加壓法制備硫酸鋁新技術(shù)

加壓法制備硫酸鋁新技術(shù)摘要：本文介紹了一種加壓法制備硫酸鋁的主要技術(shù)特點(diǎn)及采用該技術(shù)制備硫酸鋁溶液的工業(yè)應(yīng)用情況，對氫氧化鋁粒度的控制、硫酸濃度的選擇、反應(yīng)壓力的選擇、關(guān)鍵設(shè)備選型進(jìn)行了分析，可供借鑒參考。關(guān)鍵詞:加壓法；硫酸鋁；工業(yè)應(yīng)用1前言硫酸鋁是基本無機(jī)化工原料，廣泛用于造紙糊料、鞣革劑、工業(yè)用水與排水的處理等⑴。液體硫酸鋁是一些煉油催化劑生產(chǎn)必不可少的原料，廣泛用于分子篩制備、干膠粉制備等工業(yè)生產(chǎn)中。常壓釜反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)不完全，生產(chǎn)過程中，沉降切渣量較大，蒸汽跑損量大，裝置的物耗、能耗等消耗指標(biāo)居高不下，落后的生產(chǎn)工藝，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，原材料利用率低，裝置物耗能耗高。密閉帶壓反應(yīng)釜，可使反應(yīng)完全，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，有效減少切渣損失，減少硫酸鋁溢流罐及中間罐的切渣次數(shù)，大大降低切渣頻率，切渣洗罐所耗沖洗水也相應(yīng)減少；采用中壓碳鋼襯鈦反應(yīng)釜后加熱蒸汽的跑損量也顯著減少，蒸汽的消耗量顯著下降，生產(chǎn)成本相應(yīng)降低。本文介紹氫氧化鋁+硫酸帶壓制備液體硫酸鋁的技術(shù)特點(diǎn)及其工業(yè)應(yīng)用。2硫酸鋁制備技術(shù)簡介2-1制備方法目前，國內(nèi)制備硫酸鋁兩種方法：一是鋁土礦 +硫酸；二是氫氧化鋁+硫酸。鋁土礦+硫酸(有鐵硫酸鋁)制備方法：用硫酸直接處理鋁土礦 (或粘土)的方法而制得硫酸鋁，其化學(xué)反應(yīng)式為： H2AI(SQ)2H2O+3H2SO4=AD(SO4)3+2H4SQ4+m0。其特點(diǎn)是原材料鋁土礦便宜，但鐵含量高，且不易脫除，目前，山東等鋁土礦資源豐富的地方大量生產(chǎn)。氫氧化鋁+硫酸(無鐵硫酸鋁)制備方法：用硫酸與氫氧化鋁粉進(jìn)行反應(yīng)制得硫酸鋁，其化學(xué)反應(yīng)式為： 2AI(OH)3+3H2SO4=AI2(SO4)3+6^0+Q。其優(yōu)點(diǎn)是氫氧化鋁粉出廠已脫鐵，鐵含量低，故硫酸鋁鐵含量低，適應(yīng)催化劑制備對原料的品質(zhì)要求。2.2反應(yīng)形式硫酸鋁反應(yīng)形式有兩種：一種常壓反應(yīng)，一種帶壓反應(yīng)。常壓反應(yīng)所用設(shè)備一般用玻璃鋼反應(yīng)釜，通蒸汽般有兩種方式：一種通過鼓泡器通蒸汽，鼓泡器起到攪拌的作用；另一種直接通蒸汽，用工業(yè)風(fēng)攪拌。由于常壓釜在反應(yīng)過程中，設(shè)備無法密閉，蒸汽跑損量大，產(chǎn)品能耗較高，對原料的利用率也不高。帶壓反應(yīng)所有設(shè)備一般有三種：搪瓷反應(yīng)釜、搪鉛通過膠泥貼耐酸瓷磚。3工業(yè)應(yīng)用實例以國內(nèi)某催化劑廠硫酸鋁裝置為例，規(guī)模為年產(chǎn) 25000m3液體硫酸鋁(AL2O3含量為50g/l)，產(chǎn)品作為該廠干膠粉生產(chǎn)的原料。3-1反應(yīng)原理加壓法制備硫酸鋁是由氫氧化鋁粉中的 AL2O3和稀硫酸反應(yīng)得到硫酸鋁的過程。 氫氧化鋁粉中的AL2O3含量約65%，稀硫酸則由濃硫酸稀釋而得。硫酸與鋁粉在一定的的溫度下進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，生產(chǎn)溶膠狀的硫酸鋁，同時放出大量的熱。反應(yīng)方程式為：3H2SO4+2AL(OH)3—AL2(SO4)3+6H2O+Q3-2工藝流程氫氧化鋁粉經(jīng)提升機(jī)提升至鋁粉料倉后，經(jīng)振動給料機(jī)放入帶電子秤投料小車內(nèi)，電子秤稱重后投入反應(yīng)釜，與經(jīng)計量后的化學(xué)水、濃硫酸一起，在一定的反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)取樣分析質(zhì)量合格后，放料入硫酸鋁溢流罐，將未反應(yīng)完全的殘渣沉降分離后，硫酸鋁溢流至硫酸鋁中間罐，再用泵送至精密過濾器進(jìn)行過濾，過濾后的硫酸鋁送至硫酸鋁成品罐調(diào)配合格后待用。打"，5"F任『.，.圖-1打"，5"F任『.，.圖-1硫酸鋁制備工藝流程簡圖.—6丹盤?.隊3.3物料衡算單釜硫酸鋁生產(chǎn)周期為4小時，年生產(chǎn)時間7200小時，共生成1800釜硫酸鋁，每釜溶液體積約13.9m3(充填體積60~70%)。投料比AI(OH)3：H2SO4：也0=1：1.84:2.0(重量比)，鋁粉中Al2O3含量為Ci(%)，反應(yīng)后單釜硫酸鋁體積為V，硫酸鋁溶液中Al2O3質(zhì)量濃度為C2(g/L)，可得每釜需投鋁粉量為：W1=C2V/C1=50X13.9/0.65=1069.2kg鋁粉年投入量為 1069.2X1800=1924.56t/a年加入濃硫酸量為：W2=1.84W1=1.84x924.56=3541.19何，折合98%濃硫酸36872032.5mol/a年需加入凈水量為：W3=2.0W1=2X1924.56=3849.12t/a，即213840000mol/a反