1、第二章 氨及粗輕吡啶的回收,本章內(nèi)容 第一節(jié) 飽和器法制取硫酸銨 第二節(jié) 酸洗塔法制取硫酸銨 第三節(jié) 剩余氨水的加工 第四節(jié) 粗輕吡啶的生產(chǎn) 第五節(jié) 濃氨水和無水氨的制取 2學(xué)時(shí),概述 氨對(duì)于裝入煤的產(chǎn)率一般為0.250.35%,氨在煤氣和冷凝氨水中的分配，取決于煤氣初冷的方式，冷凝氨水的產(chǎn)量和煤氣冷卻的程度。當(dāng)采用間接冷卻，并采用混合氨水流程時(shí)，初冷器后煤氣中含氨量為48g/m3。（出爐荒煤氣中氨816g/m3，吡啶鹽基(0.40.6g/m3）。 氨的回收方法: （1）用硫酸銨吸收氨生產(chǎn)硫酸銨工藝,工藝悠久,技術(shù)成熟； （2）用磷酸吸收氨并制取無水氨的工藝，因其技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量好，得到應(yīng)用

2、和發(fā)展；,（3）生產(chǎn)濃氨水工藝，因產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)困難，氨易揮發(fā)損失，污染環(huán)境，僅在小型焦化廠尚有采用 高溫?zé)捊箷r(shí)，煤中的氮有1.21.5%轉(zhuǎn)變?yōu)檫拎}基。煤氣初冷時(shí)，一些高沸點(diǎn)吡啶鹽基溶于焦油氨水中，沸點(diǎn)較低的輕吡啶鹽基幾乎全留在煤氣中，可予以回收。,出炭化室荒煤氣組成為（g/m3） 水蒸氣 250450 焦油氣 80120 苯族烴 3045 氨 816 硫化氫 630 其他硫化物 22.5 氰化物 1.02.5 萘 812 吡啶鹽基 0.40.6,第一節(jié) 飽和器法制取硫酸銨 一、生產(chǎn)工藝原理 1、硫銨的性質(zhì)及質(zhì)量要求 用硫酸吸收煤氣中氨即得硫氨，其反應(yīng)式為： 2NH3 + H2SO4 (NH4)2

3、SO4；H=-275014kJ/kgmol NH3+H2SO4 NH4HSO4； H=-165017 kJ/kgmol NH4HSO4+NH3(NH4)2SO4 氨和硫酸反應(yīng)是放熱過程，當(dāng)用硫酸吸收焦?fàn)t煤氣中的氨時(shí)，實(shí)際熱效應(yīng)與硫銨母液酸度和溫度有關(guān)，其值較上述H約小10%。 純態(tài)硫銨為無色長菱形晶體，密度為1766kg/m3；含一定水分的硫氨的堆積密度隨結(jié)晶顆粒大小波動(dòng)于780830kg/m3。硫氨的分子量為132.15，化學(xué)純的硫氨含氮量為21.2%或含氨25.78%。,用適量的硫酸和氨反應(yīng)，生成中式鹽，硫酸過量時(shí)，則生成酸式鹽，其反應(yīng)式為： NH3+H2SO4 NH4HSO4； H=-1

4、65017 kJ/kgmol 隨溶液被氨飽和的程度增加。酸式鹽又可轉(zhuǎn)化為中式鹽： NH4HSO4+NH3（NH4）2SO4 溶液中酸式鹽和中式鹽的比例取決于溶液中游離硫酸的濃度。這一濃度以重量百分?jǐn)?shù)表示，稱為酸度。,所以： 酸度硫銨母液中游離酸的重量百分濃度稱為母液的酸度。 當(dāng)酸度僅為12%時(shí)，主要生成中式鹽，酸度升高時(shí)，酸式鹽的含量即隨之提高。由于酸式鹽較易溶于水或稀硫酸中，故在酸度不大的情況下，從飽和溶液中析出的只有硫酸氨結(jié)晶。 圖2-1所示為硫酸銨在不同濃度內(nèi)的溶解曲線（60時(shí)）。 （1）當(dāng)酸度小于19%（b點(diǎn)）時(shí)，析出的固體結(jié)晶為硫酸銨； （2）當(dāng)酸度為大于19%而小于34%時(shí)（bc段

