專利名稱：一種尿素法水合肼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尿素法水合胼副產(chǎn)含堿鹽渣的處理方法，特別涉及一種尿素法水 合胼副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮的脫除方法。
背景技術(shù)：
水合胼作為一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥生產(chǎn)中，目前中國主要以 尿素次氯酸鈉氧化法生產(chǎn)水合胼，生產(chǎn)的過程中不可避免地要產(chǎn)生大量的氯化鈉和碳酸 鈉。碳酸鈉主要通過冷凍結(jié)晶的辦法從水合胼溶液中分離，而氯化鈉及剩余的少量碳酸鈉 則通過連續(xù)蒸發(fā)分離，產(chǎn)生大量含堿鹽渣，其組成是氯化鈉70%，碳酸鈉10 15%，氫氧 化鈉2%，水12 15%，0.5 0.6%的胼和胺。含堿鹽渣中的這些物質(zhì)都是具有利用價 值的，其中氯化鈉、碳酸鈉是電解生產(chǎn)氫氧化鈉的原輔材料，但由于胼和氨等含氨氮的物質(zhì) 存在，含堿鹽渣在電解過程中會產(chǎn)生三氯化氮，三氯化氮為一種爆炸物質(zhì)，嚴(yán)重影響安全生 產(chǎn)，在工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制，未經(jīng)處理的含堿鹽渣不能直接作為氯化鈉電解原料，這就 限制了含堿鹽渣的使用。因此，如何以經(jīng)濟(jì)可行的方式去除其中的氨氮是含堿鹽渣有效的 回收利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)有技術(shù)中，較常用的除氨氮工藝是鍛燒法，即是將含堿鹽渣進(jìn)行鍛 燒使含氨氮的物質(zhì)分解、揮發(fā)，所得到的含堿鹽渣即可用作電解原、輔材料，但是其工藝操 作復(fù)雜，設(shè)備投資大。另一方面，使用該方法必須先將含堿鹽渣預(yù)熱，能源消耗大，在預(yù)熱過 程中，含堿鹽渣中所含的水合胼會以氣體形式排放到大氣中，污染環(huán)境。
中國專利200510021859. 1公開了一種用尿素、次氯酸鈉、氫氧化鈉氧化法生產(chǎn)水 合胼對蒸發(fā)過程中的副產(chǎn)物的回收處理方法，它包括制漿步驟、鹽漿和堿漿的分離步驟、鹽 漿的處理步驟、堿漿的處理步驟和母液回用制漿步驟，該發(fā)明采用鹽堿用熱水制漿后分級 分離后，將回收固體鹽直接化成鹽水，處理后得到精制鹽水重回電解槽。但該處理工藝只 是簡單的用熱水將鹽渣中的部分氨氮轉(zhuǎn)移到母液中，多次循環(huán)后再返回到水合胼蒸發(fā)系統(tǒng) 中，處理后的鹽水中總銨仍高達(dá)80ppm，無法達(dá)到電解用鹽總銨< 15ppm的要求。
申請?zhí)枮?01U969. 4的中國專利提出了一種除氨氮的方法，該方法是通過用含 有飽和氯化鈉的燒堿溶液多次浸洗置換水合胼鹽泥，使鹽泥中的含氮物質(zhì)與固體物質(zhì)分 離，該方法存在以下缺點(diǎn)一是工藝復(fù)雜，效率低；二是母液溶度低，返回蒸發(fā)系統(tǒng)后增加 蒸汽消耗，水合胼成本升高；三是加入的含有飽和氯化鈉的燒堿溶液重新帶入氯化鈉，增加 蒸發(fā)系統(tǒng)的采鹽量，影響水合胼產(chǎn)量。
申請?zhí)枮?1108M4. 4的中國專利提出一種用次氯酸根加熱氧化鹽堿泥中的胼類 還原性含氮類物質(zhì)的方法，該方法存在以下缺點(diǎn)一是加入的次氯酸鈉需另外配制，既消耗 燒堿，又消耗氯氣，處理成本高；二是反應(yīng)過程中產(chǎn)生一種叫氯胺的有毒氣體未經(jīng)處理，影 響環(huán)境，危害健康。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的各種方法或氨氮不能達(dá)到燒堿生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，或未能 充分利用資源，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時成本高，無經(jīng)濟(jì)可行性，或有新的三廢產(chǎn)生，工藝有待于進(jìn) 一步簡化，在實(shí)現(xiàn)無新的三廢產(chǎn)生和降低成本方面進(jìn)一步改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法， 它能使處理后的水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣達(dá)到燒堿電解用鹽水要求，實(shí)現(xiàn)水合胼蒸發(fā)副產(chǎn) 含堿鹽渣的回收利用，充分利用資源，保護(hù)環(huán)境，裝置投資小，工藝簡單，易操作，無新的三 廢產(chǎn)生，成本低，具有經(jīng)濟(jì)可行性。
