制備結晶的硫酸銨產品的方法
【專利說明】制備結晶的硫酸銨產品的方法
[0001 ] 本發明涉及制備硫酸銨晶體的方法。
[0002] 硫酸銨是有一種有用的肥料，例如用于農業、園藝或林業中。其通常作為結晶的材 料來被施用。根據晶體尺寸，將用于該用途的硫酸銨晶體進行分類。通常，大的晶體更易于 處理。此外，具有相對大的平均顆粒尺寸、具有一定尺寸分布的晶體可以被用于商業上有價 值的肥料摻合物中，并因此比小的晶體在經濟上更具有價值。
[0003] 硫酸銨晶體可以通過如下步驟獲得：將硫酸銨溶液進行結晶并將硫酸銨晶體的漿 料進行尺寸分類步驟，其中，晶體被分為富含較大晶體的部分（粗粒晶體部分）和富含較小 晶體的部分（細粒晶體部分）。作為進一步用途的產品、具體地用作肥料的產品，大晶體通 常是期望的。
[0004] W02009/077346描述了生產硫酸銨晶體的方法，其包括尺寸分類步驟。通過篩子使 干燥的晶體分離；并且，在此之前，在洗滌濃縮機中將溶液中的細粒晶體從本體懸浮液中去 除。
[0005] JP-A-3150217、JP-A-426512和WO 02/081374均描述了使用篩分機通過尺寸使硫 酸銨晶體分類的方法。這些方法包括將硫酸銨晶體在硫酸銨溶液中的漿料進料到篩分機 中，以防止大晶體擴散。從而形成粗粒晶體部分和細粒晶體部分。在WO 02/081374中，篩 分機的兩側被浸沒在液體中，從而防止堵塞。通常對粗粒晶體部分進行干燥，以獲得結晶的 硫酸銨產品。在具體的實施方式中，細粒結晶部分被再循環到結晶器中，從而使該晶體在結 晶器中進一步生長成大晶體。
[0006] 然而，上述方法的問題是，細粒結晶部分中甚至最小的晶體也被再循環到結晶器 中。這會增加結晶器中晶體的總表面積，導致過飽和度降低。這導致晶體的生長較慢；并因 此導致較小的平均晶體尺寸。因此，離開結晶器的硫酸銨晶體的平均晶體尺寸低得無法令 人滿意。因此，從中生產大晶體的速率相對低。
[0007] 對此的一個解決方案是提高晶體在結晶器中的停留時間。然而，停留時間的增加 會降低結晶步驟的吞吐量，這需要更大、更復雜的結晶器或者甚至需要第二結晶器。此外， 為了能夠提供恒定的產品質量，需要對結晶條件進行主動控制。這些方案都是復雜的，需要 額外的裝置或控制系統用于工藝的敏感部分。
[0008] 本發明的一個目的是提供制備硫酸銨晶體的連續方法，其克服了上面提到的方法 的缺點。具體來說，一個目的是提供一種方法，該方法以經濟的方式產生具有比已知方法更 高的平均晶體尺寸的結晶的硫酸銨產品。此外，期望的是提高方法的吞吐量并降低能量消 耗。可實現的一個或多個其他目的從下文的描述中將會是顯而易見的。
[0009] 本發明現已發現上述目的通過如下方法得到滿足：進行第二尺寸分類步驟，并在 將從雙重分類系統產生的最細粒晶體的那些級分再循環回到結晶器中之前該部分的至少 一些重新溶解。
[001 0] 因此，本發明提供制備結晶的硫酸銨產品的方法，該方法包括：
[0011] a)在結晶器中將硫酸銨的物料溶液進行結晶，以形成硫酸銨晶體的第一漿料；
[0012] b)將硫酸銨晶體的第一漿料進行第一尺寸分類，以得到第一粗粒硫酸銨晶體級分 和第一細粒硫酸銨晶體級分；
[0013] c)將第一細粒硫酸銨晶體級分的至少一部分再循環到硫酸銨的物料溶液；以及
[0014] d)從第一粗粒硫酸銨晶體級分回收結晶的硫酸銨產品，
[0015] 其特征在于：
[0016] e)對硫酸銨晶體的第二漿料進行第二尺寸分類，以獲得第二粗粒硫酸銨晶體級分 和第二細粒硫酸銨晶體級分。
