【摘要】：作為主要氮肥之一的硫銨,在工業(yè)生產(chǎn)中,依舊存在晶體粒度偏小、分布不均勻、色澤差等問(wèn)題,難以滿足用戶(hù)的各種需求。以上海石化公司化工事業(yè)部丙烯腈裝置為例,其硫銨回收單元就存在硫銨粒度細(xì)、容易流失及產(chǎn)品收率低等問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題,需對(duì)結(jié)晶工藝進(jìn)行研究。 本文在硫銨結(jié)晶的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,從影響結(jié)晶粒度的操作條件著手,進(jìn)行優(yōu)化小試實(shí)驗(yàn),并對(duì)結(jié)晶工藝流程進(jìn)行物料衡算和模擬,以期優(yōu)化和改進(jìn)結(jié)晶工藝。 結(jié)晶熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)是結(jié)晶工藝優(yōu)化的基礎(chǔ),對(duì)選擇合適的結(jié)晶方法和優(yōu)化操作條件具有重要指導(dǎo)作用。在熱力學(xué)方面,本文通過(guò)平衡法測(cè)定了硫銨在純水及硫酸水溶液中的溶解度,利用經(jīng)驗(yàn)方程關(guān)聯(lián)了溶解度和溫度。同時(shí)還通過(guò)目測(cè)法測(cè)定了硫銨在溶液pH=3.0、攪拌速度為100r/min條件下的超溶解度曲線。在動(dòng)力學(xué)方面,本文討論了結(jié)晶粒數(shù)衡算方法,并采用間歇?jiǎng)討B(tài)法對(duì)硫銨蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定,得到一定條件下結(jié)晶的成核速率和生長(zhǎng)速率關(guān)系式。此外,還討論了一定濃度硫銨溶液的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系。 為了提高結(jié)晶產(chǎn)品粒度,使粒徑分布變窄,在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了操作條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。本文就結(jié)晶過(guò)程中幾個(gè)重要影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,包括溶液pH值、溶液蒸發(fā)溫度、傳熱溫差及攪拌速度,得到了較優(yōu)結(jié)晶工藝操作條件：溶液pH值為3.0,蒸發(fā)溫度為70℃,傳熱溫差5℃,攪拌速度為100rpm。將該操作條件下得到的硫銨晶體,與上海石化股份有限公司化工事業(yè)部丙烯腈裝置硫銨回收單元的產(chǎn)品進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)在粒度和粒徑分布方面,實(shí)驗(yàn)所得晶體優(yōu)于工業(yè)產(chǎn)品。 為了提高結(jié)晶產(chǎn)品的收率,對(duì)工藝流程進(jìn)行了物料衡算和模擬。本文首先根據(jù)工廠生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析,對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行物料衡算,然后通過(guò)化工流程模擬軟件Aspen Plus針對(duì)每個(gè)組塊進(jìn)行局部模擬,進(jìn)而對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行模擬。通過(guò)分析整個(gè)工藝,得到硫銨收率偏低的原因并提出了幾點(diǎn)改進(jìn)方案。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TQ441.1;TQ026.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2682636