本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，其生產(chǎn)步驟如下先將 水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣溶解于水制成粗鹽水；檢測確定步驟1所得粗鹽水溶液中氫氧化 鈉、碳酸鈉及氨氮的質(zhì)量濃度；向粗鹽水通氯氣制備次氯酸鈉，當(dāng)粗鹽水溶液中的氨氮質(zhì)量 濃度降到15PPm以下后，除去過量的次氯酸鈉；得到氨氮含量小于15PRI1的鹽水。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的粗鹽水中氯化鈉的質(zhì)量濃度為250 280g/ 1。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的通氯氣反應(yīng)的反應(yīng)溫度控制在20 80°C，反 應(yīng)時間為14 16小時。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的除去過量的次氯酸鈉的方法是根據(jù)粗鹽水溶 液中的次氯酸鈉質(zhì)量濃度加入適量的亞硫酸鹽。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的氨氮質(zhì)量濃度小于15PRI1的鹽水進(jìn)行沉降處 理，除去鹽水中不溶性雜質(zhì)，得到適合燒堿電解使用的鹽水。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的沉降時間為4 5小時。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的粗鹽水通氯氣反應(yīng)所排出的氣體通過尾氣吸 收裝置吸收，吸收液為工業(yè)水。
本發(fā)明的主要反應(yīng)機(jī)理是氯氣與氫氧化鈉、碳酸鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉，次氯酸鈉 與氨氮反應(yīng)生成氮?dú)?、氯胺，反?yīng)如下
2Na0H+Cl2 — NaC10+NaCl+H20
2Na2C03+Cl2+H20 — 2NaHC03+NaC10+NaCl
NH3+NaC10 — NH2CL 個 +NaOH
N2H4 · H20+2NaC10 — N2 +3H20+2NaCl
本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明利用氯氣可與鹽渣中的氫氧化鈉、 碳酸鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉，次氯酸鈉再與氨氮反應(yīng)生成氮?dú)狻⒙劝?，氮?dú)狻⒙劝返葰怏w從鹽 水中揮發(fā)，實(shí)現(xiàn)氨氮的脫除。與中國專利200510021859. 1相比，本發(fā)明采用化學(xué)方法脫除 氨氮，具有工藝簡單、氨氮脫除效果好等特點(diǎn)，處理后鹽水中總銨的質(zhì)量濃度< 15ppm，能達(dá) 到燒堿電解使用的要求。與中國專利0011四69. 4相比，本發(fā)明處理后的鹽水可直接供燒堿 使用，無任何物料返回水合胼生產(chǎn)系統(tǒng)，無大量的處理后母液返回生產(chǎn)系統(tǒng)，避免帶入大量 水份和氯化鈉，未增加蒸發(fā)時的蒸汽消耗，蒸發(fā)步驟中的采鹽量也未增加，不影響水合胼生 產(chǎn)裝置的正常生產(chǎn)，對其產(chǎn)量和能源消耗無影響。與中國專利01108544. 4相比，本發(fā)明充 分利用含堿鹽渣中的氫氧化鈉、碳酸鈉與氯氣反應(yīng)生成次氯酸鈉，不需另外消耗燒堿，成本 更低，同時增加了尾氣吸收裝置，吸收了處理過程中產(chǎn)生的有毒氣體，避免了二次污染。
總之，本發(fā)明能使水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣經(jīng)處理后達(dá)到燒堿電解使用的鹽水的 要求，實(shí)現(xiàn)全面回收利用水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣，充分利用資源，保護(hù)環(huán)境，投資小，工藝 簡單，易操作，無新的三廢產(chǎn)生，成本低，具有經(jīng)濟(jì)可行性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不只限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1
