一種連續性生產氟化氫銨的方法
【專利摘要】本發明提供了一種連續性生產氟化氫銨的方法。在裝有氟化氫銨母液的反應罐中按NH3：HF摩爾比1：2.0～3.0通入氨氣和氟化氫氣體，反應物料溫度控制在100～200℃，控制反應物料中水分含量在0.1～10wt%；反應物料通入到結晶設備中進行冷卻結晶，結晶完的物料再經烘干，篩分得成品。本發明的方法，操作簡便，易于實現工業化，解決了現有工藝存在的勞動強度大，操作環境差，生產周期長等問題。
【專利說明】一種連續性生產氟化氫銨的方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種連續性生產氟化氫銨的方法，屬于氟化工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前氟化氫銨的生產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方法，其步驟為氨氣與氟化氫通入到溶液中，在溶液中發生反應，反應后的物料在結晶桶中自然冷卻結晶或結晶釜中循環水降溫結晶，結晶物料再經粉碎機、烘干機得到合格產品。這一方法在冷卻結晶的過程中，以結晶桶結晶的方式，由于自然冷卻時間長導致生產周期較長，工作環境差，勞動強度大，需耗費大量的人力物力；結晶釜結晶雖能減輕部分勞動輕度，改善工作環境，但還存在生產周期長，結晶釜出料困難，且結晶設備極易損壞。氣相法的步驟為經預熱好的氨氣和氟化氫進入反應器進行反應，反應得到的氟化氫銨進入冷卻器，在冷卻器中冷卻得到產品。這一方法操作雖然簡便，但能耗很高，反應不易控制，且得到的產品極易結塊，影響使用。
[0003]中國專利文件CN02101933.9公開了一種氟銨鹽的直接合成法，是將氟化氫以液態先置入反應釜內，再向反應釜內通氨氣，氨氣在反應釜內與氟化氫的液體直接產生化學反應而生成氟銨鹽。中國專利文件CN200310104114.2報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的副產物含氟尾氣，得到8?32%的氟硅酸銨溶液。在氟硅酸銨溶液或磷肥生產的另一副產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，經過濾、洗滌，除去二氧化硅沉淀；氟化銨溶液部分回磷肥吸收系統，然后經濃縮、干燥，即得產品。中國專利申請CN200710009236.1中公開了一種氣相法生產氟化氫銨的工藝，該工藝包括:氟化氫氣體與氨氣以2:1的摩爾比分別從儲罐經管道輸送到反應器進行反應，反應溫度控制在260°C左右；反應得到的氟化氫銨氣體與鼓風機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；經旋風分離器分離，在底部沉淀進入氟化氫銨儲槽。中國專利申請CN201010624793.6公開了一種無水氟化氫銨的生產方法，包括步驟:用有水氫氟酸或無水氟 化氫與液氨在反應釜內反應， 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行真空低溫濃縮，使混合溶液濃度達到70%以上；將70%的混合液打入高溫轉化釜，轉化完畢后的物料經刮片機出料形成片狀無水氟化氫銨。
[0004]以上現有技術的技術方案中都存在操作復雜、能耗大、不易于實現工業化生產的實際應用問題。
【發明內容】
[0005]針對現有技術不足，本發明提供一種連續性生產氟化氫銨的方法，操作簡便、省時且改善環境、產品達標。
[0006]本發明的技術方案如下:
[0007]一種連續性生產氟化氫銨的方法，包括步驟如下:[0008](I)將質量分數為5?80%的氟化氫銨溶液加入到反應罐中作為母液，按NH3:HF 摩爾比1:2.0?3.0通入氨氣和氟化氫氣體,反應為放熱反應,反應罐設有夾套,通循環水降溫，反應物料溫度控制在100?200°C，水分含量控制在0.1?10wt%，所得產物為氟化氫銨，取樣檢測合格后，停止向該反應罐通入氨氣和氟化氫；
[0009]重復步驟(I)的方法對下一反應罐投料；
[0010](2)將反應合格的氟化氫銨采用真空出料方式打入到結晶設備中，以冷卻水降溫， 使氟化氫銨結晶；氟化氫銨結晶物料于20?150°C溫度下烘干；即得氟化氫銨結晶產品。
[0011]所述結晶設備連續進料，氟化氫銨結晶產品連續生產。
[0012]根據本發明，步驟(I)中反應罐中氟化氫銨溶液加入量為100?1500kg，優選為 300?800kg，氟化氫銨溶液質量分數優選為20?40%。氨氣和氟化氫的摩爾比為NH3: HF=1: 2.2?2.5 ;反應過程中以循環水降溫，控制反應物料溫度在120?150°C，物料的水分含量控制在I?5wt%。步驟(I)的反應過程中定時取樣檢測水分，確保水分不超標。通過控制投料量使反應物料中水分含量不超標。
