级效率。
通过添加适当的单元到对比例1的模拟模型，使用模拟模型来研究根据本发明的实施例。
对比例2
设置基本上如图2中所示。在该实施方式中，通过在结晶器(2)和回收单元(4)之间安装第一尺寸分类器(3)，使如对比例1中所使用的开发的模拟模型转化成图2中所描绘的装置配置。第一尺寸分类器(3)根据尺寸使颗粒分离。颗粒的分离通过等式(1)来描述：
  (等式1)
此处，sep fac是表示从物料流分离的晶体的级分的比例系数(以百分数表示)，dp是基于筛选分析的晶体的尺寸，dsep是用于分离的特征性晶体直径，并且n是分离锐度(sharpness)。dsep和n二者都是装置的参数。在对比例2中，第一尺寸分类器(3)的不同阈值尺寸被测定在0.3至1.2mm的范围内，同时设定分离锐度(n)的值为20，表明通过第一尺寸分类器(3)的快速分离。
表1
实例编号 第一尺寸分类器(3)的阈值尺寸 粒级效率 操作类型
对比例1 不适用 79.1％ 稳定操作
对比例2-I 0.3mm 71.2％ 稳定操作
对比例2-II 0.6mm 60.0％ 稳定操作
对比例2-III 0.8mm 52.7％ 稳定操作
对比例2-IV 1.0mm 44.7％ 稳定操作
对比例2-V 1.2mm 不适用 不稳定操作
表1给出了对比例1的结果，以及对比例2的针对第一尺寸分类器(3)的不同阈值尺寸的结果。当细粒回到结晶器中时粒级效率立即下降。随着第一尺寸分类器的阈值尺寸从零(无第一尺寸分类器，如对比例1中)增加到1mm，粒级效率从大约80％逐渐降低至45％。当使用1.2mm的阈值尺寸时，看到体系的不稳定操作，这是因为体系包含数量过多的小晶体。
对比例3
设置基本上如图2中所示，但溶解单元被插入到线(f)中(参考图3所描述)。向该溶解单元中添加水。在该实施方式中，通过在线(f)中插入带水进料的溶解单元，来转化对比例1中所使用开发的模拟模型。来自第一尺寸分类器(3)的细粒硫酸铵晶体级分经由线(f)进入到溶解单元中，在溶解单元中通过添加水使其中的晶体溶解。将所得到的物料流返回到混合单元(1)。第一尺寸分类器(3)的不同阈值尺寸被测定在0.3至1.4mm的范围内，同时设定分离锐度的值为20，表明通过第一尺寸分类器的快速分离。
表2
实例编号 第一尺寸分类器(3)的阈值尺寸 粒级效率 操作类型
对比例1 不适用 79.1％ 稳定操作
实施例3-I 0.3mm 79.1％ 稳定操作
对比例3-II 0.6mm 80.1％ 稳定操作
对比例3-III 1.0mm 84.4％ 稳定操作
对比例3-IV 1.2mm 80.4％ 勉强稳定
对比例3-V 1.4mm 不适用 不稳定操作
表2给出了对比例1的结果，以及对比例3的针对第一尺寸分类器(3)的不同阈值尺寸的结果。当使用小阈值尺寸(0.3mm)时，没有看到粒级效率明显升高。这是因为结晶器包含有限量的细粒。然而，随着阈值尺寸升高到高达1.0mm，看到粒级效率升高。阈值尺寸升高到1.2mm的值会使粒级效率再次降低。这是因为该体系倾向于变得不稳定，在粒级效率中是一个大的变化。当阈值尺寸被设定为1.4mm时，情况变得更差，导致不稳定的体系，该体系不可控并因此不会导致稳态操作。
