硫代硫酸钠传统生产工艺与改进工艺比较分析

2010-08-15吕红琴

河南化工 2010年14期

关键词：硫化钠硫代硫酸钠传统工艺

吕红琴

(南风化工集团股份有限公司钡业分公司 ,山西运城 044000)

硫代硫酸钠传统生产工艺与改进工艺比较分析

吕红琴

(南风化工集团股份有限公司钡业分公司 ,山西运城 044000)

比较了南风集团硫代硫酸钠传统工艺与改进工艺的区别,分析了改进后生产工艺的优点。

硫代硫酸钠 ;传统工艺 ;改进工艺

南风集团传统的硫代硫酸钠生产工艺分为硫化、氧化、蒸发、结晶等工序。是将沉淀硫酸钡副产品稀硫化钠溶液经浓缩制得 200 g/L的浓溶液,与硫黄在一定温度下发生反应,生成多硫化钠溶液,在90℃下鼓空气氧化生成稀大苏打溶液,再经蒸发浓缩、结晶等一系列工序制得不同等级的成品。经过改进后,沉淀硫酸钡直接副产品与硫黄反应,在工艺、设备、成本上都有所创新。

1 传统工艺与改进工艺比较

1.1 原料上的区别

传统的硫代硫酸钠生产中所用主要原料是：50 g/L的稀硫化钠溶液经浓缩蒸发制得 200 g/L的浓溶液。改进后硫代硫酸钠生产所用主要原料是：50 g/L的稀硫化钠溶液 (即硫酸钡生产工艺的直接副产品)。

1.2 工艺上的区别

1.2.1 硫化反应加温方式不同

传统工艺为：200 g/L的硫化钠溶液经生蒸汽加热升温至 90℃时,加入适量的硫黄,进行硫化反应。

工艺改进后：后序蒸发工序的尾气经盘管 (安装在 50 g/L的稀硫化钠溶液贮罐内)收集,50 g/L的稀硫化钠溶液利用此方式加温加入硫黄进行反应。

1.2.2 氧化工序区别

传统工艺：硫化反应结束,硫化液温度约60℃,生蒸汽直接通入罐中加热至90℃,鼓入空气进行氧化反应。同时补充一定的水,以促进反应速度。氧化时间约 17～18 h达到氧化终点。

工艺改进后：硫化完成液经蒸发工序大气冷凝器进行升温至 70～80℃,鼓入空气进行氧化反应,不需补充水。氧化时间一般为 6 h即达氧化终点。

1.2.3 蒸发浓缩工序不同

传统工艺：常压浓缩,间断运行,浓度达到 52° Be′时,溶液输送入下一工序后,再进行下一罐的蒸发浓缩。

工艺改进后：有压外循环四效蒸发,连续进料,连续出料。生蒸汽进入一效蒸发器,蒸发后二次蒸汽经Ⅱ效、Ⅲ效、Ⅳ效,尾气经大气冷凝器后收集冷凝水作其它工序用。

1.3 设备上的改变

首次使用了四效蒸发器,改变了传统工艺间断蒸发浪费时间的缺点,一方面保证稀大苏打溶液进行连续有压蒸发,另一方面使硫化完成液通过第Ⅳ效蒸发器的大气冷凝器升温至氧化所需温度。大大节约了时间。

2 改进后的分析

2.1 工艺改进分析

2.1.1 硫化工序改进

利用蒸发尾气温度保证硫化反应需要的温度,减少了生蒸汽的用量。节约了能源,是工艺改进亮点之一。

2.1.2 氧化工序改进

有效地利用了蒸发器大气冷凝器循环硫化完成液提高温度,再次减少了生蒸汽的用量,彻底杜绝了补充水的消耗,反应时间大大缩短,给提高产量提供了有利的条件,是工艺改进亮点之二。

2.1.3 蒸发工序改进

使用四效蒸发器蒸发浓缩稀硫代硫酸钠溶液。①传统的常压蒸发,大量的蒸汽通过罐体上方的抽气筒排出,浪费了蒸汽,而四效蒸发器为封闭式有压蒸发,最大限度地利用了生蒸汽,更节省能源。②传统的间断式出料费时。蒸发器是连续进料连续出料,节约了时间。③降低了工人的劳动强度,改善了工人的工作环境,一则不必为出料、返料而费力,二则改进了原来蒸发时操作环境温度高的缺陷。

2.2 经济效益分析

2.2.1 蒸汽消耗

传统工艺蒸汽分四部分,主要用于：①是原料的蒸发浓缩,从 50 g/L的稀硫化钠溶液浓缩至 200 g/L。②稀硫化钠溶液硫化反应所用。③氧化反应所用。④稀硫代硫酸钠溶液蒸发浓缩所用。四部分所需蒸汽全为生蒸汽,每吨成品汽耗 7～8 t。改进工艺：仅稀硫代硫酸钠溶液蒸发浓缩用蒸汽,生蒸汽经Ⅰ效蒸发器,二次蒸汽进入Ⅱ效蒸发器,三次蒸汽进入Ⅲ效,四次蒸汽进入Ⅳ效,只利一次生蒸汽,每吨成品汽耗 3～4 t。

2.2.2 两次反应(硫化、氧化)时间

传统工艺：硫化至氧化共需约21～22 h,硫代硫酸钠产量为 4.16 t。工艺改进后：硫化至氧化共需约 10～11 h,硫代硫酸钠产量 3.90 t。不计其它工艺流程时间,仅此一项,单位时间增加产量 0.192 t。

2.2.3 蒸发浓缩工序分析

由于间断蒸发,传统工艺每天实际蒸发产量约16 t,蒸发月产约为 450 t;改进后工艺为四效蒸发器连续出料,月产最高为 720 t;月提高产量 270 t。