CN108147381B - 一种氨基磺酸生产装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无机合成领域，更具体地，涉及一种氨基磺酸生产装置及方法。本发明充分结合氨基磺酸生产工艺的特点和需求，针对性对氨基磺酸生产装置的过料管的设置方式及设置位置进行重新设计和改造，并通过对反应过程中关键工艺指标和参数进行严格控制，在不降低产品生产质量的前提下，实现降低发烟硫酸的消耗比例和消耗量的目的，由此解决现有技术发烟硫酸消耗量大导致生产成本居高不下的技术问题。

Description

一种氨基磺酸生产装置及方法

技术领域

本发明属于无机合成领域，更具体地，涉及一种氨基磺酸生产装置及方法。

背景技术

氨基磺酸生产系统最大的原料消耗就是发烟硫酸(105％酸)，其次就是尿素。本系统正常情况下，发烟硫酸单耗约2.4-2.5t，尿素单耗约0.39-0.40t(即每生产一吨氨基磺酸成品需耗用的发发烟硫酸与尿素量)。发发烟硫酸与尿素的配比一般在6.2-6.4左右，为控制好制造成本，适应日趋严竣的市场竞争形势，将发烟硫酸耗用的比例降低，才能最大程度的降本增效。但是，如何将发烟硫酸耗用的比例降低，长期以来一直缺乏比较有效的措施。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种氨基磺酸生产装置及生产方法，其充分结合氨基磺酸生产工艺的特点和需求，针对性对氨基磺酸生产装置的过料管的设置方式及设置位置进行重新设计和改造，并通过对反应过程中关键工艺指标和参数进行严格控制，在不降低产品生产质量的前提下，实现降低发发烟硫酸的消耗比例和消耗量的目的，由此解决现有技术发烟硫酸消耗量大导致生产成本居高不下的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种氨基磺酸生产装置，包括第一反应釜和第二反应釜，所述第一反应釜顶部设置有尿素进料口和发烟硫酸进料口，侧面设置有第一过料口和第二过料口，所述第二过料口连接钢衬四氟球阀位于所述第一过料口下方500～1000mm处；所述第一反应釜内部设置有挡料板；所述第二反应釜底部设置有第二反应釜进料口Ⅰ和第二反应釜进料口Ⅱ，所述第一过料口和所述第二反应釜进料口Ⅰ通过管道相连接，所述第二过料口和所述第二反应釜进料口Ⅱ相连接；所述第二反应釜侧面设置有下料口。

优选地，所述第一过料口距离所述第一反应釜顶部900mm。

优选地，所述挡料板顶部距离所述第一反应釜顶部400mm。

优选地，所述第二反应釜进料口Ⅰ距离所述第二反应釜顶部1880mm。

优选地，所述挡料板为竖直挡料板。

优选地，所述第二反应釜进料口Ⅰ和第二反应釜进料口Ⅱ在水平方向上处于同一高度。

优选地，所述下料口设置于所述第二反应釜的侧面，且距离所述第二反应釜顶部的距离为900mm。

按照本发明的另一个方面，提供了一种应用所述装置生产氨基磺酸的方法，包括如下步骤：

(1)将发烟硫酸与尿素按照摩尔比6.2～6.4:1持续加入第一反应釜内，当料位升至第一过料口高度位置时，从第一过料口过料至第二反应釜内继续反应；

(2)待步骤(1)所述反应稳定后，逐步打开四氟球阀的阀门，使物料从第二过料口过料至所述第二反应釜内，同时调低发烟硫酸与尿素的配料比，根据需要调整所述四氟球阀的阀门的开度大小，或者调节所述发烟硫酸与尿素的配料比，确保反应过程中第一反应釜应内物料走向路线正确、向第二反应釜的过料连续通畅，同时所述第一反应釜内物料过料至所述第二反应釜之前具有足够的停留时间；

其中，所述路线正确即物料从所述第一反应釜内挡板的下方沿着所述第一反应釜的釜体向上流入所述第一过料口或第二过料口，从所述第一过料口或第二过料口过料进入所述第二反应釜；所述下料连续通畅即所述第一过料口或第二过料口无堵塞现象，且所述第一反应釜内物料高度不高于所述挡板最高点的高度。