5、），則析出的是兩種鹽的混合物結(jié)晶； （3）當(dāng)酸度大于34%（c點(diǎn)）時(shí)，得到的固體結(jié)晶全為硫酸氫銨。,(NH4)2SO4,(NH4)2SO4 + NH4HSO4,NH4HSO4,34%,19%,酸度,飽和器里的硫酸母液就是溶有硫酸氫銨的硫酸溶液。在正常生產(chǎn)的情況下，母液的規(guī)格大致為： 相對(duì)密度（20） 1.2751.30 游離酸含量 4 8%（重量） 含量： NH3 150180g/l (NH4)2SO4 4046%（重量） NH4HSO4 1015%（重量） 硫銨施于農(nóng)田后，失去銨離子(NH4)+的硫酸根殘留在土壤中，會(huì)使土質(zhì)逐漸酸化，甚至?xí)茐耐寥澜Y(jié)構(gòu)，故硫銨適用于中性和堿性土壤。農(nóng)業(yè)施肥用

6、優(yōu)質(zhì)硫銨質(zhì)量為：白色或微帶色的結(jié)晶；氨含量（以干基計(jì)）21%；水分0.5%；游離酸（H2SO4）0.05%，粒度60目篩余量75%。,圖2-1所示為硫酸銨在不同濃度內(nèi)的溶解曲線（60時(shí)）。在酸度小于19%（b點(diǎn)）時(shí)，析出的固體結(jié)晶為硫酸氨；當(dāng)酸度為大于19%而小于34%時(shí)（bc段），則析出的是兩種鹽的混合物結(jié)晶；當(dāng)酸度大于34%（c點(diǎn)）時(shí)，得到的固體結(jié)晶全為硫酸氫銨。,2、飽和器內(nèi)硫銨結(jié)晶原理 由硫酸吸收焦?fàn)t氣中的氨以生產(chǎn)硫酸銨的方法有三種：直接法，間接法和半直接法，其中應(yīng)用最廣泛的是半直接法。 半直接法是將煤氣初冷至2535，經(jīng)捕除焦油霧后，送入飽和器回收氨，并將剩余氨水中蒸出的氨也通過飽和

7、器制取硫銨。 直接法為在初冷前用硫酸吸氨生產(chǎn)硫酸銨； 間接法為用軟水吸氨后再蒸氨，用氨汽制備硫酸銨； 在飽和器內(nèi)硫銨從母液中形成晶體（或小晶體）的長大。在既定的結(jié)晶條件下，若晶核形成速率大于晶體成長速率，則產(chǎn)品粒度小；反之，則可得到大顆粒結(jié)晶。顯然，如控制這兩種速率，便可控制產(chǎn)品粒度。,（1）結(jié)晶原理 如圖2-2所示表明晶核在溶液中自發(fā)形成與溶液溫度、濃度之間的關(guān)系。圖中AB為溶解度曲線，CD為超溶解度曲線，后者位于過飽和區(qū)，且與AB大致平行。在AB曲線的右下側(cè)，因溶液未達(dá)到飽和，故此區(qū)內(nèi)無晶核形成，成為穩(wěn)定區(qū)。AB與CD間區(qū)域?yàn)榻榉€(wěn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，晶核不能自發(fā)形成。在CD線的左上側(cè)為不穩(wěn)區(qū)，

8、此區(qū)域內(nèi)能自發(fā)形成大量晶核。 在飽和器內(nèi)，母液溫度可認(rèn)為不變，如母液原濃度為E，由于連續(xù)進(jìn)行的中和反應(yīng)，母液中硫銨分子不斷增多，故其濃度逐漸增至F，即達(dá)到飽和，此時(shí)理論上可以結(jié)晶，但實(shí)際上尚缺乏必需的過飽和程度而無晶核生成。當(dāng)母液濃度提高到介穩(wěn)區(qū)時(shí)，雖以處于過飽和狀態(tài)，但在無晶體的情況下，仍無晶核形成。只有當(dāng)母液濃度提高到G點(diǎn)后才有大量的晶核形成，母液濃度也隨之降至飽和點(diǎn)F。在上述過程中，晶核的生成速率遠(yuǎn)比其成長速率大，因而所得晶體很小。在飽和器剛開工生產(chǎn)和在大加酸后即出現(xiàn)如此情況。,溶解度曲線,超溶解度曲線,在實(shí)際生產(chǎn)中，母液中總有細(xì)小的結(jié)晶和微量雜質(zhì)存在，即存在著晶種，此時(shí)晶核形成所需的過

