一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備制造技術

本實用新型專利技術所提供的一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備，包括反應器，用于氯化銨和硫酸進行反應生成硫酸氫銨溶液和氯化氫氣體；與所述反應器連接設置的汽水分離器，用于硫酸氫銨溶液和氯化氫氣體的分離；與所述汽水分離器的液體出口連接設置的氨化裝置，用于氨化硫酸氫銨生產硫酸銨；所述反應器為反應壓力可達到0.2～2.1MPa的管式反應器。所述聯合生產硫酸銨和一氯甲烷的設備利用氯化銨制備硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷，主要選用管式反應器、氨化塔和多層流化床反應器，并采用正壓反應，提高了反應轉化率，簡化生產步驟，提高了目標產物的收率，滿足了大規模連續生產的需求。同時，每個反應環節有機結合，既完成了反應，又利用了生產過程中所產生的濃硫酸和結晶洗液等，整個生產流程中廢液排量少。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及化工設備領域，具體涉及一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備。
技術介紹
隨著制堿工業的發展，副產品氯化銨的產量逐年上升。目前，我國氯化銨的主要消費渠道是以銨氮的形式加入復合肥，適用于水稻、棉花、蔬菜等作物，但對某些“忌氯作物”，如甘薯、馬鈴薯、甜菜、甘蔗、亞麻、煙草、葡萄、柑橘、茶樹等不宜施用，否則對其品質有不良影響。氯化銨施于塊根、塊莖作物會降低淀粉的含量；施于甜菜、葡萄、柑橘等植物會降低其含糖量；施于煙草則影響其燃燒性與香氣，因此限制了氯化銨的使用范圍。而且，氯化銨作為肥料只是利用了其中的氮元素，而占其質量分數66%的氯元素被浪費，還會對土壤產生板結硬化等不良影響。在工業應用中，氯化銨還可以用于干電池、蓄電池、冶金和電鍍等領域，但用量很少，通常用石灰乳處理氯化銨生成氯化鈣和氨，氨得到有效的回收利用，但其中的氯元素轉化為價值很低的氯化鈣，因此未能實現氯元素的高效應用。氯元素是化學工業產品中重要的元素之一，其基礎產品如氯化氫、一氯甲烷是無機和有機化工十分重要的化工原料。如何能夠充分利用產能過剩的氯化銨，同時實現氮元素和氯元素的高效應用，不但有很高的經濟價值，而且還能充分利用資源實現環境和資源的可持續發展，具有深遠的意義。現有技術中，對于氯化銨的有效利用研究的比較多的有以下三種工藝:(I)分解氯化銨用于制備鹽酸和液氨的工藝。如中國專利文獻CN102424400A所公開的，采用叔胺在水、極性溶劑和非極性溶劑的條件下分解氯化銨，釋放出氨氣，然后加熱將體系中大量的水和極性溶劑除去，再加入除水試劑進一步除去體系中殘留的微量水，在更高的溫度下叔胺鹽酸鹽分解釋放出氯化氫。但是該工藝生產鏈條短，沒能充分利用氯化銨的高附加值， 而且大多數分解氯化銨的工藝中使用間歇攪拌釜反應器，限制了大規模可持續化生產。(2)將氯化銨和甲醇在高溫催化下反應得到一氯甲烷和氨氣的工藝。如中國專利文獻CN102234217A所公開的，使用以活性氧化鋁為載體，以氧化硅和過渡金屬為活性組分的新型催化劑，結合固定床多管式反應器，實現氯化銨分解和一氯甲烷合成過程在一個反應區內進行耦合。但是，反應溫度恒定在250°C，溫度高，而且固定床反應器散熱效果較差，催化劑不易填裝易失活難以再生，操作不穩定，影響反應效率，過程消耗大，難于大規模推廣。(3)酸分解氯化銨制備氯化氫和銨鹽的工藝。與前兩種工藝相比，酸分解氯化銨制備氯化氫和銨鹽的工藝是目前氯化銨高附加值利用最充分的工藝，如中國專利文獻CN101134579A中公開了一種酸分解氯化銨的工藝，該工藝在常壓下使用攪拌釜反應器加熱反應生成硫酸氫銨和氯化氫，其中生成的硫酸氫銨被配制成溶液，在攪拌釜反應器中鼓入氨氣或者加入氨水進行反應進一步制備得到產物硫酸銨；氯化氫則在負壓或常壓條件下導出。上述酸分解氯化銨制備氯化氫和銨鹽的工藝路線雖然具有較高的工藝價值，但該工藝仍舊存在的缺陷在于:作為本領域技術人員，慣常使用攪拌釜反應器，在常壓下進行所述酸分解氯化銨，不但限制了大規模可持續化生產，而且在負壓或常壓條件下將生成的氯化氫氣體導出，在負壓和常壓條件下導出氣體會引入大量空氣，從而降低了制備得到的氯化氫氣體的純度，為了得到高純度的氯化氫氣體，不得不先用水洗并吸收氯化氫氣體制備鹽酸，然后再將鹽酸中氯化氫氣體加熱使氯化氫氣體蒸發出來，增加了設備投入和工藝步驟，增加了蒸汽消耗，降低了工藝的經濟性能；且在硫酸氫銨的制備過程中采用攪拌釜反應器，傳質效率低，不但影響經濟收益，而且不易大規模生產。
技術實現思路
