一種連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法。在裝有氟化氫銨母液的反應(yīng)罐中按NH3：HF摩爾比1：2.0～3.0通入氨氣和氟化氫氣體，反應(yīng)物料溫度控制在100～200℃，控制反應(yīng)物料中水分含量在0.1～10wt%；反應(yīng)物料通入到結(jié)晶設(shè)備中進(jìn)行冷卻結(jié)晶，結(jié)晶完的物料再經(jīng)烘干，篩分得成品。本發(fā)明的方法，操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，解決了現(xiàn)有工藝存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作環(huán)境差，生產(chǎn)周期長(zhǎng)等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，屬于氟化工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前氟化氫銨的生產(chǎn)方法分為液相法和氣相法,其中以液相法為主。液相法為一種間歇式生產(chǎn)方法，其步驟為氨氣與氟化氫通入到溶液中，在溶液中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的物料在結(jié)晶桶中自然冷卻結(jié)晶或結(jié)晶釜中循環(huán)水降溫結(jié)晶，結(jié)晶物料再經(jīng)粉碎機(jī)、烘干機(jī)得到合格產(chǎn)品。這一方法在冷卻結(jié)晶的過(guò)程中，以結(jié)晶桶結(jié)晶的方式，由于自然冷卻時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，工作環(huán)境差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，需耗費(fèi)大量的人力物力；結(jié)晶釜結(jié)晶雖能減輕部分勞動(dòng)輕度，改善工作環(huán)境，但還存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)，結(jié)晶釜出料困難，且結(jié)晶設(shè)備極易損壞。氣相法的步驟為經(jīng)預(yù)熱好的氨氣和氟化氫進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)得到的氟化氫銨進(jìn)入冷卻器，在冷卻器中冷卻得到產(chǎn)品。這一方法操作雖然簡(jiǎn)便，但能耗很高，反應(yīng)不易控制，且得到的產(chǎn)品極易結(jié)塊，影響使用。
[0003]中國(guó)專利文件CN02101933.9公開(kāi)了一種氟銨鹽的直接合成法，是將氟化氫以液態(tài)先置入反應(yīng)釜內(nèi)，再向反應(yīng)釜內(nèi)通氨氣，氨氣在反應(yīng)釜內(nèi)與氟化氫的液體直接產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生成氟銨鹽。中國(guó)專利文件CN200310104114.2報(bào)道了一種氟化氫銨的制備方法，該方法以3?14%的氟化氫銨溶液吸收磷肥生產(chǎn)的副產(chǎn)物含氟尾氣，得到8?32%的氟硅酸銨溶液。在氟硅酸銨溶液或磷肥生產(chǎn)的另一副產(chǎn)物氟硅酸中加入鐵屑或鐵鹽，以除去其中的磷；加入氣化后的液氨或氨水或碳酸氫氨，經(jīng)過(guò)濾、洗滌，除去二氧化硅沉淀；氟化銨溶液部分回磷肥吸收系統(tǒng)，然后經(jīng)濃縮、干燥，即得產(chǎn)品。中國(guó)專利申請(qǐng)CN200710009236.1中公開(kāi)了一種氣相法生產(chǎn)氟化氫銨的工藝，該工藝包括:氟化氫氣體與氨氣以2:1的摩爾比分別從儲(chǔ)罐經(jīng)管道輸送到反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在260°C左右；反應(yīng)得到的氟化氫銨氣體與鼓風(fēng)機(jī)輸送的大量溫室氣流急劇混合，迅速冷卻形成粉末狀固體顆粒；經(jīng)旋風(fēng)分離器分離，在底部沉淀進(jìn)入氟化氫銨儲(chǔ)槽。中國(guó)專利申請(qǐng)CN201010624793.6公開(kāi)了一種無(wú)水氟化氫銨的生產(chǎn)方法，包括步驟:用有水氫氟酸或無(wú)水氟 化氫與液氨在反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)， 生成氟化銨與氟化氫銨的混合溶液；將所得溶液在濃縮塔釜進(jìn)行真空低溫濃縮，使混合溶液濃度達(dá)到70%以上；將70%的混合液打入高溫轉(zhuǎn)化釜，轉(zhuǎn)化完畢后的物料經(jīng)刮片機(jī)出料形成片狀無(wú)水氟化氫銨。