优选地，所述发烟硫酸与尿素的配料比不低于5.6～5.7:1。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)现有技术为了避免物料过于粘稠而导致不能连续过料下料，或为了避免第一反应釜过料走捷径，即从挡料板顶部过料，通常通过提高发烟硫酸与尿素的配比来实现，但是结果是导致发烟硫酸与尿素的配比过大，造成了原料发烟硫酸的过量消耗。本发明充分结合氨基磺酸生产工艺的特点和需求，针对性地对第一反应釜和第二反应釜之间的过料管进行重新设计和改造，在原始第一过料口下方合适的位置增设一个过料口，对应地在第二反应釜下部增设一个进料口，结合关键工艺参数和指标控制，在充分满足物料停留时间，保证第一反应釜内物料反应时间达标的情况下，实现了发烟硫酸与尿素的配比的显著降低，大大节约了生产成本。

(2)本发明采用上述改进的氨基磺酸生产装置进行氨基磺酸的生产时，先打开原过料口，待反应釜内过料通畅且下料稳定后，再逐步打开新增过料口，并根据实际生产情况，逐步下调发发烟硫酸与尿素的配比，同步微调相关工艺参数和指标，确保在第一反应釜内物料反应时间达标的前提下，降低发烟硫酸与尿素的配比，且在第一反应釜内物料较改进前更干稠的情况下，由于同时设置两个过料口，降低过料阻力，保障第一反应釜向第二反应釜通畅连续的过料，直至下料；降低发烟硫酸与尿素的用料配比的同时，也没有降低氨基磺酸的得率和产品质量。

(3)本发明提出的氨基磺酸生产装置为在原始氨基磺酸生产装置的基础上进行的改进装置，仅需要在原始第一反应釜和第二反应釜之间增设一根过料管，对原始氨基磺酸生产装置改动较小，很容易实现；同时这一改进带来的效果很显著。本系统原发烟硫酸与尿素的配比一般维持在6.2～6.4左右，通过过料管的改造与关键工艺调控，可将配比降至5.6～5.7左右。本发明的氨酸磺酸系统按1万吨年产能计算，满负荷开车的前提下，年节约发烟硫酸的耗用量达2000～3100t左右。

附图说明

图1是原始的氨基磺酸生产装置示意图；

图2是改进后的本发明的氨基磺酸生产装置示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-第一反应釜；11-尿素进料口；12-发烟硫酸进料口；13-第一过料口；14-第二过料口；15-四氟球阀；16-挡料板；2-第二反应釜；21-第二反应釜进料口Ⅰ；22-第二反应釜进料口Ⅱ；23-下料口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种氨基磺酸生产装置，包括第一反应釜1和第二反应釜2，第一反应釜顶部设置有尿素进料口11和发烟硫酸进料口12，侧面设置有第一过料口13和第二过料口14，且第一过料口13距离第一反应釜1顶部900mm，第二过料口14连接钢衬四氟球阀15位于第一过料口13下方500～1000mm，优选800mm处；第一反应釜1内部设置有竖直挡料板16，该挡料板16顶部距离所述第一反应釜1顶部400mm；第二反应釜2底部设置有第二反应釜进料口Ⅰ21和第二反应釜进料口Ⅱ22，第一过料口13和第二反应釜进料口Ⅰ21通过管道相连接，第二过料口14和第二反应釜进料口Ⅱ22相连接；第二反应釜进料口Ⅰ21和第二反应釜进料口Ⅱ22在水平方向上处于同一高度。第二反应釜2侧面设置有下料口23，下料口23设置于第二反应釜2的侧面，且距离第二反应釜2顶部的距离为900mm。

本发明采用上述装置生产氨基磺酸的方法，包括如下步骤：

1)将发烟硫酸与尿素按照摩尔比6.2～6.4:1持续加入第一反应釜1内，当料位升至第一过料口13高度位置时，沿着第一过料管过料至第二反应釜2内继续反应；

2)待步骤1)反应稳定后，逐步打开四氟球阀15的阀门，使物料从第二过料口14过料至所述第二反应釜2内，同时调低发烟硫酸与尿素的配料比，根据需要调整所述四氟球阀15的阀门的开度大小，或者调节所述发烟硫酸与尿素的配料比，确保反应过程中第一反应釜1内物料走向路线正确、向第二反应釜2的过料连续通畅，同时第一反应釜1内物料过料至第二反应釜2之前具有足够的停留时间。其中，路线正确即物料从第一反应釜1内挡料板16的下方沿着第一反应釜1的釜体向上流入第一过料口13或第二过料口14，从第一过料口13或第二过料口14过料进入第二反应釜2；下料连续通畅即第一过料口13或第二过料口14无堵塞现象，且第一反应釜1内物料高度不高于挡料板16水平方向最高点的高度。

