張建濤 謝珍珍 王碩 田玉飛

滄州旭陽化工有限公司 河北滄州 061113

滄州旭陽化工己內(nèi)酰胺裝置結晶工序采用典型的內(nèi)循環(huán)式DTB型結晶器。本文以此中和結晶反應裝置為基礎，主要介紹結晶反應、稠厚及離心干燥生產(chǎn)原理，利用生產(chǎn)及分析數(shù)據(jù)，對比說明增加循環(huán)泵沖洗水、調(diào)整稠厚淘洗量及增開硫胺產(chǎn)品沖洗系統(tǒng)對提高硫銨品質和己內(nèi)酰胺收率的作用。

1 中和結晶反應

1.1 結晶過程和對質量指標

結晶反應采用導流筒折流板型“DTB”型結晶器，在10kpaA（真空）條件下，在導流筒內(nèi)進行酸堿中和反應，晶粒成長。為改變母液中攜帶的晶粒的大小、數(shù)量和晶體粒度，在循環(huán)泵的入口管線上，循環(huán)漿液分別與不飽和硫銨溶液、含雜己水溶液以及來自精制單元的底層液混合，溶解細小晶粒的同時，滿足系統(tǒng)水平衡。

1.2 工藝改造及效果

為避免結晶器多次補液面，水洗結晶器，造成結晶器內(nèi)母液長時間或多次處于不穩(wěn)定狀態(tài)，破壞硫銨結晶，難以形成大顆粒硫銨的問題。本工藝改造將原氣氨管線上的蒸發(fā)凝水管線，分出一條支路，增加至漿液循環(huán)泵進口。將中和結晶蒸發(fā)冷凝液補加至結晶反應循環(huán)泵進口。蒸發(fā)凝液溫度在60℃左右，含微量雜質，滿足系統(tǒng)水平衡的同時，能夠更好的溶解細小晶粒。工藝改造前后硫銨粒徑分布對比見表1。

實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明增加冷凝液后，硫銨粒徑＜0.5mm占比降低17%左右，0.5-0.85mm占比降低7%左右。＞0.85mm硫銨從占比39.5%，提升至62.5%，溶解細小晶粒效果明顯。此外冷凝液增加量要求穩(wěn)定，與結晶器進料負荷匹配，避免對其他指標造成影響。

2 漿液稠厚

2.1 稠厚作用及質量指標

稠厚工序對結晶反應后含晶粒約30%的漿液進行酰胺油和母液分離，以及硫銨晶體分選，達到既有較大的晶粒度，又保證具有較窄的粒度分布要求。為實現(xiàn)晶體分選，設計稠厚器底部加入兩股硫銨母液進行逆流淘洗，溶解較小晶粒[1]。

2.2 技術優(yōu)化及效果

經(jīng)多次實驗調(diào)整，將稠厚淘洗總量在原設計的基礎上提升10-15t/h，并將上淘洗量調(diào)整至總淘洗量的一半左右。實際生產(chǎn)分析數(shù)據(jù)對比見下表2。

表1 冷凝液增加前后硫銨產(chǎn)品粒徑分布對比表

表2 淘洗量調(diào)整前后對比表

實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明調(diào)整淘洗量后，硫銨粒徑＜0.5mm占比降低11%左右，有效促進篩選晶體，降低小顆粒晶體占比。淘洗量增加需平衡稠厚器進出料，防止出現(xiàn)稠厚裝置冒料事故[2]。

3 硫銨漿液離心

3.1 離心作用及質量指標

漿液離心是將稠厚底部占50%（體積）的硫銨晶粒，含酰胺油約1%的漿料，送至離心機進行離心分離，實現(xiàn)硫銨晶粒與母液分離，達到下料晶粒含水小于1%，送至干燥床進行進一步干燥，保存。

3.2 技術改造及效果

此實驗目的是在離心機下料過程中，增開產(chǎn)品清洗水，連續(xù)地洗滌晶體回收硫銨晶粒表面的己內(nèi)酰胺。在保證離心機下料晶粒含水合格的前提下，改善干燥系統(tǒng)操作環(huán)境，提高裝置收率。造前后數(shù)據(jù)指標對比見下表3、表4。

表3 離心機未增開沖洗水數(shù)據(jù)

表4 離心機增開沖洗水數(shù)據(jù)

對比數(shù)據(jù)可見增開沖洗水后，硫銨表面己內(nèi)酰胺含量由1229ppm左右降低至363ppm左右，每噸硫銨回收己內(nèi)酰胺0.0866%。目前滄州旭陽年產(chǎn)15萬噸己內(nèi)酰胺，市場均價1.1萬元/噸，副產(chǎn)硫銨24萬噸計，增加裝置收益228.62萬元/年。離心機下料硫銨含水增長0.03%，在干燥系統(tǒng)未做調(diào)整情況下，生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示干燥床溫度約降低2℃，運行狀態(tài)未受影響，干燥后成品硫銨含水與增開沖洗水前相當。并且由于沖洗水的加入，干燥系統(tǒng)粉塵明顯降低，干燥床附近操作環(huán)境好轉，旋風分離器堵塞頻次減少，對整個干燥系統(tǒng)操作均產(chǎn)生正面影響。

4 結語

結晶是一個較為復雜的單元操作，涉及到傳熱—傳質過程，也涉及到表面反應過程，整個結晶過程的控制變量比較多且存在互相影響。稠厚器是利用重力沉降法的原理從低稠度的半成品結晶溶液中分離出固體，增加物料稠度的初級晶液分離設備[3]。中和結晶循環(huán)泵增開洗水，適當增加稠厚器淘洗量并調(diào)整加入方式，均能減少小顆粒硫銨的產(chǎn)生，硫銨產(chǎn)品粒徑分布變窄，但操作需要平衡各個方面因素，避免造成其他指標波動。而在離心下料階段，適當增開沖洗水，能夠有效降低己內(nèi)酰胺損失。改善操作環(huán)境的同時，提高裝置收益，增強公司市場競爭力。