第七章 煤气中氨和粗轻吡啶的回收
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为1％～2％时，主要生成硫酸铵。当酸度达到12
％～14％时，主要生成硫酸氢铵。
物质在溶液中结晶时，每一个晶体均经历两个 阶段:晶核形成阶段与晶体成长阶段。 晶核形成和其成长取决于溶液的过饱和度。
ห้องสมุดไป่ตู้
8
二、硫铵结晶的影响因素
1.母液温度对结晶的影响
硫铵在母液中的溶解度随着温度升高而增加。
母液温度过高或过低都不利于晶体成长。
1-锥形底盘；2- 叶片
18
五、硫铵工段的主要设备
饱和器法工艺的主要参数 出口煤气含氨<30mg/m3；
煤气进口速度12～15m/s；
中央煤气管内煤气速度为0.7～0.9m/s；
煤气进饱和器温度60～70℃；
煤气出饱和器温度55～65℃；
饱和器内母液温度50～55℃；
饱和器阻力为5.5～6.5KPa。
啶吸收不完全。外除酸式饱和器母液酸度维持在4％～6％比较 合适，喷淋式饱和器母液酸度维持在3％～4％较合适 。 为保持母液酸度稳定，采用饱和器连续加酸制度，并定期
进行中加酸和大加酸，同时用水和蒸汽冲洗，以消除饱和器内
沉积的结晶。 采取中加酸时母液酸度为12%-14%，大加酸时为18%22%。 12
二、硫铵结晶的影响因素
母液温度较高时，由于母液粘度降低而增加了
硫铵分子间晶体表面的扩散速度，有利于晶体长大。 母液温度过高时，硫铵在母液中的溶解度很大， 当温度波动时(温度降低)，造成局部过饱和现象，促 使大量晶核形成，这样就得不到大颗粒晶体。
9
二、硫铵结晶的影响因素
饱和器中的水分是由煤气、氨气和硫酸带入的。
为了蒸发饱和器的多余水分，保持饱和器内的水平
三、饱和器法生产硫铵的工艺流程
<30mg/m3 65℃
图7- 4 饱和器法生产硫铵的工艺流程
15
三、饱和器法生产硫铵的工艺流程
在饱和器中生产的酸焦油可用氨水中和法加以回收。
1-满流槽； 2-分离槽；
3-酸焦油槽；
4-母液贮槽； 5-酸焦油洗涤器； 6-焦油槽； 7-液下泵
图7-5 酸焦油处理工艺流程
赵云鹏
zhaoyp@cumt.edu.cn
中国矿业大学化工学院
1
第七章 煤气中氨和粗轻吡啶的回收
荒煤气初步冷却后，部分氨转入冷凝氨水中，大部 分仍留在煤气中。 氨需要回收的原因
回收利用资源； 氨与氰化氢化合，生成溶解度高的复合物，加剧腐蚀； 煤气燃烧时氨生成有毒和腐蚀性的NOx； 粗苯回收中使油和水形成稳定的乳化液，妨碍油水分离。
当酸过量时，便生成硫酸氢铵NH4HSO4(酸式盐) NH3 + H2SO4（过量） —— NH4HSO4 硫酸氢铵又被氨进一步饱和转变为硫酸铵。 NH4HSO4 + NH3 —— (NH4)2SO4
7
一、硫胺生产原理
溶液中硫酸氢铵与硫酸铵的比例取决于溶液中
硫酸的浓度，以质量分数表示，称为酸度。当酸度
19
五、硫铵工段的主要设备
20
第二节
粗轻吡啶盐基的回收
一、回收吡啶的原理 二、回收粗轻吡啶的工艺流程
21
一、回收吡啶的原理
在饱和器中，吡啶与母液中的硫酸作用生成硫酸 吡啶，生成酸式盐或中性盐，其反应式如下：
C5H5N + H2SO4 →C5H5NHHSO4 (酸式盐) 2C5H5N + H2SO4 → (C5H5NH)2SO4 (中性盐) 母液酸度高有利于吡啶的回收。母液中主要含有酸 式硫酸吡啶，该化合物不稳定，升高温度极易离解并与 硫铵反应产生游离吡啶，其反应式如下： C5H5NHHSO4 +(NH4)2SO4 → 2NH4HSO4 + C5H5N
3.杂质对结晶的影响