[0004]以上現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案中都存在操作復(fù)雜、能耗大、不易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，操作簡(jiǎn)便、省時(shí)且改善環(huán)境、產(chǎn)品達(dá)標(biāo)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，包括步驟如下:[0008](I)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5?80%的氟化氫銨溶液加入到反應(yīng)罐中作為母液，按NH3:HF 摩爾比1:2.0?3.0通入氨氣和氟化氫氣體,反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)罐設(shè)有夾套,通循環(huán)水降溫，反應(yīng)物料溫度控制在100?200°C，水分含量控制在0.1?10wt%，所得產(chǎn)物為氟化氫銨，取樣檢測(cè)合格后，停止向該反應(yīng)罐通入氨氣和氟化氫；
[0009]重復(fù)步驟(I)的方法對(duì)下一反應(yīng)罐投料；
[0010](2)將反應(yīng)合格的氟化氫銨采用真空出料方式打入到結(jié)晶設(shè)備中，以冷卻水降溫， 使氟化氫銨結(jié)晶；氟化氫銨結(jié)晶物料于20?150°C溫度下烘干；即得氟化氫銨結(jié)晶產(chǎn)品。
[0011]所述結(jié)晶設(shè)備連續(xù)進(jìn)料，氟化氫銨結(jié)晶產(chǎn)品連續(xù)生產(chǎn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，步驟(I)中反應(yīng)罐中氟化氫銨溶液加入量為100?1500kg，優(yōu)選為 300?800kg，氟化氫銨溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為20?40%。氨氣和氟化氫的摩爾比為NH3: HF=1: 2.2?2.5 ;反應(yīng)過(guò)程中以循環(huán)水降溫，控制反應(yīng)物料溫度在120?150°C，物料的水分含量控制在I?5wt%。步驟(I)的反應(yīng)過(guò)程中定時(shí)取樣檢測(cè)水分，確保水分不超標(biāo)。通過(guò)控制投料量使反應(yīng)物料中水分含量不超標(biāo)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)中出料方式為真空出料，所用結(jié)晶設(shè)備為結(jié)片機(jī)。結(jié)片機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速控制在I?15轉(zhuǎn)/min,優(yōu)選為4?8轉(zhuǎn)/min,冷卻水溫度為-10?50°C,冷卻水溫度優(yōu)選為0?25°C，結(jié)片機(jī)內(nèi)物料量控制在溢流口以下。
[0014]根據(jù)本發(fā)明·，步驟(2)中氟化氫銨結(jié)晶物料進(jìn)入烘干機(jī)，結(jié)晶物料烘干溫度優(yōu)選為 50?100°C，進(jìn)一步優(yōu)選50?70°C。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，將步驟(2)烘干的物料進(jìn)一步篩分，所得細(xì)料為成品，粗料經(jīng)粉碎后再篩分得成品。優(yōu)選的，篩分使用的振動(dòng)篩篩網(wǎng)孔徑為I?8mm，特別優(yōu)選為2?5mm。
[0016]步驟(I)中根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HG/T3586-1999提供的指標(biāo)檢測(cè)產(chǎn)物，物料中HF含量控制在 68±5wt%,NH3含量為29±5wt% ;檢測(cè)合格后,停止這一反應(yīng)罐氨氣和氟化氫的投料，按同樣方法對(duì)下一反應(yīng)罐投料，根據(jù)反應(yīng)罐的數(shù)量確定投料反應(yīng)時(shí)間，以確保結(jié)晶設(shè)備的連續(xù)進(jìn)料。結(jié)晶設(shè)備的工作和氟化氫銨結(jié)晶產(chǎn)品的生產(chǎn)是連續(xù)不間斷的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的方案是，一種連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，步驟如下:
[0018]將300?800kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?40%的氟化氫銨溶液加入到反應(yīng)罐中作為母液， 按NH3:HF=1:2.0?2.5的摩爾配比通入氨氣和氟化氫氣體，反應(yīng)過(guò)程中定時(shí)檢測(cè)物料水分含量，水分控制在I?5wt%。取樣檢測(cè)合格后，通過(guò)真空出料裝置把氟化氫銨物料打入到結(jié)片機(jī)中，以0?25°C循環(huán)水降溫使氟化氫銨的結(jié)晶，結(jié)片機(jī)轉(zhuǎn)速控制在I?15轉(zhuǎn)/min,結(jié)片機(jī)內(nèi)物料量控制在溢流口以下。結(jié)片機(jī)結(jié)晶出的物料經(jīng)攪籠進(jìn)入烘干機(jī)，在50?70°C下烘干。烘干完的物料經(jīng)網(wǎng)孔徑為2?5_的振動(dòng)篩，篩分出的細(xì)料直接包裝得成品，粗料經(jīng)粉碎后再篩分得成品。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)良效果如下:
[0020]1、本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作環(huán)境。
