CN112354487A - 一种碳酸铵原料气的制备方法 - Google Patents

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    • B01J7/02—Apparatus for generating gases by wet methods

Abstract

本发明公开了一种碳酸铵原料气的制备方法，包括以下步骤：通过将尿素与水混合形成混合溶液，对混合溶液升温，进行水解反应，产生水解气；调整水解气中水蒸汽含量至符合碳酸铵原料气的要求，所述尿素与水混合溶液中尿素的质量分数为50%，水解反应在160℃下进行，所述调整水解气中水蒸汽含量的方法是通过浓氨水对水解气进行洗涤。本发明原料便于运输和储存，尿素在常温常压下为固体，可以减少生成氨基甲酸铵和碳酸氢铵的副反应发生。

Description

一种碳酸铵原料气的制备方法
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种碳酸铵原料气的制备方法。
背景技术
碳酸铵为无色半透明结晶片、块或粉末，对光和热均不稳定，在58℃时开始分解。碳酸铵可用作印染助剂、缓冲剂、洗涤剂、各种铵盐。塑料、橡胶工业可用发泡剂。也广泛用于锂电池原料和汽车板材的电镀原料。工业上碳酸铵的生产主要有以下几种方法：1、碳化法：将二氧化碳、浓氨水直接通入碳化塔反应、降温，合成碳酸铵，过程中保持氨水较高的浓度，制得碳酸铵沉淀，通过离心或吸滤分离掉浓氨水后，再干燥，得产品碳酸铵,该法主要原料为氨气、二氧化碳；2.在碳酸钙液中加入硫酸铵后加热而得。该法精制提纯过程复杂，很难制得高纯的优质产品；3.气相法:将二氧化碳与氨气、水蒸汽送入密封的聚氯乙烯合成反应袋内，自然通风冷却生成碳酸铵结晶，该法主要原料为氨气和二氧化碳，反应式：
2NH3（g）+ CO2（g）+ H2O（g） == （NH4）2CO3。
主流生产工艺所用原料为氨气和二氧化碳。生产厂家主要通过购买以上两种液化气体，来满足对碳酸铵生产原料的需求。而这些液体原料属危化品，运输、储存、使用都存在着诸多安全问题，提高了产品生产的风险等级，原料的危化特点推高了企业的采购费用，使产品成本增高，所以现提出了一种碳酸铵原料气的制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种碳酸铵原料气的制备方法。
本发明提出的一种碳酸铵原料气的制备方法，包括以下步骤：通过将尿素与水混合形成混合溶液，对混合溶液升温，进行水解反应，产生水解气；调整水解气中水蒸汽含量至符合碳酸铵原料气的要求。
优选地，所述尿素与水混合溶液中尿素的质量分数为50%，水解反应在160℃下进行。
优选地，所述调整水解气中水蒸汽含量的方法是通过浓氨水对水解气进行洗涤。
本发明中的有益效果为：
1、原料便于运输和储存，尿素在常温常压下为固体，一般为晶状或粒状，尿素也具有良好的安全性能，它不易分解，无毒无害。在存储和运输过程中，不需要考虑其危险性。
2、以尿素作为原料，尿素产能大，其市场价格稳定且偏低，虽然尿素水解过程消耗部分水蒸汽，会增加产品成本，但水解气的热回收用于尿素的溶解，降低了热损耗，较以使用价格较高的液氨、液体二氧化碳的成本有所下降。
3、通过尿素分解产生原料气，气体的接触、混合的时间更加同步，水解气由于混合均匀，不容易出现副反应，可以减少生成氨基甲酸铵和碳酸氢铵的副反应发生。
附图说明
图1为本发明提出的一种碳酸铵原料气的制备方法的设备示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种碳酸铵原料气的制备方法，质量分数为50％尿素水溶液，在水解反应器内通过蒸汽加热，尿素水解反应：
主反应：NH2CONH2 + H2O==2NH3（g）+ CO2（g）
副反应：2(NH2)2CO=NH2CONHCONH2+NH3（g）
结合碳酸氨合成反应式，从反应式看出当没有缩二脲生成时，分解气中的氨气和二氧化碳mol比例与碳酸铵对原料气要求一致，当有缩二脲生成时水解气氨、二氧化碳的组成就会发生变化，因此控制反应压力0.6Mpa，反应温度160℃，得到尿素的水解反应气，其中各组分的体积分数为：氨气38%，二氧化碳19%，水蒸汽43%，再通过浓氨水对水解气进行洗涤除水处理。
本发明中，所述浓氨水对水解气洗涤具体操作步骤：将所述水解气通入降膜吸收器，并在所述降膜吸收器顶部连接氨水泵，并在所述降膜吸收器的下部设置有稀碳化氨水的蒸发段，利用160℃、0.1Mpa的水解气作为热源，加热底部稀氨水溶液，溶液中氨气和二氧化碳夹带部分水蒸汽从溶液中溢出，与在塔底换热降温后的水解气汇合，进入降膜吸收器上部入口，通过氨水泵导入浓氨水，浓氨水进入降膜吸收器的换热管，自上而下流到降膜吸收器中部积液段，分离下来的浓氨水溶液由泵送人降膜吸收器上部入口形成循环，气液分离后气体温度降至80℃，各成分的体积分数为氨气50%，二氧化碳25%，水蒸汽25%，气体则通过中心管上升到顶部，经除雾后作为原料气去碳酸铵结晶工序，洗涤水解气的部分浓氨水溶液靠溢流进入到底部蒸发段，被高温水解气加热，溶解在溶液中的氨和二氧化碳挥发，经气体出口排出与降温后的水解气汇合。
如图1所示，洗涤水解气的浓氨水溶液溢流到底部蒸发段，溶液与来自反应器的高温水解气换热，被加温至100℃，溶解在溶液中的氨和二氧化碳挥发，经气体出口排出与降温后的水解气汇合，底部溶液脱除绝大部分氨和二氧化碳后变成质量分数小于3%稀氨水，由泵送入尿素溶解槽制备尿素溶液，40℃尿素的低温水溶液作为冷却介质被降膜吸收器加热到70℃，可最大限度地实现水解气的热回收。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种碳酸铵原料气的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：通过将尿素与水混合形成混合溶液，对混合溶液升温，进行水解反应，产生水解气；调整水解气中水蒸汽含量至符合碳酸铵原料气的要求。
2.根据权利要求1所述的一种碳酸铵原料气的制备方法，其特征在于，所述尿素与水混合溶液中尿素的质量分数为50%，水解反应在160℃下进行。
3.根据权利要求1所述的一种碳酸铵原料气的制备方法，其特征在于，所述调整水解气中水蒸汽含量的方法是通过浓氨水对水解气进行洗涤。
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