[0017] 本發明還提供通過上述方法獲得的結晶的硫酸銨產品。
[0018] 此外，本發明提供硫酸銨結晶設備，其包含結晶器、第一尺寸分類器和第二尺寸分 類器，第二尺寸分類器的閾值尺寸比第一尺寸分類器的閾值尺寸小。
[0019] "結晶的硫酸銨"是指所要求保護的方法的終產品。為了避免混淆，該術語不包括 籽晶或結晶器中的晶體，或者從結晶器中移除的晶體，但包括分離單元中所回收的晶體。
[0020] 硫酸銨的物料溶液被進料到結晶器。該物料溶液可來源于另一化學工藝。例如， 其通常來源于生產己內酰胺或丙烯腈的方法。因此，硫酸銨晶體的物料溶液通常包含與該 物料相一致的雜質。此外，當硫酸銨晶體的漿料被描述為"被進料到硫酸銨物料溶液"時， 事實上其為額外包含被進料到結晶器中的硫酸銨晶體的硫酸銨物料溶液。
[0021] 可以使用任何合適的結晶器。尤其優選地使用DTB-型或Oslo-型的結晶器。由 于生產大晶體是優選的，因此低剪切結晶器是優選的。
[0022] 發生結晶的條件是本領域技術人員已知的。優選地，利用蒸發結晶。具體地，本發 明的方法可包含多效蒸發工藝。所述方法是本領域技術人員公知的。其包括使用多個結晶 器，這些結晶器相對于硫酸銨結晶并行運行，并且在蒸發結晶期間在第一結晶器中產生的 蒸汽被用于加熱隨后的結晶器。
[0023] 本文中使用時，術語"進行尺寸分類"指的是硫酸銨晶體的漿料被分成兩類漿料： 一類的平均晶體尺寸比另一類大。本文中，這些被分別稱為粗粒硫酸銨晶體級分（coarse ammonium sulphate crystal fraction)和細粒硫酸鞍晶體級分（fine ammonium sulphate crystal fraction)〇
[0024] "再循環到硫酸銨的物料溶液"指的是將再循環的溶液與物料溶液混合。混合可以 發生在物料溶液進入結晶器之前，或者混合可以發生在結晶器中。
[0025] 通過在第一粗粒硫酸銨級分中從硫酸銨溶液中分離，來在回收單元中回收結晶的 硫酸銨。典型地，這是通過篩進行的。結晶的硫酸銨產品從其中回收的硫酸銨溶液通常被 再循環回到硫酸銨的物料溶液中。
[0026] 本文中所表示的術語"第一"和"第二"被用于識別不同的尺寸分類操作、以及由 這些分類得到的物料和級分。為了避免疑惑，除另有說明外，在本發明的方法中，第一尺寸 分類不一定發生在第二尺寸分類之前。
[0027] 硫酸銨的第二漿料包含在結晶器中最初形成的硫酸銨晶體和來源于硫酸銨物料 溶液的硫酸銨溶液。優選地，硫酸銨的第二漿料包含完全在結晶器中最初形成的硫酸銨晶 體和完全來源于硫酸銨物料溶液的硫酸銨溶液。
[0028] 本發明的方法可以是間歇過程或半間歇過程。然而，其通常是連續過程。
[0029] 在本發明的一個實施方式中，硫酸銨晶體的第二漿料是第一細粒硫酸銨晶體級 分。換言之，進行第一尺寸分類；使第一粗粒硫酸銨晶體級分通過用于回收產品的回收單 元；使第一細粒硫酸銨晶體級分通過第二尺寸分類步驟，從該步驟得到第二細粒硫酸銨晶 體級分和第二粗粒硫酸銨晶體級分。
[0030] 在本發明的替代性實施方式中，從結晶器直接取出硫酸銨晶體的第二漿料。在該 實施方式中，第一尺寸分類步驟和第二尺寸分類步驟并未直接相關聯；它們并行操作。當結 晶器為流化床反應器時，從結晶器的側面取出硫酸銨晶體的第二漿料。在該結晶器中的硫 酸銨晶體的漿料具有晶體尺寸的梯度：平均晶體尺寸從頂部到底部升高。可以控制結晶器 中的晶體密度，使得選擇硫酸銨晶體的第二漿料（從結晶器取出）的平均晶體尺寸。因此， 優選地，第二尺寸分類的閾值晶體尺寸是通過調節結晶器