谈俊
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摘要：在多元化发展的今天，己内酰胺随之成为了我国有机化工原料中不可缺少的一部分。对于己内酰胺而言，其副产的硫铵对我国多方面发展均由着积极作用。因此，本文将通过对比己内酰胺副产硫铵的两种结晶工艺，指出DTB结晶工艺优势更为突出，并对其大颗粒生产进行简要阐述。
关键词：以内酰胺；硫铵结晶工艺；大颗粒生产
引言：伴随着新时代社会经济的全面发展，人们生活质量的日益提升使得人们对硫铵的需求也越来越大。由于硫铵中不但包含有充分的氮元素，而且包含有诸多硫元素。因此，硫铵在现代化社会中的用途非常多，常用于充当无机氮肥，不仅有助于农作物生长、果实品质提升，而且能够农业产量，推动农业经济发展。由此可见，我们必须对己内酰胺副产硫铵结晶工艺与其大颗粒生产加以研究。针对该内容，本文首先将通过对两种结晶工艺的优化对比指出最佳的工艺方案，求其次在阐述如何将硫铵成品加工成大颗粒工艺，以供参考。
1.两种硫铵结晶工艺的对比
对于己内酰胺而言，其的产生主要是在烟硫酸作用下，由环己酮肟发生贝克曼重排反应生成的。要想实现发烟硫酸与己内酰胺的分离，就需利用氨中和重排液中的硫酸，最终得到副产硫铵[1]。目前，oslo结晶技术与DTB中和结晶技术是硫铵结晶中常见的两种工艺。在oslo结晶工艺中，重排反应液与氨水将被送到中和釜中发生中和反应，最终生成硫铵，反应热由冷却器带走，进入抖带的己内酰胺溶液将和生成的硫铵溶液通过分层后将底部的硫铵溶液送到硫萃塔。己内酰胺用苯萃取，萃取完后残余的苯将通过汽提塔回收。最后汽提塔底部的硫铵溶液将通过两效蒸发水分体浓之后进入到oslo结晶器进行结晶。当结晶器当中的固体硫铵含量达到有关工艺标准后，即可完成结晶，然后将获取到的硫铵结晶通过送到干燥处理等工序中除去水分就可得到成品硫铵。在DTB结晶工艺中，其工艺流程为重排反应液和气分别通过DTB结晶器内环状分布上的喷嘴进入导流筒。在导流筒中，氨与重排反应液当中的硫酸将发生中和最终产生晶核[2]。通过对搅拌器的应用把硫铵溶液提高到筒上面，在达到沸腾表面的时候，水分将开始蒸发。在真空情况下操作，温度应控制在六十摄氏度左右。过于过饱和的硫铵溶液在导流筒外部向下流动，在流进导流筒底部，这样就可在结晶器当中形成一个内部循环。部分浆液流到折流区，由于己内酰胺密度普遍小于硫铵母液，会浮在母液上分离出。己内酰胺在此过程中将和部分母液一起抽出，并送到滗析器中进行分离，然后送到己内酰胺精制装置中。通过这两种工艺，单从流程角度分析，oslo结晶工艺流程较长、需应用到的设备较多，而且投资成本高，能量利用不够合理，往往需要通过中压蒸汽提供热源蒸发硫铵溶液中的水分，让其完成结晶。相比之下，DTB结晶工艺的优势较为明显。在DTB结晶工艺中，不管是重排液与氨的中和反应，还是己内酰胺分离等都可在一个反应器中完成，进而较少设备与成本的提升[3]。
除此之外，DTB结晶工艺是直接利用中和反应放出的反应热实现水分蒸发，所以整个过程不需要消耗外界蒸汽，能够做到合理利用能量。可见，无论是从节能方面出发，还是从投资方面进行考量，DTB中和结晶无疑将是第一选择。因此，在己内酰胺副产硫铵上必须注重DTB中和结晶工艺的应用。
2.硫铵成品加工成大颗粒的工艺
由上述可知，硫铵结晶所需条件十分复杂，而且非常容易受到各种因素影响，结晶工艺难以生产出大颗粒的硫铵[4]。基于此，要想将硫铵成品加工成大颗粒，就采用一种较为有效的工艺，那就是挤压造粒。硫铵挤压造粒主要为应用挤压造粒机通过机械压力将硫铵团聚的干法造粒工艺。通常情况下，挤压造粒机将由一根主辊轴带动另一根从辊轴相互反向旋转，把离心机下料后含百分之二水分的硫铵穿过两轴之间，通过挤压，排出小颗粒硫铵中的空气，并通过对硫铵晶体的重新组合，让晶体变得更加紧密。当前，挤压造粒的工艺主要有配料、混合以及除尘等。此外，要想完成这一步骤，其前提主要为优化大颗粒的生产操作。硫铵结晶一般需要经过两个阶段。其分别是晶核的生成与晶核的长大。母液在结晶器当中形成过饱和液而后生成晶核。伴随着晶核不断生长最终生成粒径较大的硫铵。对于晶核的生成与长大而言，两者一般为同时进行。如果晶核成长的速度不及晶核生成速度，那么最终我们得到的颗粒将很小。与其同理，如果晶核成长速到超过了晶核生成，那么将得到大颗粒。虽然溶液饱和度过渡会导致晶核生成与长大速度变得十分缓慢，但两者相比，晶核生成速度更慢，所以，低饱和度的硫铵溶液能够获取到大颗粒。基于此，要想获取到大颗粒硫铵，就必须注重对硫铵溶液过程饱和度的控制。实际生产中，过饱和度最好控制在百分之四十左右[5]。硫铵结晶过程中，由于母液的酸性程度较高，所以难以保持结晶必须的过饱和度。而且酸度越高，母液粘度也就越发，硫铵分子的扩散能力也就越强。基于此，在实际操作中，应将PH值控制在三到四的范围中，进而才能避免因母液酸度过高导致的硫铵平均颗粒度大小下降。以上就是硫铵成品加工成大颗粒的工艺，有关人员需要对其加以重视，进而保证硫铵颗粒大小。
结束语：总而言之，伴随着新时代社会经济的全面发展，面对人们对硫铵需求量的日益提升，我们必须对己内酰胺副产硫铵结晶工艺及其大颗粒生产加以重视。通过上述对该内容的深入分析可知，在己内酰胺副产硫铵中，可采用的结晶工艺主要有两种，其分别是oslo结晶工艺和DTB中和晶核工艺。通过对这两个结晶工艺的对比可知，DTB中和结晶工艺优势较为明显。此外，在硫铵大颗粒生产中，可通过挤压造粒工艺将硫铵加工成大颗粒。
参考文献：
[1]纪罗军.我国己内酰胺和粘胶纤维发展现状及硫酸需求分析[J].硫酸工业,2019(05):1-4+10.
[2]谢祎. 固体磺酸催化环己酮肟液相贝克曼重排制备己内酰胺工艺研究[D].湘潭大学,2016.
[3]罗晴. 环己酮肟的液相贝克曼重排制备己内酰胺及其中间体硝基环己烷制备[D].湘潭大学,2016.
[4]孙书田. 环己酮非均相氨肟化—溶剂重排制备己内酰胺新工艺研究[D].天津大学,2016.
[5]刘篪,李美莹.我国己内酰胺发展中应注意的几个问题[J].当代石油石化,2014,22(08):32-36.