為此，本技術所要解決的是現有工藝中在負壓或常壓條件下導出氯化氫氣體時易引入空氣，得到的氯化氫氣體純度低的問題，提供一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案如下:一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備，包括:反應器，用于氯化銨和硫酸進行反應生成硫酸氫銨溶液和氯化氫氣體；與所述反應器連接設置的汽水分離器，用于硫酸氫銨溶液和氯化氫氣體的分離；與所述汽水分離器的液體出口連接設置的氨化裝置，用于氨化硫酸氫銨生產硫酸銨；所述反應器為反應壓力可達到0.2 2.1MPa的管式反應器。還包括:在所述反應器之前且與所述反應器連接設置的預混池，所述氯化銨和硫酸在所述預混池中進行預混合。與所述汽水分離器的氣體出口連接設置的第一干燥裝置。還包括:與所述第一干燥裝置的氣體出口連接設置的流化床反應器，所述流化床反應器設置有甲醇氣體入口，用于氯化氫氣體與甲醇氣體進行反應生成一氯甲烷。所述流化床反應器為多層流化床反應器。還包括:與所述流化床反應器連接設置的一氯甲烷提純裝置；所述一氯甲烷提純裝置包括依次連接設置的水洗塔、堿洗塔和第二干燥裝置。所述氨化裝置為氨化塔。與所述流化床反應器的甲醇氣體入口連通設置有甲醇蒸發器；在所述第一干燥裝置的氣體出口和所述流化床反應器之間設置有氣體儲罐，所述氣體儲罐同時與所述甲醇蒸發器的甲醇氣體出口相連通，在所述氣體儲存罐與所述流化床反應器之間設置有氣體壓縮裝置和氣體預熱裝置，其中，所述氣體壓縮裝置與所述氣體儲罐連接設置，所述氣體預熱裝置與所述氣體壓縮裝置連接，且所述氣體預熱裝置通過所述甲醇氣體入口與所述流化床反應器相連接。在所述汽水分離器與所述氨化裝置之間設置有硫酸氫銨純化裝置，所述硫酸氫銨純化裝置包括:與所述汽水分離器的液體出口連接設置的第一濃縮結晶裝置；第一過濾裝置，對經所述第一濃縮結晶裝置濃縮結晶后形成的固液混合物進行過濾；與所述氨化裝置連接設置的配液罐，所述第一濃縮結晶裝置中結晶出的硫酸氫銨固體在所述配液罐中配置成液體。與所述氨化裝置的硫酸銨液體出口還連接設置有硫酸銨純化裝置，所述硫酸銨純化裝置包括:與所述氨化裝置連接設置的第二濃縮結晶裝置；第二過濾裝置，對經所述第二濃縮結晶裝置濃縮結晶后形成的固液混合物進行過濾，與所述第二過濾裝置連接設置有硫酸銨儲罐。所述水洗塔還連接設置有解吸塔，所述解吸塔的氣體出口與所述第一氣體干燥裝置的氣體入口相連通。與所述第二干燥裝置連接設置有壓縮冷凝裝置，與所述壓縮冷凝裝置連接設置有一氯甲烷儲罐。所述第一干燥裝置和所述第二干燥裝置為濃硫酸干燥裝置，所述第一干燥裝置和所述第二干燥裝置的廢劑口與所述預混池連接設置。本技術的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:1、本技術所提供的一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備，所述氯化銨和硫酸的混合溶液在管式反應器中進行反應得到硫酸氫銨和氯化氫氣體，采用管式反應器進行反應，具有進料連續，生產能力強的優點。2、本技術所提供的一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備，制得的硫酸氫銨經氨化塔進行氨化反應，現有技術中在硫酸氫銨溶液中鼓入氨氣或加入氨水進行氨化反應時慣用的是攪拌釜反應器，與所述攪拌釜反應器相比，所述氨化塔類似純堿生產中的碳化塔，不但提高了傳質效率，反應徹底，而且易于分離，適合大規模生產。3、本技術所提供的一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備，在一氯甲烷的生產過程中采用流化床反應器，是因為甲醇和氯化氫的反應會放出大量的熱，與固定床和鼓泡床反應器相比，多層流化床反應器具有更好的換熱效果，有利于反應的進行，同時反應器溫度更加均勻，副產物少，催化劑容本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聯合生產硫酸銨、氯化氫和一氯甲烷的設備，包括：反應器，用于氯化銨和硫酸進行反應生成硫酸氫銨溶液和氯化氫氣體；與所述反應器連接設置的汽水分離器，用于硫酸氫銨溶液和氯化氫氣體的分離；與所述汽水分離器的液體出口連接設置的氨化裝置，用于氨化硫酸氫銨生產硫酸銨；其特征在于，所述反應器為反應壓力可達到0.2～2.1MPa的管式反應器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐印，雷林，劉朝慧，陳輝，姜新會，饒丹，匡向東，
申請(專利權)人：北京燁晶科技有限公司，四川金象賽瑞化工股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：