优化硫酸铵产品控制参数，降低浓硫酸单耗

张建伟

摘 要：尾气回收装置是对聚丙烯酰胺装置产生的氨气进行吸收的环保装置。文章对吸收液在吸收的过程中如何优化控制操作参数，即降低了浓硫酸的使用单耗，又保证了氨气的去除率。

关键词：优化控制参数；PH值；酸腐蚀；浓硫酸；降低单耗

1 尾气回收装置工艺流程简介

尾气回收装置将浓硫酸（93%）配置成用稀硫酸（15-20%）对氨气进行吸收生成硫酸铵。一级循环系统和二级循环系统是吸收氨气的吸收系统。浓硫酸分别加入一、二级循环系统，一级循环系统PH值控制在1-2.5，二级循环系统PH值控制在2-3.5，产品硫酸铵的PH值要求控制在4-8之间，浓度要求控制在20-28%之间。加酸量的多少和吸收时间的长短直接反应出硫酸铵PH和硫酸铵浓度的高低。

2 影响尾气回收平稳运行周期原因分析

尾气装置用浓硫酸做为原料吸收氨气，强酸对吸收系统的腐蚀严重，造成吸收液泄露。同时铁与硫酸反应的生成物溶于硫酸铵中，影响了产品质量。2013年10月装置停工，影响产品产量、质量的时间统计。

上表是装置总停工时间，共计是557小时。1、2、3、4、6是由于控制操作参数不合理造成一、二级循环系统设备被强酸腐蚀造成装置停工的因素，为了清晰地看出各因素停工时间比例图，制定饼状图进行对比。

由于强酸腐蚀造成装置停工的时间是381小时，占总停工时间的68.4%。可以看出造成一、二级循环系统设备被强酸腐蚀造成装置停工是影响尾气回收装置平稳生产的主要因素。通过时间的对比看出，由于控制操作参数的不合理，一级吸收液内游离酸含量过高，一、二级循环系统设备被强酸腐蚀，造成了装置多次的停工，影响了装置的平稳生产。同时由于吸收液内游离酸含量过高，浓硫酸单耗过高，增加了装置的综合能耗，提高了产品成本。

3 二级循环系统控制参数不合理解决措施

二级吸收系统只吸收了装置8%左右的氨气。未优化控制前，二级吸收系统PH值控制在3-4.5之间，平均每4小时加一次酸，每次加酸时间平均在0.7小时左右，每次吸收时间平均在3.3小时左右。根据优化控制前每天二级吸收罐内硫酸铵的浓度，车间调整了控制参数。

根据收集数据分析，PH值控制在4.5-5.5和5-6.5时，从加酸时间、频次和周期吸收时间上看，PH值控制的越高，加酸时间越短，加酸的频次越大，每周期吸收的时间越少。但是每天二级循环罐V403硫酸铵的浓度与调整前（PH值控制在3-4.5）的浓度是一致的，PH值控制在6-7.5时硫酸铵的浓度较低。PH值的高控，也降低了系统被腐蚀的程度，车间将PH值控制在5-6.5做为二级循环系统的控制参数。

4 成品硫酸铵控制参数不合理解决措施

成品硫酸铵的PH值控制在4.5-6.5时，产品的颜色为黄色，原因是在酸性条件下，与H2SO4反应生成FeSO4，反应方程式为：Fe+ H2SO4-FeSO4+H2↑。硫酸铁溶液为黄色溶液，溶于硫酸铵溶液中，所以产品的颜色为黄色。

为了解决硫酸铵溶液颜色不合格，车间对硫酸铵溶液的酸碱性进行调整过程中，发现延长硫酸铵溶液的吸收时间，将硫酸铵溶液的PH值升高到7-8，使硫酸铵溶液呈碱性，产品硫酸铵颜色合格（合格颜色为白色）。原因是碱性条件下Fe2+与OH-反应生成白色沉淀。反应方程式为Fe2++2OH-Fe（OH）2↓（白色沉淀）。白色的沉淀Fe（OH）2在硫酸铵溶液中又迅速被O2氧化成Fe（OH）3红褐色沉淀。反应方程式为4Fe（OH）2+O2↑+2H2O-4Fe（OH）3↓（红褐色沉淀）。红褐色沉淀（Fe（OH）3）与硫酸铵溶液分层，沉积到了溶液的底部，保证了外送硫酸铵溶液的颜色。

在相同条件下，由于PH值控制在7-8，延长了吸收时间，提高了外送硫酸铵的浓度。PH值的提高，产出硫酸铵成品的濃度得到了相应的提高。

5 效果验证

通过优化控制操作参数，系统由于被酸腐蚀造成装置停工的时间大大缩短了。我们又收集了优化控制操作参数前（2012年11月-2013年4月）与优化控制操作参数后（2013年5月-2013年10月）一、二级循环系统设备被强酸腐蚀造成装置停工时间的对比。

一、二级循环系统设备被强酸腐蚀造成装置停工的时间优化控制操作参数前是317小时，优化控制操作参数后是64小时。

通过优化控制操作参数，降低了浓硫酸的单耗。通过优化控制，浓硫酸的日单耗明显减低，平均每天降低1.19吨。硫酸每吨价格是812元，每年节约硫酸416.5吨，每年节约资金416.5吨×812元=338198元。

6 结束语

“精细的操作、科学的管理”是企业不断进步的动力。优化控制操作参数是所有生产装置，不断改进产品产量、质量，保证装置长、满、优运行的重要手段。装置技术人员通过对尾气回收装置操作参数的优化控制，解决了困扰装置平稳生产的“瓶颈”，也达到了装置节能降耗的目的。本文通过对优化控制参数过程的分析，来调整加酸量，使装置达到最佳的运行状态，从而完成装置“降损增效”的目标。