母液中的杂质对结晶的成长和晶形均有不利影响，母 液中含有的金属离子不同，硫铵晶体的晶形也不同。
a-无杂质； b-存在Na+; c-存在Al3+和Fe3+; d-存在Mg2+; e-存在Al3+和Mg2+ 图7-3 硫胺晶体的晶型
13
二、硫铵结晶的影响因素
4.搅拌对结晶的影响
搅拌可以促进溶质分子向晶核表面扩散，还可以减少饱 和器内部各部位温度和浓度不均匀的程度，易于增大硫铵的
衡以防止母液被稀释。一般要求进入饱和器的煤气
必须预热到60～70℃。而饱和器母液应在保证不被 稀释的条件下，保持较低的操作温度，以50～55℃
为宜。
10
二、硫铵结晶的影响因素
图7-2 母液酸度对硫胺结晶颗粒大小的影响
11
二、硫铵结晶的影响因素
2.母液酸度对结晶的影响
酸度过大，难以获得大颗粒结晶，反之，则可能使氨和吡
颗粒。加大母液循环量也有利于制取大颗粒硫铵结晶。
5.结晶浓度的影响
母液中的结晶浓度(晶比)是指母液中所含结晶的体积对 母液和结晶总体积的百分比。为有利于氨和吡啶的吸收，减 少搅拌阻力，晶比不宜过大；而晶比太小，不利于结晶的长 大。因此一般饱和器控制晶比在40％～50％，喷淋式饱和器 晶比控制在35％～40％。 14
16
四、喷淋式饱和器法生产硫铵的工艺流程
17
五、硫铵工段的主要设备
1-煤气入口； 2-煤气出口； 3-中央煤气管； 4-煤气泡沸伞； 5-加酸管； 6-满流口； 7-回流母液进入管； 8-结晶抽出管；
1 3 5 4 6 7 8 10
图7-7 外部除酸式饱和器
2
9
9-搅拌用喷射管
10-喷射器
图7-8 煤气泡沸伞
硫铵 稀氨水 氨 磷酸氢氨 浓 缩 加 工
尿素 碳酸 氢氨 硝酸铵 氯化铵
磷酸吸收
图7-1 焦炉煤气中氨的回收方法及产品 4
第七章
煤气中氨的回收
第一节 饱和器法生产硫铵 第二节 粗轻吡啶盐基的回收 第三节 蒸氨及黄血盐的生产
第四节 无饱和器法生产硫铵
第五节 水洗氨法与浓氨水蒸馏
第六节 磷铵法制取无水氨
2
第七章 煤气中氨和粗轻吡啶的回收
荒煤气初步冷却后，部分氨转入冷凝氨水中，大部 分仍留在煤气中。 氨吸收剂的要求 吸收能力大，容易解吸； 选择性的吸收氨； 无挥发性； 价格便宜。 常见吸收剂：硫酸、水、磷酸二氢铵溶液、磷酸
3
第七章 煤气中氨和粗轻吡啶的回收
硫酸吸收 焦 炉 煤 气 水吸收 磷酸二氢 氨吸收
5
第一节
饱和器法生产硫铵
一、硫胺生产原理 二、硫铵结晶的影响因素 三、饱和器法生产硫铵的工艺流程 四、喷淋式饱和器法生产硫铵的工艺流程 五、硫铵工段的主要设备
6
一、硫胺生产原理
硫铵是一种白色或微带颜色的结晶，在空气中容
易吸收水分而结成块状。
制取硫酸铵化学原理主要是氨与硫酸的中和反应。
2NH3 + H2SO4 —— (NH4)2SO4
％～14％时，主要生成硫酸氢铵。
物质在溶液中结晶时，每一个晶体均经历两个 阶段:晶核形成阶段与晶体成长阶段。 晶核形成和其成长取决于溶液的过饱和度。
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二、硫铵结晶的影响因素
1.母液温度对结晶的影响
硫铵在母液中的溶解度随着温度升高而增加。
母液温度过高或过低都不利于晶体成长。
1-锥形底盘；2- 叶片
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五、硫铵工段的主要设备
饱和器法工艺的主要参数 出口煤气含氨<30mg/m3；
煤气进口速度12～15m/s；
中央煤气管内煤气速度为0.7～0.9m/s；
煤气进饱和器温度60～70℃；
煤气出饱和器温度55～65℃；