[0021]2、本發(fā)明的方法縮短了生產(chǎn)周期，與典型直接合成傳統(tǒng)工藝相比生產(chǎn)周期縮短一半；與氣相法生產(chǎn)氟化氫銨的工藝相比能耗大大降低，氣相法生產(chǎn)氟化氫銨的方法在高溫高壓下進(jìn)行，能耗較大，設(shè)備費(fèi)用高昂，而本工藝反應(yīng)條件易達(dá)到，設(shè)備費(fèi)用低廉，有效的降低了生產(chǎn)成本。
[0022]3、本發(fā)明的方法制得的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)，使用方便；所得產(chǎn)品氟化氫銨含量在97%以上，其他指標(biāo)干燥減量、灼燒殘?jiān)?、硫酸鹽含量、氟硅酸銨含量等都達(dá)到了優(yōu)級(jí)品的水平。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
[0024]圖2是結(jié)晶設(shè)備結(jié)片機(jī)示意圖，其中1、刮刀，2、轉(zhuǎn)鼓，3、排氣孔，4、出料口，5、冷卻水進(jìn)口，6、冷卻水出口，7、電機(jī)，8、溢流口。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。實(shí)施例中的氨氣和氟化氫的配比均為摩爾比，水分含量均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。實(shí)施例中的設(shè)備均為本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備，其中轉(zhuǎn)鼓結(jié)片機(jī)是一種常用的冷卻結(jié)晶設(shè)備，結(jié)構(gòu)如圖2所示，料液與冷卻的轉(zhuǎn)鼓接觸，在轉(zhuǎn)鼓表面形成料膜，通過(guò)料膜與鼓壁間的換熱，使料膜冷卻、結(jié)晶，結(jié)晶的料膜被刮刀刮下，得結(jié)晶產(chǎn)品。無(wú)錫市百育藥化設(shè)備制造有限公司、無(wú)錫市寶宏化工設(shè)備有限公司有售。
[0026]實(shí)施例1
[0027]A)將含量為30wt%的氟化氫銨溶液500kg加入到反應(yīng)罐中作為母液，氨氣和氟化氫以摩爾比1:2.37的比例通入到反應(yīng)罐內(nèi)，反應(yīng)過(guò)程中以循環(huán)水降溫，反應(yīng)物料溫度控制在140°C，反應(yīng)過(guò)程中定時(shí)取樣檢測(cè)物料，當(dāng)水分含量達(dá)到3±0.2%，物料中HF含量在 68±2wt%，NH3含量為29±2wt%時(shí)停止投料。
[0028]B)把氟化氫銨物料打入到結(jié)片機(jī)中，結(jié)片機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為5轉(zhuǎn)/min，以0?25°C循環(huán)水降溫使氟化氫銨的結(jié)晶。
[0029]C)結(jié)晶出的物料經(jīng)攪籠進(jìn)入烘干機(jī)，在90°C下烘干。
[0030]D)烘干的物料經(jīng)網(wǎng)孔直徑為4_的振動(dòng)篩篩分，篩分出的細(xì)料即為成品，粗料經(jīng)粉碎后再篩分為成品。
.[0031]重復(fù)步驟A)的方法對(duì)下一反應(yīng)罐投料；使結(jié)晶設(shè)備連續(xù)進(jìn)料，氟化氫銨結(jié)晶產(chǎn)品連續(xù)生產(chǎn)。
[0032]實(shí)施例2
[0033]按實(shí)施例1中的方法，把步驟A)中母液加入量換為600kg，氨氣和氟化氫配比換為 1:2.45，物料水分控制在2±0.2%，其它條件不變；步驟B)、C)、D)同實(shí)施例1。
[0034]實(shí)施例3
[0035]按實(shí)施例1中的方法，把步驟A)中母液加入量改變?yōu)?00kg，物料水分控制在 I±0.2，其它條件不變;步驟B)、C)、D)同實(shí)施例1。
[0036]實(shí)施例4
[0037]按實(shí)施例1中的方法，把步驟A)中氨氣和氟化氫配比變?yōu)?:2.3，物料水分控制在 2±0.2%，其它條件不變；步驟B)中結(jié)片機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)?轉(zhuǎn)/min ;步驟C)、D)同實(shí)施例1。
[0038]實(shí)施例5
[0039]按實(shí)施例1中的方法，步驟A)中氨氣和氟化氫配比換為1:2.45，物料水分控制在 2±0.2%，其它條件不變；步驟B)中結(jié)片機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)?轉(zhuǎn)/min ;步驟C)、D)同實(shí)施例1。
[0040]實(shí)施例6[0041]按實(shí)施例1中的方法，把步驟A)中反應(yīng)溫度控制在150°C，物料水分控制在
4±0.2%，其它條件不變；步驟C)中烘干溫度變?yōu)?00°C ;步驟B)、D)同實(shí)施例1。
[0042]實(shí)施例7
[0043]按實(shí)施例1中的方法，把步驟A)中反應(yīng)溫度控制在150°C，物料水分控制在
2±0.2%，其它條件不變；步驟C)中烘干溫度變?yōu)?0°C ;步驟B)、D)同實(shí)施例1。
[0044]實(shí)施例8
[0045]按照實(shí)施例1中的方法，把步驟A)中氨氣和氟化氫配比變?yōu)?:2.5，物料水分控制