实施例1
设置基本上如图3中所示。在根据本发明的该实施方式中，通过如下将对比例1中所使用开发的模拟模型转化成图3中所描绘的装置配置：在结晶器(2)和回收单元(4)之间安装第一尺寸分类器(3)；在线(f)中安装第二尺寸分类器(5)和溶解单元(6)，这二者通过线(h)相连；安装线(k)，该线将第二粗粒硫酸铵级分返回到混合单元；并且安装线(i)，水经由线(i)被进料到溶解单元(6)。所得到的硫酸铵物料流经由线(j)进入混合单元(1)。该实施方式参考图3如上所描述。
第一尺寸分类器(3)的阈值被测定在1.4至1.6mm的范围内。第二尺寸分类器(5)被维持在0.6mm。两个分类单元的分离锐度的值均被设定为20，表明分类单元的快速分离。分离因子(等式1)已经在0％、50％和100％的值处变化。分离因子是进行尺寸分类的浆料的百分数。50％的分离因子表明一半的浆料进行尺寸分类；另一半绕过尺寸分类器。0％的分离因子意味着不存在尺寸分类。
表3
表3给出了对比例1的结果，以及针对实施例1中所测试的第一尺寸分类器(3)的不同阈值尺寸的结果。实施例1-I有效地使用与对比例3-V相同的体系，不同之处在于第一尺寸分类器(3)的分离因子被设定为50％，而非100％。这使得结晶器的操作得到稳定，但所得到的体系粒级效率比对比例1中低(75.9％，而非79.1％)。一般来说，通过升高第二尺寸分类器的分离因子，示出粒级效率升高。从实施例1-I到实施例1-II，粒级效率从75.9升高到83.4％，对应于第二尺寸分类器的分离因子从0到100％的升高。7.5％的粒级效率的升高验证了引入第二尺寸分类的效果。通过第一尺寸分类器的分离因子从50％升高到100％(从实施例1-II到实施例1-III)，示出粒级效率从83.4进一步升高到89.5％。通过升高第一尺寸分类器的阈值从1.4到1.6mm，示出粒级效率升高到94.9％是可能的。这验证了，优化尺寸分类阈值尺寸会显著地提高粒级效率。总的来说，验证了粒级效率升高15.8％。
实施例2
设置基本上如图4中所示，但在线(f)(参考图3中所描述)中插入溶解单元。在根据本发明的该实施方式中，通过采用特定特征的Oslo-型结晶器(即内部尺寸分类)，实现双重分类。内部尺寸分类发生在流化床的上部，平均晶体尺寸在流化床的上部具有最低的值。通过以21和42mm.s-1的液体速度排出15m3/小时的硫酸铵浆料，从流化床的上部移除一部分浆料。从而，形成第二细粒硫酸铵晶体级分；第二粗粒硫酸铵晶体级分为保留在结晶器中的浆料。第一尺寸分类器的阈值为1.6mm，并且分离锐度为20。
表4
实例编号 液体流速 粒级效率
对比例1 不适用 79.1％
实施例2-I 21mm.s-1 91.1％
实施例2-II 42mm.s-1 91.3％
表4给出了对比例1的结果，以及实施例2的两个实验的结果。通过引入取出液体流速为21mm.s-1的第二尺寸分类器，粒级效率从79.1％升高到91.1％。这表明了，粒级效率的升高可以通过第二尺寸分类来实现，甚至当其与第一尺寸分类不直接相关联时也可以。将取出液体流速从21加倍到42mm.s-1(实施例2-II)仅使粒级效率从91.1升高到91.3％。