9、飽和程度遠(yuǎn)較無晶核時(shí)低，因此在介穩(wěn)區(qū)，主要是晶體在長大，同時(shí)亦有新晶核形成。 所以，為生產(chǎn)粒度較大的結(jié)晶，必須使母液處于介穩(wěn)區(qū)和適宜的過飽和度內(nèi)。 晶體長大的過程屬于硫銨分子由液相向固相擴(kuò)散過程，其推動(dòng)力由溶液的過飽和程度決定，擴(kuò)散阻力主要為晶體表面的液膜阻力。故增大溶液的過飽和程度和減少擴(kuò)散阻力，均有利于晶核的增大。但考慮到過飽和程度高會(huì)促使晶核形成速率增大，所以過飽和程度必須控制在較小的范圍（介穩(wěn)區(qū)）內(nèi)。,在正常操作下，硫銨結(jié)晶溫度比其飽和溫度平均溫度低3.4。在溫度為3070范圍內(nèi)，溫度每變化1時(shí)，鹽的溶解度約變化0.09%，所以溶液的過飽和度即為0.093.4=0.306%，這就是說，

10、結(jié)晶在母液生成區(qū)域是很小的，在控制介穩(wěn)區(qū)很小的情況下，當(dāng)母液結(jié)晶的生成速度與反應(yīng)生成的硫銨量相平衡時(shí)，晶核的生成量最小，即可得到大的結(jié)晶顆粒。 （2）影響因素及其控制 包括：傳質(zhì)速率、雜質(zhì)、溫度、酸度等,二、飽和器法生產(chǎn)硫銨的工藝流程 如圖2-6所示，經(jīng)電捕脫除焦油霧的煤氣進(jìn)入預(yù)熱器到6070，其目的是為了蒸發(fā)飽和器中多余的水分，以防止母液被稀釋。熱煤氣從飽和器中央煤氣管進(jìn)入，經(jīng)泡沸傘穿過母液層鼓泡而出,煤氣中的氨即被硫酸吸收，因此飽和器起著鼓泡吸收劑的作用。飽和器后的煤氣進(jìn)入除酸器，分離出所夾帶的酸霧后送往后一工序，飽和器后煤氣含氨量一般要求低于0.03g/m3。（進(jìn)口處為4-8g/m3)

11、當(dāng)不生產(chǎn)粗輕吡啶時(shí)，剩余氨水經(jīng)蒸氨后所得氨汽，直接與煤氣混合進(jìn)入飽和器；當(dāng)生產(chǎn)粗吡啶時(shí)，則將氨汽通入回收吡啶裝置的中和器，氨在中和母液中的游離酸和分解硫酸吡啶時(shí)生成硫酸銨，隨中和器的回流母液送至飽和系統(tǒng)中。,煤氣： 6070,煤氣： 4050,相對(duì)密度（20） 1.2751.30 游離酸含量(酸度) 4 8%（重量） 含量： NH3 150180g/l (NH4)2SO4 4046%（重量） NH4HSO4 1015%（重量）,第二節(jié) 酸洗塔法制取硫酸銨 近年來，用不飽和的酸性母液為吸收液，在噴灑式酸洗塔內(nèi)制取硫酸銨的工藝得到了發(fā)展，其優(yōu)點(diǎn)是煤氣阻力小，結(jié)晶顆粒大，酸洗塔不易堵。 一、酸洗塔法

12、生產(chǎn)工藝流程 如圖2-11所示，由脫硫塔來的煤氣與蒸氨工段來的氨汽一同進(jìn)入空噴酸洗塔下段，煤氣入口處及下段用酸度為2.53%的循環(huán)母液噴灑。下段設(shè)有四個(gè)不同高度的單噴頭噴灑母液，煤氣中大部分氨于此被吸收下來。此段循環(huán)母液的硫銨濃度約為40%，這樣可以使蒸發(fā)水分所耗的蒸汽量較小，而又不致堵塞設(shè)備。煤氣進(jìn)入第二段后，受到五個(gè)不同高度的單噴頭噴灑，此段噴灑的循環(huán)母液酸度為34%，以吸收煤氣中剩余的氨及輕吡啶鹽基。酸洗塔后煤氣含氨低于0.1g/m3 酸洗塔法生產(chǎn)的硫銨，結(jié)晶顆粒大，易于機(jī)械施肥，其組成和顆粒為： 組成含氮21；水分0.1；游離酸0.2； 粒度30目：2.5；3040目：3040；406