[0013]根據本發明，步驟(2)中出料方式為真空出料，所用結晶設備為結片機。結片機轉鼓轉速控制在I?15轉/min,優選為4?8轉/min,冷卻水溫度為-10?50°C,冷卻水溫度優選為0?25°C，結片機內物料量控制在溢流口以下。
[0014]根據本發明·，步驟(2)中氟化氫銨結晶物料進入烘干機，結晶物料烘干溫度優選為 50?100°C，進一步優選50?70°C。
[0015]根據本發明，將步驟(2)烘干的物料進一步篩分，所得細料為成品，粗料經粉碎后再篩分得成品。優選的，篩分使用的振動篩篩網孔徑為I?8mm，特別優選為2?5mm。
[0016]步驟(I)中根據標準HG/T3586-1999提供的指標檢測產物，物料中HF含量控制在 68±5wt%,NH3含量為29±5wt% ;檢測合格后,停止這一反應罐氨氣和氟化氫的投料，按同樣方法對下一反應罐投料，根據反應罐的數量確定投料反應時間，以確保結晶設備的連續進料。結晶設備的工作和氟化氫銨結晶產品的生產是連續不間斷的。
[0017]根據本發明，優選的方案是，一種連續性生產氟化氫銨的方法，步驟如下:
[0018]將300?800kg質量分數為20?40%的氟化氫銨溶液加入到反應罐中作為母液， 按NH3:HF=1:2.0?2.5的摩爾配比通入氨氣和氟化氫氣體，反應過程中定時檢測物料水分含量，水分控制在I?5wt%。取樣檢測合格后，通過真空出料裝置把氟化氫銨物料打入到結片機中，以0?25°C循環水降溫使氟化氫銨的結晶，結片機轉速控制在I?15轉/min,結片機內物料量控制在溢流口以下。結片機結晶出的物料經攪籠進入烘干機，在50?70°C下烘干。烘干完的物料經網孔徑為2?5_的振動篩，篩分出的細料直接包裝得成品，粗料經粉碎后再篩分得成品。
[0019]與現有技術相比，本發明的優良效果如下:
[0020]1、本發明的方法操作簡便，易于實現工業化；有效降低勞動強度和改善工作環境。
[0021]2、本發明的方法縮短了生產周期，與典型直接合成傳統工藝相比生產周期縮短一半；與氣相法生產氟化氫銨的工藝相比能耗大大降低，氣相法生產氟化氫銨的方法在高溫高壓下進行，能耗較大，設備費用高昂，而本工藝反應條件易達到，設備費用低廉，有效的降低了生產成本。
[0022]3、本發明的方法制得的產品質量達標，使用方便；所得產品氟化氫銨含量在97%以上，其他指標干燥減量、灼燒殘渣含量、硫酸鹽含量、氟硅酸銨含量等都達到了優級品的水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明工藝流程圖。
[0024]圖2是結晶設備結片機示意圖，其中1、刮刀，2、轉鼓，3、排氣孔，4、出料口，5、冷卻水進口，6、冷卻水出口，7、電機，8、溢流口。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不限于此。實施例中的氨氣和氟化氫的配比均為摩爾比，水分含量均為質量百分數。實施例中的設備均為本領域常規設備，其中轉鼓結片機是一種常用的冷卻結晶設備，結構如圖2所示，料液與冷卻的轉鼓接觸，在轉鼓表面形成料膜，通過料膜與鼓壁間的換熱，使料膜冷卻、結晶，結晶的料膜被刮刀刮下，得結晶產品。無錫市百育藥化設備制造有限公司、無錫市寶宏化工設備有限公司有售。
[0026]實施例1
[0027]A)將含量為30wt%的氟化氫銨溶液500kg加入到反應罐中作為母液，氨氣和氟化氫以摩爾比1:2.37的比例通入到反應罐內，反應過程中以循環水降溫，反應物料溫度控制在140°C，反應過程中定時取樣檢測物料，當水分含量達到3±0.2%，物料中HF含量在 68±2wt%，NH3含量為29±2wt%時停止投料。
[0028]B)把氟化氫銨物料打入到結片機中，結片機轉鼓轉速為5轉/min，以0?25°C循環水降溫使氟化氫銨的結晶。
[0029]C)結晶出的物料經攪籠進入烘干機，在90°C下烘干。
[0030]D)烘干的物料經網孔直徑為4_的振動篩篩分，篩分出的細料即為成品，粗料經粉碎后再篩分為成品。
.[0031]重復步驟A)的方法對下一反應罐投料；使結晶設備連續進料，氟化氫銨結晶產品連續生產。
[0032]實施例2
[0033]按實施例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)同實施例1。
[0034]實施例3
[0035]按實施例1中的方法，把步驟A)中母液加入量改變為400kg，物料水分控制在 I±0.2，其它條件不變;步驟B)、C)、D)同實施例1。
[0036]實施例4
[0037]按實施例1中的方法，把步驟A)中氨氣和氟化氫配比變為1:2.3，物料水分控制在 2±0.2%，其它條件不變；步驟B)中結片機轉速變為7轉/min ;步驟C)、D)同實施例1。
