间苯二甲腈生产中副产硫酸铵精制工艺及装置的制作方法

本发明属于精细化工及农药技术领域，具体涉及一种间苯二甲腈生产中副产硫酸铵精制工艺及装置。

背景技术：

间苯二甲腈的分子式为c8h4n2，物质为白色针晶。微溶于热水，溶于热乙醇、乙醚、苯和氯仿。是制取农药百菌清和防腐剂的原料，也用于聚氨酯树脂和环氧树脂的固化剂等具有广泛的用途，由间二甲苯经氨氧化反应制得。将间二甲苯、氨及空气组成的混合气体通过钒系催化剂，反应温度为400-425℃，接触时间约为3s。得纯度在91％以上的间苯二甲腈，收率93％以上。该方法也是目前间苯二甲腈的最主要的生产方法，在反应过程中为了提高间二甲苯的转化率，间二甲苯、氨气、空气的反应摩尔比为1:5.5:35。由此造成氨气过量，目前普遍的做法为使用稀硫酸吸收过量的氨气制备硫酸铵。制备间苯二甲腈的反应方程式如下：

由于氨气及空气过量，会导致少量的间苯二甲腈过度氧化，产生游离-cn及短链有机物，致使回收的硫酸铵中cod及总络合氰较高，如果直接作为副产品销售，产品品质不高、价值较低；同时如果使用不当，将导致络合氰进入环境，对土壤、水源产生潜在危险。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种间苯二甲腈生产中副产硫酸铵精制工艺及装置，可解决回收的硫酸铵中cod及总络合氰较高的问题，提高硫酸铵产品质量，减轻环境压力。

本发明所述的间苯二甲腈生产中副产硫酸铵精制工艺，包括以下步骤：

(1)将粗品硫酸铵溶解后，调节粗品硫酸铵溶液ph至3-5，然后加入双氧水进行氧化反应，反应完毕后，得到反应液；

(2)将反应液ph调节至6-7，然后加入硅藻土进行吸附，吸附完毕后经压滤，得到过滤液；

(3)将过滤液经减压蒸发、冷却、离心后，即得精品硫酸铵。

步骤(1)中粗品硫酸铵加水溶解至粗品硫酸铵溶液质量分数为20-40％。

步骤(1)中所述的双氧水的质量分数为20-40％，所述双氧水与粗品硫酸铵的质量比为0.5-1.5:100。

步骤(1)中所述的氧化反应的温度为30-50℃，反应时间为3-5h。

所述的粗品硫酸铵与硅藻土的质量比为100:1-1000:1。

步骤(3)中所述的减压蒸发真空度为-0.08～-0.09mpa，温度为70-80℃。

进一步地，本发明所述的间苯二甲腈生产中副产硫酸铵精制工艺，包括以下步骤：

(1)将粗品硫酸铵加水溶解至粗品硫酸铵溶液质量分数为20-40％，搅拌充分溶解后，滴加稀硫酸调节粗品硫酸铵溶液ph至3-5，然后加入双氧水，加热至30-50℃进行保温氧化3-5h，氧化反应完毕后，得到反应液；

(2)向反应液中加入氨水回调ph至6-7，然后加入硅藻土保温搅拌0.5-1h进行吸附，吸附完毕后经板框压滤，分离絮凝物，得到过滤液；

(3)将过滤液加热至70-80℃，调节真空度-0.08～-0.09mpa，进行减压蒸发，蒸发完成后通入冷却循环水进行搅拌降温至常温，将含有结晶的硫酸铵溶液进行离心，得到精品硫酸铵。

本发明采用双氧水在适宜的条件下氧化分解络合氰及cod，氧化完成后加入助滤剂和吸附剂进行吸附过滤，利用板框过滤机进行压滤除去硫酸铵溶液中的絮凝物，得到澄清的硫酸铵溶液。将硫酸铵溶液用泵输送到蒸发釜进行减压蒸发，制得硫酸铵过饱和溶液。之后进行降温结晶，通过高速离心机进行离心，得到硫酸铵精品。