按現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)方法制備水合胼，首先將30%燒堿放入稀堿配制槽中，再加 一定量的工業(yè)水，用泵不斷循環(huán)混合均勻，配制成氫氧化鈉質(zhì)量濃度為22 后的稀堿 待用；再將工業(yè)水放入尿素液配制槽中，在攪拌下加入固體尿素和催化劑，將固體尿素溶化 成質(zhì)量濃度為310 340g/l后溶液待用；然后將稀堿按一定流量送入次氯酸鈉反應(yīng)器中， 通入氯氣，用-5 5°C冷凍鹽水降溫，控制反應(yīng)溫度在30°C以下，制得含有效氯為8 12% 的次氯酸鈉溶液。用泵將次氯酸鈉溶液和尿素液按一定比例混合后用蒸汽加熱到100 110°C反應(yīng)生成含水合胼的粗溶液，然后用循環(huán)水將水合胼的粗溶液降溫至<50°C后送入 結(jié)晶釜中，用<_5°C的冷凍鹽水降溫，溫度降至0°C后，離心分離出粗水合胼溶液中70%的 碳酸鈉。將除去碳酸鈉后的水合胼粗溶液送入強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，水和水合胼蒸 發(fā)后，得到的含堿鹽渣的化學(xué)成份質(zhì)量百分比如下
氯化鈉65 70%碳酸鈉10 15%燒堿3 4%
N2H4 · H2O 0. 5 0. 6%余量為12 20%為水和其它微量雜質(zhì)。
實(shí)施例2
一種尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，取實(shí)施例1方法所得的 水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣，其化學(xué)成份如下
氯化鈉65%碳酸鈉15%燒堿3%
N2H4 · H2O 0. 5%其余16. 5%為水和其它微量雜質(zhì)。
將上述鹽渣按如下生產(chǎn)步驟處理
步驟1 將IOOOkg水合胼副產(chǎn)含堿鹽渣用工業(yè)水水溶解配成250g/l鹽水；
步驟2 檢測步驟1溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉總的質(zhì)量濃度為4%及氨氮質(zhì)量濃度 為 2000PPm ；
步驟3 向步驟1的飽和粗鹽水均勻地通氯氣，控制反應(yīng)溫度為20°C ；
步驟4 排出的氯胺等氣體通過尾氣吸收裝置吸收；
步驟5 通氯16小時后氨氮質(zhì)量濃度降為14. 5PPm,檢測次氯酸鈉質(zhì)量濃度為 3. Og/Ι，加入15Kg硫酸鈉除去過量的次氯酸鈉；
步驟6 將鹽水沉降4小時，除去鹽水中不溶性雜質(zhì)得到適合燒堿電解使用的鹽水。
實(shí)施例3
一種尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，取實(shí)施例1方法所得的 水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣，其化學(xué)成份如下
氯化鈉68%碳酸鈉13%燒堿4%
N2H4 · H2O 0. 4%其余14. 6%為水和其它微量雜質(zhì)。
將上述鹽渣按如下生產(chǎn)步驟處理
步驟1 將IOOOkg水合胼副產(chǎn)含堿鹽渣用工業(yè)水水溶解配成270g/l鹽水；
步驟2 檢測步驟1溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉總的質(zhì)量濃度為4. 5%及氨氮質(zhì)量濃 度為 1900PPm ；
步驟3 向步驟1的飽和粗鹽水均勻地通氯氣，控制反應(yīng)溫度為50°C ；
步驟4 排出的氯胺等氣體通過尾氣吸收裝置吸收；
步驟5 通氯15小時后氨氮含量降為13PRI1，檢測次氯酸鈉質(zhì)量濃度為4. Og/Ι，加 入20Kg亞硫酸鈉除去過量的次氯酸鈉；
步驟6 將鹽水沉降5小時，除去鹽水中不溶性雜質(zhì)得到適合燒堿電解使用的鹽 水。
實(shí)施例4:
一種尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，，取實(shí)施例1方法所得 的水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣，其化學(xué)成份如下
氯化鈉70%碳酸鈉10%燒堿4%
N2H4 · H2O 0. 5%其余15. 5%為水和其它微量雜質(zhì)。
將上述鹽渣按如下生產(chǎn)步驟處理
步驟1 將IOOOkg水合胼副產(chǎn)含堿鹽渣用工業(yè)水水溶解配成^Og/l鹽水；
步驟2 檢測步驟1溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉總的質(zhì)量濃度為3. 5%及氨氮質(zhì)量濃 度為 2200PPm ；
步驟3 向步驟1的飽和粗鹽水均勻地通氯氣，控制反應(yīng)溫度為80°C ；
步驟4 排出的氯胺等氣體通過尾氣吸收裝置吸收；
步驟5 通氯14小時后氨氮質(zhì)量濃度降為lOPPm，檢測次氯酸鈉質(zhì)量濃度為2. Og/ 1，加入IOKg亞硫酸鈉除去過量的次氯酸鈉；
步驟6 將鹽水沉降5小時，除去鹽水中不溶性雜質(zhì)得到適合燒堿電解使用的鹽 水。
實(shí)施例5