本发明提出的氨基磺酸生产装置为在原始氨基磺酸生产装置的基础上进行的改进装置，仅需要在原始第一反应釜1和第二反应釜2之间增设一根过料管，对原始氨基磺酸生产装置改动较小，很容易实现；同时这一改进带来的效果很显著。本系统原发烟硫酸与尿素的配比一般维持在6.2-6.4左右，通过过料管的改造与关键工艺调控，可将配比降至5.6-5.7左右。本发明的氨酸磺酸系统按1万吨年产能计算，满负荷开车的前提下，年节约发烟硫酸的耗用量达2000～3100t左右。

以下为实施例：

1)合成岗反应原理：如图1所示，原料发烟硫酸与尿素按一定比例持续从第一反应釜1尿素进料口11和发烟硫酸进料口12投入第一反应釜内，进行一段时间的初步反应后，当料位从第一反应釜1挡料板16底部上升至第一过料口13管口高度位置时，通过第一反应釜1与第二反应釜2之间连通设置的第一过料管，过料至第二反应釜2并在第二反应釜2内再进行第二步反应。在连续投尿素与加发烟硫酸的过程中，第一反应釜1向第二反应釜2连续过料且持续反应，当第二反应釜2内物料料面达到第二反应釜2的下料口23位置时，第二反应釜2连续下料至稀释锅进行下一道稀释工序。

2)原过料管设置的相关说明

第一反应釜1原过料管口即第一过料口13连接的管R内径125(管中)与第一反应釜1顶部锅盖间距900mm，第二反应釜进料口Ⅰ21管口R内径125(管中)与第二反应釜2顶部锅盖间距1880mm。第二反应釜2下料口23R内径100(管中)与第二反应釜2顶部锅盖间距900mm。

3)原过料管的设置在连续开车生产时，由于受反应釜内物料稀稠度的局限，发烟硫酸的配比不能减小，否则物料干稠就会造成第一反应釜1向第二反应釜2过料不畅，过料不畅势必会造成第一反应釜1料位升高，物料就会走捷径从第一反应釜1挡料板16上部直接过料至第二反应釜2。这样就必造成第一反应釜1内物料的反应时间达不到要求，致终造成物料反应的不完全，氨基磺酸的含量不合格国标≥99.50％含量)。故若要实现降低配比，减少发烟硫酸的耗用量，就必须在保证第一反应釜1内物料反应时间达要求的前提下，通过装置改造，确保第一反应釜1向第二反应釜2过料的通畅、连续，方可实现降配目标。

本发明合成反应釜的过料管与降配比的具体方案，如图2所示：

第一步：在第一反应釜1原过料管口即第一过料口13平行下移800mm的位置处，增设一个过料口，即第二过料口14；同时在第二反应釜2的下部与第二反应釜进料口Ⅰ21水平方向上同一高度的某处增设第二反应釜进料口Ⅱ22，第二过料口14连接一个Dg80的钢衬四氟球阀15，用一根DN80管道连接第二过料口14、四氟球阀15与第二反应釜进料口Ⅱ22，这样在第一反应釜1和第二反应釜2之间就加装了一根DN80过料管，称之为第二过料管。

第二步,完成上述改造后,合成岗初始开机生产,关闭此80的四氟球阀15。让第一反应釜1向第二反应釜2过料仍沿用原125的过料管线，即从第一过料口13向第二反应釜2过料，待合成反应釜过料通畅且下料连续稳定后，再逐步调开80的四氟球阀15，并根据现场生产的一些实况，逐步下调配比，同步微调合成岗操控的相关工艺参数与指标。目的就是在确保第一反应釜1内物料反应时间达标的前提下，降低配比，且在第一反应釜1内物料较以前干稠的状况下，降低过料阻力，保障第一反应釜1向第二反应釜2通畅连续的过料，直至下料。