本发明所述的间苯二甲腈生产中副产硫酸铵精制装置，包括依次连接的粗品硫酸铵溶解釜、硫酸铵精制釜、板框过滤机和硫酸铵蒸发结晶釜，所述粗品硫酸铵溶解釜上设有粗品硫铵氨投料口和水入口，所述硫酸铵精制釜上设有硅藻土投料口，硫酸铵精制釜顶部分别和双氧水储罐、氨水储罐和稀硫酸储罐连接，所述硫酸铵蒸发结晶釜顶部与真空系统连接，硫酸铵蒸发结晶釜底部与高速离心机连接。

优选地，所述的粗品硫酸铵溶解釜和硫酸铵精制釜之间设有粗品硫酸铵输送泵；所述的硫酸铵精制釜和板框过滤机之间设有硫酸铵输送泵。

优选地，所述的硫酸铵蒸发结晶釜顶部依次与一级冷凝器和二级冷凝器连接，所述二级冷凝器与真空系统连接。所述的一级冷凝器和二级冷凝器均与冷凝水收集罐连接。

工作时，在粗品硫酸铵溶解釜中加入粗品硫酸铵和水，将粗品硫酸铵溶解至20-40％的水溶液，搅拌充分溶解，将溶解的粗品硫酸铵溶液通过粗品硫酸铵输送泵打入硫酸铵精制釜中，滴加稀硫酸调节ph为3-5，加入双氧水，加热至30-50℃进行保温氧化3-5h，氧化完成后加入氨水回调ph为6-7，然后自硅藻土投料口加入硅藻土，保温搅拌0.5-1h，将氧化分解完全的硫酸铵溶液由硫酸铵输送泵输送至板框过滤机进行板框压滤，分离絮凝物，将过滤后的硫酸铵溶液打入硫酸铵蒸发结晶釜，加热至70-80℃，经真空系统调节真空度-0.08～-0.09mpa，进行减压蒸发，气体自硫酸铵蒸发结晶釜顶部经一级冷凝器和二级冷凝器冷凝后回收至冷凝水收集罐，蒸发完成后硫酸铵蒸发结晶釜夹套通入冷却循环水进行搅拌降温至常温，将含有结晶的硫酸铵溶液由高速离心机进行离心，得到精品硫酸铵。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明采用化学氧化与物理吸附相结合的工艺，处理硫酸铵盐中显色的有机络合物以及氰化物，处理后的硫酸铵盐总氰化物的含量可降至0.05ppm以下，颜色白度大大提高，产品质量远高于目前市场上销售的硫酸铵盐。同时精制后的硫酸铵盐的中络合氰和cod浓度大大降低，能够减轻环境压力。

2、本发明采用的装置结构科学合理，简单易操作，工作效率高，能够有效回收蒸发气体，避免对环境的污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1、粗品硫酸铵溶解釜；101、粗品硫铵氨投料口；102、水入口；2、粗品硫酸铵输送泵；3、双氧水储罐；4、氨水储罐；5、稀硫酸储罐；6、硫酸铵精制釜；601、硅藻土投料口；7、硫酸铵输送泵；8、板框过滤机；9、硫酸铵蒸发结晶釜；10、一级冷凝器；11、二级冷凝器；12、真空系统；13、冷凝水收集罐；14、高速离心机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，所述的间苯二甲腈生产中副产硫酸铵精制装置，包括依次连接的粗品硫酸铵溶解釜1、硫酸铵精制釜6、板框过滤机8和硫酸铵蒸发结晶釜9，所述粗品硫酸铵溶解釜1上设有粗品硫铵氨投料口101和水入口102，所述硫酸铵精制釜6上设有硅藻土投料口601，硫酸铵精制釜6顶部分别和双氧水储罐3、氨水储罐4和稀硫酸储罐5连接，所述的硫酸铵蒸发结晶釜9顶部依次与一级冷凝器10和二级冷凝器11连接，所述二级冷凝器11与真空系统12连接，所述的一级冷凝器10和二级冷凝器11均与冷凝水收集罐13连接，硫酸铵蒸发结晶釜9底部与高速离心机14连接。