13、0目：50；60目：18。,酸度:34% 2.6m3/1000m3煤氣,酸度:2.53% 3.5m3/1000m3煤氣,60,5560,澄清槽,二、酸洗塔生產(chǎn)硫銨的物料平衡 采用前述有關(guān)數(shù)據(jù)就酸洗塔法生產(chǎn)硫銨的物料平衡計(jì)算如下： 1、酸洗塔兩段吸收氨量的分配 設(shè)煤氣處理量為48280m3/h，帶入酸洗塔的氨量為375.9kg/h，塔后損失量為4.35kg/h，蒸氨塔來的氨汽中含氨量為49.2kg/h，并設(shè)其全部進(jìn)入吡啶中和器，則在酸洗塔中吸收的全部是煤氣中的氨。,三、主要設(shè)備及操作特點(diǎn) 1、 空噴酸洗塔 如圖2-12所示 此酸洗塔由中部斷塔板分為上下兩段。下段除了煤氣入口處設(shè)有母液噴嘴外，另設(shè)

14、有4層不銹鋼制螺旋形噴嘴，用以噴灑循環(huán)母液。在下段噴大的液滴較細(xì)，以利于與上升流速為34m/s的煤氣密切接觸。 2、蒸發(fā)結(jié)晶器 新型的蒸發(fā)結(jié)晶裝置是一個(gè)整體設(shè)備，其構(gòu)造如圖2-13所示。真空蒸發(fā)器為不銹鋼板焊接的帶錐底容器，其中部設(shè)有錐筒形布液器，經(jīng)過加熱的結(jié)晶母液從布液器下面筒形部分以切線方向進(jìn)入器內(nèi)后，沿器壁旋轉(zhuǎn)，形成一蒸發(fā)面積。由于蒸發(fā)過程是90kPa的真空下進(jìn)行，所以母液中大部分水分可被迅速蒸出。蒸出的水汽經(jīng)過布液器上升并經(jīng)過液滴分離器分離出液滴后，由器頂逸出。在蒸發(fā)器頂部設(shè)有噴水圈管，用來噴灑清洗液滴分離器和布液器。,煤氣,煤氣,上段母液,下段母液,上段母液: 酸度:34% 2.6m

15、3/1000m3煤氣,下段母液: 酸度:2.53% 3.5m3/1000m3煤氣,第三節(jié) 剩余氨水的加工 在用半直接法生產(chǎn)硫銨的焦化廠中，硫銨工段設(shè)有剩余氨水加工裝置，將氨水蒸餾以得到濃度為1012%的氨汽。在不回收吡啶鹽基時(shí)，此氨汽直接通往飽和器制取硫銨。當(dāng)回收吡啶鹽基時(shí)，則通往粗吡啶生產(chǎn)裝置，用以中和母液中游離酸和分解硫酸吡啶。此外，在剩余氨水加工系統(tǒng)中還可回收氰化氫以制取黃血鹽鈉，既可提供有用的化工原料，又可加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。 一、剩余氨水的組成 在間接初冷的條件下，冷凝氨水中的含氨量約為焦?fàn)t煤氣中含氨量的30%，當(dāng)用直管冷卻器進(jìn)行間冷時(shí)，剩余氨水的組成如表2-1所示，,表2-1 剩余氨水的

16、組成,此外,還含有酚1.22.5g/L，吡啶鹽基0.20.5 g/L，以及少量的萘、輕油等。,在剩余氨水中，還含有酚1.22.5g/L，吡啶鹽基0.20.5 g/L，以及少量的萘、輕油等。 在完全混合的氨水中，揮發(fā)氨含量低，不能滿足吡啶的需要，故多采用部分氨水混合系統(tǒng)，混合氨水的揮發(fā)氨含量依兩者混合比不同而異，可取為2.53.5 g/L。 剩余氨水的揮發(fā)氨可用于蒸氨塔中蒸吹出來，而其中所含固定銨則需采用堿性比氨水強(qiáng)的化學(xué)試劑才能脫除。 在剩余氨水中含有50120mg/L的氰化氫，如不予回收，將隨氨汽重返煤氣系統(tǒng)并轉(zhuǎn)入煤氣終冷系統(tǒng)而污染大氣和水體。故需從氨水中回收氰化氫以制取黃血鹽鈉。黃血鹽鈉是