Claims (14)

1.制备结晶的硫酸铵产品的方法，所述方法包括：
a)在结晶器中将硫酸铵的物料溶液进行结晶，以形成硫酸铵晶体的第一浆料；
b)将硫酸铵晶体的所述第一浆料进行第一尺寸分类，以得到第一粗粒硫酸铵晶体级分和第一细粒硫酸铵晶体级分；
c)将所述第一细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分再循环到硫酸铵的所述物料溶液；以及
d)从所述第一粗粒硫酸铵晶体级分回收结晶的硫酸铵产品，
其特征在于：
e)对硫酸铵晶体的第二浆料进行第二尺寸分类，以获得第二粗粒硫酸铵晶体级分和第二细粒硫酸铵晶体级分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中硫酸铵晶体的所述第二浆料是所述第一细粒硫酸铵晶体级分。
3.根据权利要求1所述的方法，其中从所述结晶器直接取出硫酸铵晶体的所述第二浆料。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二尺寸分类的阈值晶体尺寸是通过调节结晶器中硫酸铵晶体的所述第一浆料的密度来确定的。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中所述第一细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分被再循环到硫酸铵的所述物料溶液。
6.根据权利要求5的方法，其中在所述细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分被再循环到硫酸铵的所述物料溶液之前，使在待再循环的所述细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分中的至少一些晶体溶解。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中所述第二细粒晶体部分的至少一部分被再循环到硫酸铵的所述物料溶液。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中在所述第二细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分被再循环到硫酸铵的所述物料溶液之前，使在待再循环的所述第二细粒硫酸铵晶体级分的至少一部分中的至少一些晶体溶解。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的方法，其中硫酸铵晶体的所述第一浆料包含相对于所述浆料的体积0.1至50体积％的硫酸铵晶体。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的方法，其中所述第一尺寸分类具有0.5至2.0mm的阈值。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的方法，其中所述第二尺寸分类的阈值小于所述第一尺寸分类的阈值，并且为0.1至1.0mm。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的方法，其中所述第一尺寸分类运用过滤器或水力旋流器。
13.结晶的硫酸铵产品，其通过根据权利要求1至12中任意一项所述的方法获得。
14.硫酸铵结晶设备，其包含结晶器、第一尺寸分类器和第二尺寸分类器，所述第二尺寸分类器的阈值尺寸比所述第一尺寸分类器的阈值尺寸小。
CN201380049123.8A 2012-09-24 2013-09-12 制备结晶的硫酸铵产品的方法 Active CN104661960B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12185624.9 2012-09-24
EP12185624 2012-09-24
PCT/EP2013/068920 WO2014044593A1 (en) 2012-09-24 2013-09-12 Process for preparing crystalline ammonium sulfate product

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104661960A true CN104661960A (zh) 2015-05-27
CN104661960B CN104661960B (zh) 2018-02-06

Family

ID=46963557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380049123.8A Active CN104661960B (zh) 2012-09-24 2013-09-12 制备结晶的硫酸铵产品的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9676633B2 (zh)
EP (1) EP2897903B1 (zh)
CN (1) CN104661960B (zh)
ES (1) ES2617588T3 (zh)
PL (1) PL2897903T3 (zh)
TW (1) TWI607799B (zh)
WO (1) WO2014044593A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111530119A (zh) * 2020-04-14 2020-08-14 中石化南京工程有限公司 一种串联的硫酸铵结晶方法及其装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3862321A1 (en) * 2020-02-07 2021-08-11 Cap Iii B.V. Ammonium sulphate production on industrial scale
CN111408157B (zh) * 2020-04-14 2021-09-14 中石化南京工程有限公司 一种硫酸铵结晶方法及其装置
RU2753014C1 (ru) * 2020-09-02 2021-08-11 Публичное акционерное общество "КуйбышевАзот" Способ получения кристаллического сульфата аммония

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993019826A1 (en) * 1992-03-27 1993-10-14 Allied-Signal Inc. Process for crystallization in a draft tube baffle crystallizer
US20030180202A1 (en) * 2000-05-29 2003-09-25 Ellen Peter Mark Device for producing crystals
JP2005194153A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Toray Ind Inc 硫安結晶の製造方法
CN1214979C (zh) * 2001-04-09 2005-08-17 Dsmip财产有限公司 筛分在悬浮液中存在的硫酸铵晶体的方法
WO2009077346A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-25 Gea Messo Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines grobkörnigen ammoniumsulfat-produktkristallisats