所述的粗品硫酸铵溶解釜1和硫酸铵精制釜6之间设有粗品硫酸铵输送泵2；所述的硫酸铵精制釜6和板框过滤机8之间设有硫酸铵输送泵7。

以下实施例中采用含量97％的粗品硫酸铵。

实施例1

在粗品硫酸铵溶解釜1中加入粗品硫酸铵1000kg，加水溶解至30％的水溶液，搅拌充分溶解。将溶解的粗品硫酸铵溶液通过粗品硫酸铵输送泵2打入硫酸铵精制釜6中，滴加稀硫酸调节ph为4，加入6kg30％双氧水。加热至35℃进行保温氧化4h，氧化完成后加入氨水回调ph为6.5。自硅藻土投料口601加入2kg的硅藻土，保温搅拌0.5h。将氧化分解完全的硫酸铵溶液由硫酸铵输送泵7输送至板框过滤机8进行板框压滤，分离絮凝物。将过滤后的硫酸铵溶液打入硫酸铵蒸发结晶釜9，加热至70℃，由真空系统12调节真空度-0.08mpa，进行减压蒸发。蒸发完成后硫酸铵蒸发结晶釜9夹套通入冷却循环水进行搅拌降温至常温。将含有结晶的硫酸铵溶液由高速离心机14进行离心，得到精品硫酸铵。

实施例2

在粗品硫酸铵溶解釜1中加入粗品硫酸铵1500kg，加水溶解至40％的水溶液，搅拌充分溶解。将溶解的粗品硫酸铵溶液通过粗品硫酸铵输送泵2打入硫酸铵精制釜6中，滴加稀硫酸调节ph为5，加入15kg30％双氧水。加热至40℃进行保温氧化4h，氧化完成后加入氨水回调ph为7。自硅藻土投料口601加入3kg的硅藻土，保温搅拌1h。将氧化分解完全的硫酸铵溶液由硫酸铵输送泵7输送至板框过滤机8进行板框压滤，分离絮凝物。将过滤后的硫酸铵溶液打入硫酸铵蒸发结晶釜9，加热至75℃，由真空系统12调节真空度-0.085mpa，进行减压蒸发。蒸发完成后硫酸铵蒸发结晶釜9夹套通入冷却循环水进行搅拌降温至常温。将含有结晶的硫酸铵溶液由高速离心机14进行离心，得到精品硫酸铵。

实施例3

在粗品硫酸铵溶解釜1中加入粗品硫酸铵1500kg，加水溶解至30％的水溶液，搅拌充分溶解。将溶解的粗品硫酸铵溶液通过粗品硫酸铵输送泵2打入硫酸铵精制釜6中，滴加稀硫酸调节ph为3，加入20kg30％双氧水。加热至50℃进行保温氧化5h，氧化完成后加入氨水回调ph为6。自硅藻土投料口601加入2.5kg的硅藻土，保温搅拌1h。将氧化分解完全的硫酸铵溶液由硫酸铵输送泵7输送至板框过滤机8进行板框压滤，分离絮凝物。将过滤后的硫酸铵溶液打入硫酸铵蒸发结晶釜9，加热至80℃，由真空系统12调节真空度-0.09mpa，进行减压蒸发。蒸发完成后硫酸铵蒸发结晶釜9夹套通入冷却循环水进行搅拌降温至常温。将含有结晶的硫酸铵溶液由高速离心机14进行离心，得到精品硫酸铵。

将实施例1-3中处理前的粗品硫酸铵和处理后的精品硫酸铵中色度、cod以及络合氰分别采用现有技术中常用的标准检测方法进行性能分析，分析数据见表1。

表1实施例1-3粗品硫酸铵处理前和处理后的性能数据

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。