具体地操作如下：待第一步反应稳定后，逐步打开四氟球阀15的阀门，使物料从第二过料口14过料至所述第二反应釜2内，同时调低发烟硫酸与尿素的配料比，根据需要调整四氟球阀15的阀门的开度大小，或者调节发烟硫酸与尿素的配料比，确保反应过程中第一反应釜1内物料路线正确、向第二反应釜2的下料连续通畅，同时第一反应釜1内物料过料至第二反应釜2之前具有足够的停留时间，确保物料离开第一反应釜1时第一步反应较为完全。其中，路线正确即物料从第一反应釜1内挡料板16的下方沿着第一反应釜1的釜体向上流入第一过料口13或第二过料口14，从第一过料口13或第二过料口14过料进入第二反应釜2；下料连续通畅即第一过料口13或第二过料口14无堵塞现象，且第一反应釜1内物料高度不高于挡料板16水平方向最高点的高度。

本系统第一反应釜1和第二反应釜2的尺寸为现有的常规氨基磺酸反应釜的尺寸设计。本系统原发烟硫酸与尿素的配比一般维持在6.2～6.4左右，通过过料管的改造与关键工艺调控，可将配比降至5.6～5.7左右。本发明的氨酸磺酸系统按1万吨年产能计算，满负荷开车的前提下，年节约发烟硫酸的耗用量达2000～3100t左右。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氨基磺酸生产装置，其特征在于，包括第一反应釜（1）和第二反应釜（2），所述第一反应釜（1）顶部设置有尿素进料口（11）和发烟硫酸进料口（12），侧面设置有第一过料口（13）和第二过料口（14），所述第二过料口（14）连接钢衬四氟球阀（15）位于所述第一过料口（13）下方500～1000 mm处；所述第一反应釜（1）内部设置有挡料板（16），所述挡料板（16）为竖直挡料板，且所述挡料板（16）的顶部和底部均与所述第一反应釜（1）的顶部和底部间隔布置；所述第二反应釜（2）底部设置有第二反应釜进料口Ⅰ（21）和第二反应釜进料口Ⅱ（22），所述第一过料口（13）和所述第二反应釜进料口Ⅰ（21）通过管道相连接，所述第二过料口（14）和所述第二反应釜进料口Ⅱ（22）相连接；所述第二反应釜（2）侧面设置有下料口（23）；

所述氨基磺酸生产装置生产氨基磺酸的方法，包括如下步骤：

（1）将发烟硫酸与尿素按照摩尔比6.2～6.4:1持续加入第一反应釜内，当料位升至第一过料口高度位置时，从第一过料口过料至第二反应釜内继续反应；

（2）待步骤（1）所述反应稳定后，逐步打开四氟球阀的阀门，使物料从第二过料口过料至所述第二反应釜内，同时调低发烟硫酸与尿素的配料比，根据需要调整所述四氟球阀的阀门的开度大小，或者调节所述发烟硫酸与尿素的配料比，确保反应过程中第一反应釜应内物料走向路线正确、向第二反应釜的过料连续通畅，同时所述第一反应釜内物料过料至所述第二反应釜之前具有足够的停留时间；

其中，所述路线正确即物料从所述第一反应釜内挡板的下方沿着所述第一反应釜的釜体向上流入所述第一过料口或第二过料口，从所述第一过料口或第二过料口过料进入所述第二反应釜；所述下料连续通畅即所述第一过料口或第二过料口无堵塞现象，且所述第一反应釜内物料高度不高于所述挡板最高点的高度。

2.如权利要求1所述的氨基磺酸生产装置，其特征在于，所述第一过料口（13）距离所述第一反应釜（1）顶部900 mm。

3.如权利要求1所述的氨基磺酸生产装置，其特征在于，所述挡料板（16）顶部距离所述第一反应釜（1）顶部400 mm。

4.如权利要求1所述的氨基磺酸生产装置，其特征在于，所述第二反应釜进料口Ⅰ（21）距离所述第二反应釜（2）顶部1880 mm。

5.如权利要求1所述的氨基磺酸生产装置，其特征在于，所述第二反应釜进料口Ⅰ（21）和第二反应釜进料口Ⅱ（22）在水平方向上处于同一高度。

6.如权利要求1所述的氨基磺酸生产装置，其特征在于，所述下料口（23）设置于所述第二反应釜（2）的侧面，且距离所述第二反应釜（2）顶部的距离为900 mm。

7.如权利要求1所述的氨基磺酸生产装置，其特征在于，所述发烟硫酸与尿素的配料比不低于5.6～5.7:1。