硫酸銨(NH4)2SO4,含氮約21%,簡稱硫銨,俗稱肥田粉,為無色結晶或白色顆粒,易溶于水,不溶于乙醇和丙酮。是我國使用和生產最早的一個氮肥品種,屬氨態氮肥。中國硫酸銨副產主要來自三大領域:焦化、己內醇胺和其它行業(包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、電力脫硫等)。硫酸銨的制取是用合成氨或煉焦、煉油、有機合成等工業生產中的副產品回收氨,再用硫酸中和。
反應式為:2NH3+H2SO4→(NH4)2SO4。
1、焦化級硫酸銨
硫酸銨是焦化廠中大量生產的重要化學產品之一。生產方法有:飽和器法和非飽和器法。我國大部分大型焦化廠均采用飽和器法生產硫酸銨以回收煤氣中的氨。煤氣中的氨很容易和硫酸作用生成硫酸銨,硫酸吸收氨是一個快速不可逆的化學反應過程。在焦化廠內,這種吸收反應可在飽和器內進行,也可在吸收塔內進行。
硫酸銨的飽和器法又分直接法、間接法和半直接法。
①.直接法:熱的煤氣從焦爐中出來經過煤氣冷凝器冷卻再經電捕焦油器清潔凈化后進入飽和器,在飽和器,煤氣中的氨同硫酸結合生成硫銨。
②.間接法:煤氣中的氨在氨洗塔中用冷水吸收,所得氨水從蒸餾柱進入飽和器同濃硫酸反應制成硫酸銨。
③.半直接法:由焦爐出來的煤氣經過冷卻,所得的冷凝氨水通過氨蒸餾柱蒸出氨水并和煤氣中的氨共同進入飽和器,穿過母液層和硫酸溶液相互作用生成酸式硫酸銨。
2、己內酰胺級硫酸銨
是生產己內酰胺的副產物。己內酰胺生產工藝中,在副產硫酸銨這個環節使用液氨與硫酸中和以后得到硫酸銨母液,經分離裝置將己內酰胺所需物質離走,剩余物質進入結晶塔反應,生成晶體硫酸銨,再經干燥后形成最終硫酸銨成品。每生產1噸己內酰胺可副產1.4噸左右硫酸銨。主要指標為氮含量≥21%,水分≤0.2%,游離酸≤0.03%。