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3010805A (en) 1959-09-24 1961-11-28 Gen Am Transport Classifying crystallizers and systems
JPS539585B2 (zh) 1974-03-23 1978-04-06
JPS539585A (en) 1976-07-14 1978-01-28 Toshiba Ceramics Co Protective tube for continuous temperature measurement
JPS59162127A (ja) * 1983-03-04 1984-09-13 Sumikin Coke Co Ltd バルクブレンド用硫安の製造法
JPH0426512A (ja) 1990-05-21 1992-01-29 Kawasaki Steel Corp 粒状硫安の製造方法
JP2003251217A (ja) 2002-03-06 2003-09-09 Japan Science & Technology Corp 多段分級装置
DE102008007154B4 (de) * 2008-02-01 2014-03-20 Gea Messo Gmbh Verfahren zur Herstellung eines grobkörnigen Ammoniumsulfat-Produkts durch Kristllisation
KR20110052666A (ko) 2008-07-31 2011-05-18 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 펠렛화 암모늄 설페이트 입자

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993019826A1 (en) * 1992-03-27 1993-10-14 Allied-Signal Inc. Process for crystallization in a draft tube baffle crystallizer
US20030180202A1 (en) * 2000-05-29 2003-09-25 Ellen Peter Mark Device for producing crystals
CN1214979C (zh) * 2001-04-09 2005-08-17 Dsmip财产有限公司 筛分在悬浮液中存在的硫酸铵晶体的方法
JP2005194153A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Toray Ind Inc 硫安結晶の製造方法
WO2009077346A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-25 Gea Messo Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines grobkörnigen ammoniumsulfat-produktkristallisats

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111530119A (zh) * 2020-04-14 2020-08-14 中石化南京工程有限公司 一种串联的硫酸铵结晶方法及其装置
CN111530119B (zh) * 2020-04-14 2021-09-14 中石化南京工程有限公司 一种串联的硫酸铵结晶方法及其装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2617588T3 (es) 2017-06-19
US20150218008A1 (en) 2015-08-06
US9676633B2 (en) 2017-06-13
PL2897903T3 (pl) 2017-07-31
EP2897903B1 (en) 2016-12-14
WO2014044593A1 (en) 2014-03-27
TWI607799B (zh) 2017-12-11
EP2897903A1 (en) 2015-07-29
CN104661960B (zh) 2018-02-06
TW201424833A (zh) 2014-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI426950B (zh) 連續製造大型結晶產物的方法
US7056356B2 (en) Process for producing crystals
DE69300767T2 (de) Kristallisationsverfahren in einem umlenkkristallisator mit ablenkscheiben.
CN104661960A (zh) 制备结晶的硫酸铵产品的方法
US4174382A (en) Process for the production of coarse K2 SO4 in crystallizers and classifiers
HU229180B1 (en) A classifying fluid bed granulator and a method for processing a solution, melt, suspension, emulsion, slurry or solids into granules
JP2005194153A (ja) 硫安結晶の製造方法
EP2928828B1 (en) Process and apparatus for producing ammonium sulfate crystals
CN1031561C (zh) 大颗粒硫酸铵的制备方法
CN117677909A (zh) 用于生成基于模板的结晶过程模型的设备和方法
US10369493B2 (en) Process for initiating an ammonium sulfate crystallization process
CN115520880B (zh) 均一化大颗粒硫酸铵的制备方法、结晶器和生产装置
CN115520879B (zh) 异相晶种连续制备颗粒硫酸铵的方法及装置
EP1381566A1 (en) Process for size classifying ammonium sulfate crystals which are present in a suspension
CN112010750A (zh) 一种特定细目一水柠檬酸钾的制备方法
RU2555487C2 (ru) Способ управления процессом получения хлористого калия

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160129

Address after: Holland Sittard

Applicant after: CAP III Limited company

Address before: Holland Heerlen

Applicant before: DSM IP ASSETS B.V.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Holland urmond

Patentee after: CAP III B.V.

Address before: Holland Sittard

Patentee before: CAP III B.V.

CP02 Change in the address of a patent holder