17、黃色半透明有毒晶體，其分子式為： Na4Fe(CN)610H2O，(Sodium ferrocyanide鐵氰化鈉 )分子量為483.85，相對(duì)密度1.458，能溶于水，不溶于乙醇，是制取顏料、油漆、油墨、染料等的原料。,二、剩余氨水的脫酚 焦化廠含酚、氰污水的來源很多，其中剩余氨水約占總酚水量的一半以上，一般預(yù)先初步脫酚，將含酚量降至300mg/l以下，再送往蒸氨裝置加工。 剩余氨水（混同其他來源的酚水）的初步脫酚廣泛采用的方法為溶劑萃取法，其脫酚效率可達(dá)9095%，現(xiàn)就萃取劑、工藝流程及主要設(shè)備加以闡述。 1、萃取劑的選擇 酚在水中有一定的溶解度。如選用一種與水互不相溶但對(duì)酚卻具有比水大得

18、多的溶解能力的有機(jī)溶劑，使其與酚水密切接觸，則酚水中絕大部分酚將轉(zhuǎn)移到該溶劑中去，從而將酚脫除，此即溶劑萃取脫酚。 互不相溶（或僅微溶）的有機(jī)溶劑和水分為兩相，故溶劑萃取過程（酚）由一相轉(zhuǎn)入另一相的傳質(zhì)過程，且以相際平衡作為過程極限。在一定溫度下，當(dāng)達(dá)到相平衡時(shí)，溶質(zhì)在互不相溶的濃度之比保持不變，此值稱為該溶質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)K，可用式子表示為： K =,分配系數(shù)K實(shí)際上隨溶質(zhì)濃度的變化有所變化，但對(duì)一定的體系和在一定的溫度下，可視為一常數(shù)，顯然，分配系數(shù)越高，則萃取劑的萃取能力越強(qiáng)。 經(jīng)萃取后的溶劑須加處理，將所萃取的溶質(zhì)分出，使溶劑得到再生并循環(huán)使用。 能用來從酚水中萃取的有機(jī)溶劑很多，

19、選擇的要求是：分配系數(shù)較高；不溶或微溶于水；在水中不乳化；易與水分離；蒸氣壓?。〒]發(fā)損失小）；化學(xué)穩(wěn)定性好；價(jià)廉易得并易再生。在焦化廠已得到使用的萃取劑有重苯溶劑油、重苯和N-503等，均為較好的萃取劑。,2、溶劑振動(dòng)萃取脫酚工藝流程 目前國內(nèi)廣泛采用脈沖篩板塔對(duì)剩余氨水進(jìn)行溶劑萃取脫酚，多為脫酚后蒸氨，這是比先蒸氨后脫酚具有減少酚的揮發(fā)損失，避免酚水量增大并引致酚水濃度降低，且可以使氨水中的焦油量減少從而提高蒸氨塔效率等優(yōu)點(diǎn)。但也存在萃取劑會(huì)受到氨水中所含焦油污染，易發(fā)生乳化現(xiàn)象以及因氨水中硫化物和氰化物轉(zhuǎn)入酚鈉鹽中造成酚精制設(shè)備腐蝕等缺點(diǎn)?？偟恼f來，優(yōu)點(diǎn)較多。,其工藝流程如圖2-14所示：

20、 剩余氨水依次進(jìn)入三臺(tái)串聯(lián)的原料氨水槽，經(jīng)澄清脫除焦油后，自流入低位混合槽。其他高酚水（精制車間來）定期送入濃氨水槽，與氨水約以1：10的比例混合槽內(nèi)?；旌习彼帽盟徒?jīng)過氨水加熱（冷卻）器，加熱（或冷卻）至5560后進(jìn)入萃取塔底部分布器。萃取劑（亦稱循環(huán)油）送經(jīng)循環(huán)油加熱（冷卻）器控制溫度為5055后進(jìn)入萃取塔頂部分布器。氨水和循環(huán)油由于密度差在塔內(nèi)逆向流動(dòng)，在振動(dòng)篩板塔的分散作用下，油被分散成細(xì)小的顆粒（d=0.53mm）而緩慢上升（稱為分散相），氨水則連續(xù)緩慢下降（稱為連續(xù)相），在兩相逆流接觸中，氨水中的酚即被循環(huán)油萃取。,3、脈沖篩板萃取塔 （1）萃取塔的構(gòu)造 脈沖篩板萃取塔是帶有上、下