一種尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，取實(shí)施例1方法所得的 水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣，其化學(xué)成份如下
氯化鈉68%碳酸鈉13%燒堿4%
N2H4 · H2O 0. 4%其余14. 6%為水和其它微量雜質(zhì)。
將上述鹽渣按如下生產(chǎn)步驟處理
步驟1 將IOOOkg水合胼副產(chǎn)含堿鹽渣用工業(yè)水水溶解配成270g/l鹽水；
步驟2 檢測步驟1溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉總的質(zhì)量濃度為4. 5%及氨氮質(zhì)量濃 度 1900PRH ；
步驟3 向步驟1的飽和粗鹽水均勻地通氯氣，控制反應(yīng)溫度為50°C ；
步驟4 排出的氯胺等氣體通過尾氣吸收裝置吸收；
步驟5 通氯15小時后氨氮含量降為13PRI1，檢測次氯酸鈉質(zhì)量濃度為4. Og/Ι，加 入25Kg亞硫酸鉀除去過量的次氯酸鈉；
步驟6 將鹽水沉降5小時，除去鹽水中不溶性雜質(zhì)得到適合燒堿電解使用的鹽 水。
權(quán)利要求
1.一種尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，其特征在于其生產(chǎn)步驟如下先將水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣溶解于水制成粗鹽水；檢測確定所得 粗鹽水溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉及氨氮的質(zhì)量濃度；向粗鹽水通氯氣反應(yīng)生成次氯酸鈉，當(dāng) 粗鹽水溶液中的氨氮含量降到質(zhì)量濃度低于15PRI1以下后，除去過量的次氯酸鈉，得到氨 氮質(zhì)量濃度小于15PPm的鹽水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，其特征 在于所述的粗鹽水中氯化鈉的質(zhì)量濃度為250 ^Og/l。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，其特征 在于所述的通氯氣反應(yīng)的反應(yīng)溫度控制在20 80°C，反應(yīng)時間為14 16小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，其特征 在于所述的除去過量的次氯酸鈉的方法是根據(jù)粗鹽水溶液中的次氯酸鈉質(zhì)量濃度加入適 量的亞硫酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，其特征 在于所述的氨氮質(zhì)量濃度小于15PPm的鹽水進(jìn)行沉降處理，除去鹽水中不溶性雜質(zhì)，得到 適合燒堿電解使用的鹽水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，其特征 在于所述的沉降時間為4 5小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素法水合胼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮脫除方法，其特征 在于所述的粗鹽水通氯氣反應(yīng)所排出的氣體通過尾氣吸收裝置吸收，吸收液為工業(yè)水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尿素法水合肼副產(chǎn)含堿鹽渣的處理方法，特別涉及一種尿素法水合肼副產(chǎn)含堿鹽渣中的氨氮的脫除方法，其生產(chǎn)步驟如下先將水合肼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣溶解于水制成粗鹽水；檢測確定所得粗鹽水溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉及氨氮的質(zhì)量濃度；向粗鹽水通氯氣制備次氯酸鈉，當(dāng)粗鹽水溶液中的氨氮含量降到15ppm以下后，除去過量的次氯酸鈉；得到氨氮含量小于15ppm的鹽水。本發(fā)明能使水合肼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣經(jīng)處理后達(dá)到燒堿電解使用的鹽水的氨氮質(zhì)量濃度要求，實(shí)現(xiàn)全面回收利用水合肼蒸發(fā)副產(chǎn)含堿鹽渣，充分利用資源，保護(hù)環(huán)境，投資小，工藝簡單，易操作，無新的三廢產(chǎn)生，成本低，具有經(jīng)濟(jì)可行性。
文檔編號C01D3/04GK102040197SQ20101054783
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者呂敬輝, 周國娥, 曹靈峰, 李剛, 李睿, 謝永前, 陳建華 申請人:株洲化工集團(tuán)誠信有限公司