饱和器内母液温度50～55℃；
饱和器阻力为5.5～6.5KPa。
啶吸收不完全。外除酸式饱和器母液酸度维持在4％～6％比较 合适，喷淋式饱和器母液酸度维持在3％～4％较合适 。 为保持母液酸度稳定，采用饱和器连续加酸制度，并定期
进行中加酸和大加酸，同时用水和蒸汽冲洗，以消除饱和器内
沉积的结晶。 采取中加酸时母液酸度为12%-14%，大加酸时为18%22%。 12
二、硫铵结晶的影响因素
母液温度较高时，由于母液粘度降低而增加了
硫铵分子间晶体表面的扩散速度，有利于晶体长大。 母液温度过高时，硫铵在母液中的溶解度很大， 当温度波动时(温度降低)，造成局部过饱和现象，促 使大量晶核形成，这样就得不到大颗粒晶体。
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二、硫铵结晶的影响因素
饱和器中的水分是由煤气、氨气和硫酸带入的。
为了蒸发饱和器的多余水分，保持饱和器内的水平
三、饱和器法生产硫铵的工艺流程
<30mg/m3 65℃
图7- 4 饱和器法生产硫铵的工艺流程
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三、饱和器法生产硫铵的工艺流程
在饱和器中生产的酸焦油可用氨水中和法加以回收。
1-满流槽； 2-分离槽；
3-酸焦油槽；
4-母液贮槽； 5-酸焦油洗涤器； 6-焦油槽； 7-液下泵
图7-5 酸焦油处理工艺流程
赵云鹏
zhaoyp@cumt.edu.cn
中国矿业大学化工学院
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第七章 煤气中氨和粗轻吡啶的回收
荒煤气初步冷却后，部分氨转入冷凝氨水中，大部 分仍留在煤气中。 氨需要回收的原因
回收利用资源； 氨与氰化氢化合，生成溶解度高的复合物，加剧腐蚀； 煤气燃烧时氨生成有毒和腐蚀性的NOx； 粗苯回收中使油和水形成稳定的乳化液，妨碍油水分离。
当酸过量时，便生成硫酸氢铵NH4HSO4(酸式盐) NH3 + H2SO4（过量） —— NH4HSO4 硫酸氢铵又被氨进一步饱和转变为硫酸铵。 NH4HSO4 + NH3 —— (NH4)2SO4
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一、硫胺生产原理
溶液中硫酸氢铵与硫酸铵的比例取决于溶液中
硫酸的浓度，以质量分数表示，称为酸度。当酸度
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五、硫铵工段的主要设备
20
第二节
粗轻吡啶盐基的回收
一、回收吡啶的原理 二、回收粗轻吡啶的工艺流程
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一、回收吡啶的原理
在饱和器中，吡啶与母液中的硫酸作用生成硫酸 吡啶，生成酸式盐或中性盐，其反应式如下：
C5H5N + H2SO4 →C5H5NHHSO4 (酸式盐) 2C5H5N + H2SO4 → (C5H5NH)2SO4 (中性盐) 母液酸度高有利于吡啶的回收。母液中主要含有酸 式硫酸吡啶，该化合物不稳定，升高温度极易离解并与 硫铵反应产生游离吡啶，其反应式如下： C5H5NHHSO4 +(NH4)2SO4 → 2NH4HSO4 + C5H5N
3.杂质对结晶的影响
母液中的杂质对结晶的成长和晶形均有不利影响，母 液中含有的金属离子不同，硫铵晶体的晶形也不同。