在2±0.2%，其它條件不變；步驟D)中振動(dòng)篩網(wǎng)孔直徑變?yōu)?mm ;步驟B)、C)同實(shí)施例1。
[0046]實(shí)施例9
[0047]按照實(shí)施例1中的方法，把步驟A)中氨氣和氟化氫配比變?yōu)?:2.2，物料水分控制
在4±0.2%，其它條件不變；步驟D)中振動(dòng)篩網(wǎng)孔直徑變?yōu)?mm ;步驟B)、C)同實(shí)施例1。
[0048]各實(shí)施例所得產(chǎn)品性能指標(biāo)見(jiàn)下表I。
[0049]表1、實(shí)施例所得產(chǎn)品指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，包括步驟如下:(1)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5?80%的氟化氫銨溶液加入到反應(yīng)罐中作為母液，按NH3:HF摩爾比1:2.0?3.0通入氨氣和氟化氫氣體，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)罐設(shè)有夾套，通循環(huán)水降溫， 反應(yīng)物料溫度控制在100?200°C，水分含量控制在0.1?10wt% ;所得產(chǎn)物為氟化氫銨，取樣檢測(cè)合格后，停止向該反應(yīng)罐通入氨氣和氟化氫；重復(fù)步驟(I)的方法對(duì)下一反應(yīng)罐投料；(2)將反應(yīng)合格的氟化氫銨采用真空出料方式打入到結(jié)晶設(shè)備中，以冷卻水降溫，使氟化氫銨結(jié)晶；氟化氫銨結(jié)晶物料于20?150°C溫度下烘干；即得氟化氫銨產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(I)中氟化氫銨溶液加入量為100?1500kg，氟化氫銨溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為20?40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(I)中氟化氫銨溶液加入量為300?800kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(I)中氨氣和氟化氫的摩爾比為NH3 =HF=1: 2.2?2.5 ;控制反應(yīng)物料溫度在120?150°C，物料的水分含量控制在I?5wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(2)中所用結(jié)晶設(shè)備為結(jié)片機(jī)，結(jié)片機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速控制在I?15轉(zhuǎn)/min,冷卻水溫度為-10?50°C,結(jié)片機(jī)內(nèi)物料量控制在溢流口以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所 述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于結(jié)片機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速控制在4?8轉(zhuǎn)/min，冷卻水溫度為0?25°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(2)中結(jié)晶物料烘干溫度為50?100°C ;優(yōu)選為50?70°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于將步驟(2)烘干的物料進(jìn)一步篩分，所得細(xì)料為成品，粗料經(jīng)粉碎后再篩分得成品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于篩分使用的振動(dòng)篩篩網(wǎng)孔徑為I?8_ ;優(yōu)選為2?5_。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)性生產(chǎn)氟化氫銨的方法，其特征在于，步驟如下:將300?800kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?40%的氟化氫銨溶液加入到反應(yīng)罐中作為母液，按 NH3:HF=1:2.0?2.5的摩爾配比通入氨氣和氟化氫氣體，反應(yīng)過(guò)程中定時(shí)檢測(cè)物料水分含量，水分控制在I?5wt% ;取樣檢測(cè)合格后，通過(guò)真空出料裝置把氟化氫銨物料打入到結(jié)片機(jī)中，以0?25°C循環(huán)水降溫使氟化氫銨的結(jié)晶，結(jié)片機(jī)轉(zhuǎn)速控制在4?8轉(zhuǎn)/min，結(jié)片機(jī)內(nèi)物料量控制在溢流口以下；結(jié)片機(jī)結(jié)晶出的物料經(jīng)攪籠進(jìn)入烘干機(jī)，在50?70°C下烘干；烘干完的物料經(jīng)網(wǎng)孔徑為2?5_的振動(dòng)篩，篩分出的細(xì)料直接包裝得成品，粗料經(jīng)粉碎后再篩分得成品。
【文檔編號(hào)】C01C1/16GK103435069SQ201310382661
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】徐強(qiáng), 崔安剛, 王鑫, 楊玉亮 申請(qǐng)人:山東東岳化工有限公司