[0038]實施例5
[0039]按實施例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)中結片機轉速變為3轉/min ;步驟C)、D)同實施例1。
[0040]實施例6[0041]按實施例1中的方法，把步驟A)中反應溫度控制在150°C，物料水分控制在
4±0.2%，其它條件不變；步驟C)中烘干溫度變為100°C ;步驟B)、D)同實施例1。
[0042]實施例7
[0043]按實施例1中的方法，把步驟A)中反應溫度控制在150°C，物料水分控制在
2±0.2%，其它條件不變；步驟C)中烘干溫度變為70°C ;步驟B)、D)同實施例1。
[0044]實施例8
[0045]按照實施例1中的方法，把步驟A)中氨氣和氟化氫配比變為1:2.5，物料水分控制
在2±0.2%，其它條件不變；步驟D)中振動篩網孔直徑變為3mm ;步驟B)、C)同實施例1。
[0046]實施例9
[0047]按照實施例1中的方法，把步驟A)中氨氣和氟化氫配比變為1:2.2，物料水分控制
在4±0.2%，其它條件不變；步驟D)中振動篩網孔直徑變為5mm ;步驟B)、C)同實施例1。
[0048]各實施例所得產品性能指標見下表I。
[0049]表1、實施例所得產品指標的測定結果
[0050]
【權利要求】
1.一種連續性生產氟化氫銨的方法，包括步驟如下:(1)將質量分數為5?80%的氟化氫銨溶液加入到反應罐中作為母液，按NH3:HF摩爾比1:2.0?3.0通入氨氣和氟化氫氣體，反應為放熱反應，反應罐設有夾套，通循環水降溫， 反應物料溫度控制在100?200°C，水分含量控制在0.1?10wt% ;所得產物為氟化氫銨，取樣檢測合格后，停止向該反應罐通入氨氣和氟化氫；重復步驟(I)的方法對下一反應罐投料；(2)將反應合格的氟化氫銨采用真空出料方式打入到結晶設備中，以冷卻水降溫，使氟化氫銨結晶；氟化氫銨結晶物料于20?150°C溫度下烘干；即得氟化氫銨產品。
2.根據權利要求1所述的連續性生產氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(I)中氟化氫銨溶液加入量為100?1500kg，氟化氫銨溶液質量分數優選為20?40%。
3.根據權利要求2所述的連續性生產氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(I)中氟化氫銨溶液加入量為300?800kg。
4.根據權利要求1所述的連續性生產氟化氫銨的方法，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 ;控制反應物料溫度在120?150°C，物料的水分含量控制在I?5wt%。
5.根據權利要求1所述的連續性生產氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(2)中所用結晶設備為結片機，結片機轉鼓轉速控制在I?15轉/min,冷卻水溫度為-10?50°C,結片機內物料量控制在溢流口以下。
6.根據權利要求5所 述的連續性生產氟化氫銨的方法，其特征在于結片機轉鼓轉速控制在4?8轉/min，冷卻水溫度為0?25°C。
7.根據權利要求1所述的連續性生產氟化氫銨的方法，其特征在于步驟(2)中結晶物料烘干溫度為50?100°C ;優選為50?70°C。
8.根據權利要求1所述的連續性生產氟化氫銨的方法，其特征在于將步驟(2)烘干的物料進一步篩分，所得細料為成品，粗料經粉碎后再篩分得成品。
9.根據權利要求8所述的連續性生產氟化氫銨的方法，其特征在于篩分使用的振動篩篩網孔徑為I?8_ ;優選為2?5_。
10.根據權利要求1所述的連續性生產氟化氫銨的方法，其特征在于，步驟如下:將300?800kg質量分數為20?40%的氟化氫銨溶液加入到反應罐中作為母液，按 NH3:HF=1:2.0?2.5的摩爾配比通入氨氣和氟化氫氣體，反應過程中定時檢測物料水分含量，水分控制在I?5wt% ;取樣檢測合格后，通過真空出料裝置把氟化氫銨物料打入到結片機中，以0?25°C循環水降溫使氟化氫銨的結晶，結片機轉速控制在4?8轉/min，結片機內物料量控制在溢流口以下；結片機結晶出的物料經攪籠進入烘干機，在50?70°C下烘干；烘干完的物料經網孔徑為2?5_的振動篩，篩分出的細料直接包裝得成品，粗料經粉碎后再篩分得成品。
【文檔編號】C01C1/16GK103435069SQ201310382661
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】徐強, 崔安剛, 王鑫, 楊玉亮 申請人:山東東岳化工有限公司