a-无杂质； b-存在Na+; c-存在Al3+和Fe3+; d-存在Mg2+; e-存在Al3+和Mg2+ 图7-3 硫胺晶体的晶型
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二、硫铵结晶的影响因素
4.搅拌对结晶的影响
搅拌可以促进溶质分子向晶核表面扩散，还可以减少饱 和器内部各部位温度和浓度不均匀的程度，易于增大硫铵的
衡以防止母液被稀释。一般要求进入饱和器的煤气
必须预热到60～70℃。而饱和器母液应在保证不被 稀释的条件下，保持较低的操作温度，以50～55℃
为宜。
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二、硫铵结晶的影响因素
图7-2 母液酸度对硫胺结晶颗粒大小的影响
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二、硫铵结晶的影响因素
2.母液酸度对结晶的影响
酸度过大，难以获得大颗粒结晶，反之，则可能使氨和吡
颗粒。加大母液循环量也有利于制取大颗粒硫铵结晶。
5.结晶浓度的影响
母液中的结晶浓度(晶比)是指母液中所含结晶的体积对 母液和结晶总体积的百分比。为有利于氨和吡啶的吸收，减 少搅拌阻力，晶比不宜过大；而晶比太小，不利于结晶的长 大。因此一般饱和器控制晶比在40％～50％，喷淋式饱和器 晶比控制在35％～40％。 14
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四、喷淋式饱和器法生产硫铵的工艺流程
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五、硫铵工段的主要设备
1-煤气入口； 2-煤气出口； 3-中央煤气管； 4-煤气泡沸伞； 5-加酸管； 6-满流口； 7-回流母液进入管； 8-结晶抽出管；
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图7-7 外部除酸式饱和器
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9-搅拌用喷射管
10-喷射器
图7-8 煤气泡沸伞
硫铵 稀氨水 氨 磷酸氢氨 浓 缩 加 工
尿素 碳酸 氢氨 硝酸铵 氯化铵
磷酸吸收
图7-1 焦炉煤气中氨的回收方法及产品 4
第七章
煤气中氨的回收
第一节 饱和器法生产硫铵 第二节 粗轻吡啶盐基的回收 第三节 蒸氨及黄血盐的生产
第四节 无饱和器法生产硫铵
第五节 水洗氨法与浓氨水蒸馏
第六节 磷铵法制取无水氨
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第七章 煤气中氨和粗轻吡啶的回收
荒煤气初步冷却后，部分氨转入冷凝氨水中，大部 分仍留在煤气中。 氨吸收剂的要求 吸收能力大，容易解吸； 选择性的吸收氨； 无挥发性； 价格便宜。 常见吸收剂：硫酸、水、磷酸二氢铵溶液、磷酸
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第七章 煤气中氨和粗轻吡啶的回收
硫酸吸收 焦 炉 煤 气 水吸收 磷酸二氢 氨吸收
5
第一节
饱和器法生产硫铵
一、硫胺生产原理 二、硫铵结晶的影响因素 三、饱和器法生产硫铵的工艺流程 四、喷淋式饱和器法生产硫铵的工艺流程 五、硫铵工段的主要设备
6
一、硫胺生产原理
硫铵是一种白色或微带颜色的结晶，在空气中容
易吸收水分而结成块状。
制取硫酸铵化学原理主要是氨与硫酸的中和反应。
2NH3 + H2SO4 —— (NH4)2SO4