焦化产品-硫铵产品带色原因的分析焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)
XXX公司于2006年底对硫铵结晶装置进行了改造,由奥斯陆工艺(OSL)改为DP
(DoublePropeller双推动器)结晶器工艺。DP结晶器于2007年1月投产。投产后,硫按产品质量经常波动,产品颜色常呈暗红色或红褐色(正常为白色),质量不达标,优等品合格率低于改造前。
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DP结晶工艺简介
硫铵生产装置分为吸收和结晶两部分,脱硫后的煤气在吸氨塔中用含一定游离酸的硫铵母液循环喷洒,与煤气直接逆流接触,吸收煤气中的氨及吡啶类碱性物质,
吸氨后的硫铵母液再用泵送入DP结晶器,硫铵母液在结晶器内真空蒸发,浓缩后呈过饱和状态而析出晶体,通过加热器不断循环真空蒸发浓缩,硫铵晶体逐渐长大,大颗粒晶体沉降于结晶器底部,{zh1}通过浆液泵送到干燥装置进行干燥。
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硫铵产品带色的原因分析焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)
导致硫铵产品带暗红色或红褐色的原因有二:一是无机物的反应;二是母液中有机物附着在硫铵表面,经空气氧化变成暗红色或红褐色晶体。
2.1
无机物Fe3+的影响
结晶器中用于浓缩结晶的硫铵母液除来自吸氨装置的母液循环槽,还有脱硫液经希罗哈克斯装置高温高压氧化后的氧化液,其中有部分未氧化的SCN-。SCN一与硫铵母液中的Fe
3+反应生成暗红色的Fe(SCN)3。如果氧化液中SCN一浓度过高,硫铵母液中Fe3+也超过一定量,Fe(SCN)3浓度将比较高,使硫铵产品带上暗红色。以前生产中出现过此种情况。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)
在实际生产中,SCN一和Fe 3+指标的控制为:氧化液中SCN-≤ 0.5g/L,硫铵中的总铁含量T -Fe≤
0.007g/L。以硫铵总铁含量代替Fe3+的浓度控制。由近期生产数据表1、
2可看出,希罗哈克斯氧化液中的SCN一浓度以及硫铵总铁含量都在生产指标的控制范围内,但硫铵颜色表现不同。希罗哈克斯氧化液中SCN一浓度以及硫铵总铁含量较低的情况下,硫铵颜色与SCN一浓度、硫铵总铁含量没有趋势关系。因此,排除了硫铵带色Fe3+因素的影响。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)
表1
SCN一含量与硫铵颜色的关系
表2
Fe3+含量与硫铵颜色的关系
2.2
酚类有机物的影响焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)
煤气中含有大量的酚类有机物,脱除煤气中硫化氢和氨时也吸收了萘、焦油、酚类等有机物。若不及时去除这些有机物,进入硫铵母液并积聚后将对硫铵的颜色产生影响。
2.2.1
试验仪器与试剂
玻璃烧杯,2000mL烧瓶,玻璃棒,加热釜,分液漏斗,电子天平,量筒,蒸发皿,恒温干燥箱,二甲苯。
2.2.2
试验步骤
1) 称取带色硫铵100g,溶于300mL水中,xx溶解后静置。
2)
将二甲苯、硫铵溶液以1:4的比例加入分液漏斗混合、振荡。静止30min,待xx分层后将油液分离。将二甲苯和萃余液再以1:4的比例重复上述步骤。
3) 将萃余液倒入烧瓶在加热釜中蒸发、结晶。
4) 取出湿硫铵,放入恒温干燥箱干燥。
2.2.3
实验现象焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)
暗红色的硫铵溶于水后呈棕黄色,且表面有一层灰状物;二甲苯萃取静置后,溶液分为三层,上层为棕黄色油状物,中层为很薄的一层棕色絮状物,下层为淡黄色硫铵溶液;硫铵结晶干燥后为白色。
萃取前后的硫铵颜色由暗红色变为白色,表明硫铵带色是由有机物附着引起的。硫铵母液结晶时,有机物里的酚类物质附着在硫铵晶体表面,而且酚对硫铵的着色能力很强,湿硫铵经离心分离进入干燥器干燥时,硫铵表面的酚被空气氧化变为红色,所以湿硫铵不带色而干燥后带色。
从我公司的生产情况分析,{dy},硫铵结晶装置改造前,对硫铵母液大槽和3号地坑(集液槽)进行了清槽,但由于结晶器改造工期较短,母液未澄清分层就开始生产,母液浑浊,导致硫铵带色。第二,新结晶器与旧结晶器的母液溢流不同:OSL结晶器母液从中心管下来满流到上面的受液盘,由受液盘溢流到集液槽,将浮于母液表面的焦油、酚等有机物溢流到集液槽中,使母液部分净化;DP结晶器采用双叶轮搅拌,母液搅拌后从结晶器内套筒与器壁底部慢慢向上满流,然后经溢流管用泵送到吸氨母液循环槽。DP结晶器对母液的净化效果不如OSL结晶器好,这也提高了对母液质量的要求。第三,由化产送入硫铵母液大槽的废母液,其成分基本是油类物质,造成大槽的硫铵母液密度降至1.228g/L左右,不利于油类物质与硫铵母液的分层,导致硫铵母液浑浊变色。
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结论及建议焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)
1)
氧化液中SCN一浓度、硫铵总铁含量均已控制在较低范围,母液中的Fe3+不是硫铵带色的原因。但生产中要加强对氧化液中SCN一浓度的控制,减少硫铵设备腐蚀,避免母液中Fe
3+含量过高使硫铵带色。
2)
酚类物质含量过高是造成硫铵母液浑浊、硫铵带色的主要因素。加强母液循环槽的焦油管理,严格控制有机物特别是高酚类含量的液体进入硫铵系统;控制大槽硫铵母液密度,两槽轮流使用,保证槽中母液和有机物充分分层,杂质沉淀。