21、兩個(gè)擴(kuò)大的澄清段的立式塔，其構(gòu)造如圖2-15所示。塔的中段為工作區(qū)，內(nèi)設(shè)2126層篩板，篩板上篩孔直徑為67mm，開孔率為2737%。篩板間距離為200300mm，固定安裝于立軸上作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)塔內(nèi)液體產(chǎn)生強(qiáng)烈的攪拌作用。 中段工作區(qū)頂部設(shè)有供通入原料酚水用的分布器，在底部設(shè)有供通入萃取劑（密度小于水的）用的分配裝置。酚水在工作段截面的體積流速為1618m3（m2h），相應(yīng)的截面線流速為0.00440.005m/s。上下澄清截面的體積流速為4.55.0 m3/(m2h)萃取塔工作段的確定. 萃取塔工作段是指上、下分配裝置之間的區(qū)域，工作段的高度H可按下式計(jì)算：H=HEn,表2-2 各種萃

22、取劑的適宜操作溫度,三、剩余氨水加工及黃血鹽的制取 剩余氨水加工及制取黃血鹽的工藝流程如圖2-16所示。 由冷凝工段來的70左右的剩余氨水先于原料氨水槽中澄清，再通過填有焦炭塊的過濾器濾去氨水中的焦油，然后進(jìn)入蒸氨塔。由塔底通入294kPa（表壓）的直接蒸汽作為熱源，使塔底溫度保持為105左右，同時(shí)直接蒸汽將氨水中的氨蒸吹出來，使蒸氨廢水含氨量低于0.01%。從塔頂逸出的蒸汽為氨、水汽、二氧化碳、硫化氫和氰化氫的混合物，溫度為101103，含氨濃度與原料氨水濃度有關(guān)，一般為4%左右。 自蒸氨塔底排放的廢水送去脫酚。塔頂逸出的氨汽進(jìn)入加熱器，間接加熱至140150后進(jìn)入氰化氫吸收塔。脫除了氰化氫

23、的氨汽（溫度為100120）從塔頂逸出，進(jìn)埋入式氨汽分縮器，鑄鐵管內(nèi)走氨汽，管外走冷卻水。氨汽經(jīng)分縮器冷卻至99左右，分縮冷凝液作為回流返回蒸氨塔，濃度為10%左右的濃縮氨汽送往飽和器或吡啶生產(chǎn)裝置。 氰化氫吸收塔上段為高約500mm的木格填料捕霧層，中段為34m高的鐵屑填料層，含碳酸鈉約100g/l的堿液（溫度為102105）由塔頂噴灑而下，溫度為140150的氨汽由下而上流動(dòng)，在鐵屑層內(nèi)發(fā)生下列反應(yīng)：,1、生產(chǎn)原理： Na2CO3 + 2HCN 2NaCN + CO2 + H2O Fe + 2HCN Fe(CN)2 + H2 4NaCN + Fe(CN)2 Na4Fe(CN)6,2、工藝流

24、程,氨0.01% 100mg/L,101103,140150,100102,99 氨:10%,Na2CO3 102105 100g/L,60,黃血鹽：300400g/L,70 氨:17g/L,105,294kPa,第四節(jié) 粗吡啶的生產(chǎn) 粗吡啶(pyridine )最重要的用途是作為 醫(yī)用原料，如生產(chǎn)磺胺藥類、維生素、 雷米封等。此外，粗吡啶類產(chǎn)品還可用作合成纖維的高級(jí)溶 劑。 一、粗吡啶的組成和性質(zhì) 粗輕吡啶是一種具有特殊氣味的油狀液體，沸點(diǎn)范圍為115116，易溶于水，圖2-19表明了在30時(shí)吡啶與水系統(tǒng)的汽液相平衡關(guān)系。 粗吡啶所含主要組分的含量與性質(zhì)如表2-3所示。 粗吡啶中尚含有殘?jiān)?/p>

