本发明是一种分解硫酸铵制造氨与硫酸的方法。 硫酸铵加热至218℃开始放出氨,为加速分解必须升高温度,而随着温度的升高,有三氧化硫随同氨一起放出,在空气里与水相结合,重又生成硫酸铵,因此硫酸铵单纯加热并不能实施分解。
本发明的目的:在于提供一种能使硫酸铵分解完全,所得的氨与硫酸完全分离,且反应温度较低,分解速度较快,从而适于工业应用的方法。
本发明的构思是:用氧化铁与硫酸铵加热反应放出氨,而在此反应温度下,所生成的硫酸铁不可能分解放出三氧化硫。待氨完全放完后,再升高相当一段的温度,硫酸铁才开始分解放出三氧化硫,三氧化硫,用水或稀硫酸吸收制得硫酸。三氧化硫放完后,硫酸铵分解已十分完全。剩下的物质为氧化铁,重复进行硫酸铵的分解。
具体工艺如下:
(一)蒸氨反应:
在浴加热的反应器里,加入氧化铁与硫酸铵,用量重量比是:氧化铁比硫酸铵为4~6∶10,优选为4.5~5.5∶10,需控制反应温度为250~400℃。优选为350~400℃,反应式如下:
(二)释放三氧化硫反应:
由(一)蒸氨反应所得的硫酸铁,在温度不低于500℃条件下分解,优选的分解温度为不低于700℃,放出三氧化硫,反应式如下:
温度愈高,分解速度愈快。放出的三氧化硫用水或稀硫酸吸收制成硫酸。
附图1是工艺流程示意。
下面结合附图1进一步叙述本发明的实施例:
硫酸铵9与释放三氧化硫反应2所得的氧化铁8(首次须加入外购的氧化铁)。混匀后进行蒸氨反应1,氧4释放完后,再升温进行释放三氧化硫反应2,放出的三氧化硫5,用水或稀硫酸7吸收3制得硫酸6。三氧化硫5释放完后,所生成的氧化铁8重又去进行蒸氨反应1,以下循环进行。
本发明有如下优点:
(1)工艺过程简短,直接得到三氧化硫,省去了通常制硫酸的大部分工艺过程。
(2)放氨与放三氧化硫反应温度相差较大,氨与三氧化硫完全分开。
(3)硫酸铵分解速度较快,分解完全。
本发明应用于磷肥工业可以实现不耗硫酸分解磷矿石。
硫酸分解磷矿石,得磷酸与磷石膏,把磷石膏用二氧化碳和氨处理,转化为硫酸铵,由硫酸铵分解制得硫酸,硫酸重又用于分解磷矿石,硫酸的循环使用,实现了不耗硫酸分解磷矿石。
本发明应用于氮肥工业,可以把低含氮量、易分解的碳铵改产为高浓度的氮磷复合肥磷铵。
用二氧化碳、氨处理磷石膏,转化为硫酸铵,由硫酸铵分解制得硫酸与氨,氨回用于处理磷石膏,硫酸用于分解磷矿石,制得磷酸与磷石膏,磷石膏重用于制硫酸,磷酸则用合成氨系统提供的氨中和制得磷铵。
对于既用硫酸也用氨地化学工艺,如已内酰胺、丙烯腈生产,应用本发明可以实现硫酸与氨的循环使用,不耗硫酸与氨以降低生产成本。