25、中性油）1520%（以無水計(jì)）。,表2-3 粗輕吡啶主要組分的性質(zhì)與含量,二、從飽和器母液中回收吡啶原理 吡啶是粗吡啶中含量最多，沸點(diǎn)最低的組分，故以吡啶為例來探討回收的原理。 吡啶具有弱堿性，遇酸則中和生成鹽。在飽和器和酸洗塔中，吡啶與母液中的硫酸作用生成酸式鹽或中式鹽，其反應(yīng)為： C5H5N+H2SO4C5H5NHHSO4 （酸式鹽） 2C5H5N+H2SO4(C5H5NH)2SO4 （中式鹽） 當(dāng)提高母液酸度時(shí)，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行，會(huì)有更多的吡啶被吸收下來。 硫酸吡啶是不穩(wěn)定化合物，在母液中主要以酸式硫酸吡啶形式存在，此鹽在溫度升高時(shí)極易離解，并與硫酸銨反應(yīng)生成游離吡啶： C5H5NHH

26、SO4 + (NH4)2SO4 NH4HSO4 + C5H5N,從母液中提取吡啶鹽基，就是用氨汽中和游離酸、使酸式硫酸銨變?yōu)橹惺禁}，然后依下列反應(yīng)分解吡啶： C5H5NHHSO4 + 2NH3 (NH4)2SO4 + C5H5N,三、工藝流程及物料平衡 1、用文氏反應(yīng)管提取粗輕吡啶流程 如圖2-20所示，硫酸母液從沉淀槽連續(xù)進(jìn)入文氏管反應(yīng)器，與由氨分凝器來的氨汽在喉管處混合反應(yīng)，使吡啶從母液中游離出來，同時(shí)因反應(yīng)熱而使吡啶從母液中氣化。汽液混合物一起進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離，分出的母液去脫吡啶母液凈化裝置，氣體進(jìn)入冷凝冷卻器進(jìn)行冷凝冷卻。被冷卻到3040的冷凝液經(jīng)油水分離后，粗輕吡啶流經(jīng)計(jì)量槽后

27、進(jìn)入貯槽，分離水返回反應(yīng)器。 吡啶鹽基易溶于水，其所以能與水分開，是因?yàn)榉蛛x水中含有大量的硫酸銨，具有使吡啶鹽基從水中鹽析出來的作用，并使分離水與粗輕吡啶的密度差增大。因此，分離水必須返回飽和器。在正常操作下，分離水具有如下特性：,1母液沉淀槽 2文氏管反應(yīng)器 3旋風(fēng)分離器 4冷凝冷卻器 5油水分離器 6計(jì)量槽 7-貯槽,99 氨:10%,5560,3040,第五節(jié) 濃氨水和無水氨的制取 用水吸收煤氣中的氨制取濃氨水工藝，對(duì)于酸性土質(zhì)地區(qū)有一定的意義，但缺點(diǎn)較多，目前除了小型焦化廠外，已不采用。 用磷酸吸收氨并制取無水氨的工藝開發(fā)于本世紀(jì)50年代，又稱弗薩姆法。此法技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量好，已逐步

28、得到發(fā)展。,一、濃氨水的生產(chǎn) 1、原料和產(chǎn)品 在制取濃氨水的生產(chǎn)工藝中，初冷后煤氣中的氨，是在洗氨塔內(nèi)用循環(huán)氨水洗滌吸收。洗氨后的部分氨水與煤氣初冷所得的剩余氨水的混合物即為蒸氨原料氨水。在煤氣含氨量一定的情況下，蒸氨原料氨水的組成，同煤氣初冷的方法、剩余氨水及洗氨富氨水的組成和數(shù)量有關(guān)。 當(dāng)煤氣采用間接初冷，并以洗氨富氨水和剩余氨水的混合物作原料氨水時(shí)，各種氨水的一般組成見表2-5。 表2-5 各種氨水的組成（g/l）,二、弗薩母法制取無水氨 1、用磷銨溶液吸氨的基本原理 用磷銨溶液吸氨實(shí)質(zhì)上是以磷酸吸氨。磷酸為三元酸，它在水溶液中能離解為磷酸二氫根離子（H2PO4-1）磷酸一氫根離子（HPO4-2）和磷酸根離子（PO4-3）。磷酸是中等強(qiáng)度的酸，其第一級(jí)離解常數(shù)為7.5110-在水溶液中主要離解為（H+）及（H2PO4-1）；其第二級(jí)離解常數(shù)為6.2310-主要離解為（H+）及（HPO4-2）；其第三級(jí)離解常數(shù)為4.810-13，主要離解為（H+）及（PO4-3）。由于