硫酸铵的制备

饱和器法硫酸铵生产工艺流程

1.鼓泡式饱和法

由鼓风机来的焦炉煤气，经电捕焦油器后进入煤气预热器。在预热器内用间接蒸汽加热煤气到60～70℃或更高的温度，目的是为了使煤气进入鼓泡式饱和器蒸发饱和器内多余的水分，保持饱和器内的水平衡。预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器，经泡沸伞从酸性母液中鼓泡而出，同时煤气中的氨被硫酸所吸收。煤气出饱和器后进入除酸器，捕集其夹带的酸雾后，被送往粗苯工段。鼓泡式饱和器后煤气含氨一般小于0.03g/m3。冷凝工段的剩余氨水经蒸氨后得到的氨气，在不生产吡啶时，直接进入饱和器；当生产吡啶时将此氨气通入吡啶中和器。氨在中和器内与母液中的游离酸及硫酸吡啶作用，生成硫酸铵，又随中和器回流母液返回饱和器。

饱和器母液中不断有硫酸铵生成，在硫酸铵含量高于其溶解度时，就析出结晶，并沉淀于饱和器底部。其底部结晶被抽送到结晶槽，在结晶槽内使结晶长大并沉淀于底部。结晶槽底部硫酸铵结晶放到离心机内进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤结晶，以减少硫酸铵表面上的游离酸和杂质。离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。从离心机分离出的硫酸铵结晶经螺旋输送机，送入沸腾干燥器内，用热空气干燥后送入硫酸氨储斗，经称量包装入成品库。

为了使饱和器内煤气与母液接触充分，必须使煤气泡沸伞在母液中有一定的液封高度，并保证饱和器内液面稳定，为此在饱和器上还设有满流口，从满流口溢出的母液经插入液封内的满流管流入满流槽，以防止煤气逸出。满流槽下部与循环泵链接，将母液不断地抽送到饱和器底部的喷射器。因而一定的喷射速度，故饱和器内母液被不断循环搅动，以改善结晶过程。

煤气带入饱和器的煤焦油雾，在饱和器内与硫酸作用生成所谓的酸煤焦油，泡沫状酸煤焦油漂浮在母液面上，并与母液一起流入满流槽。漂浮于满流槽液面上的酸煤焦油应及时捞出，或引入一分离处理装置与母液分离，以回收母液。饱和器内所需补充的硫酸，由硫酸仓库送至高置槽，再自流入饱和器，正常生产时，应保持母液酸度为4%～6%，硫酸加入量为中氨的需要量；当不生产粗轻吡啶时，硫酸加入量要大一些，还要中和随氨气进入饱和器的氨。

饱和器在操作一定时间后，由于结晶的沉积将使其阻力增加，严重时会造成饱和器的堵塞。所以操作中必须定期进行酸洗和水洗。当定期大加酸、补水、用水冲洗饱和器及除酸器时，所形成的大量母液有漫流槽满流至母液储槽。在正常生产时又将这些母液抽回饱和器以作补充。饱和器是周期性连续操作设备，为了防止结晶堵塞，定期大加酸和水洗，从而破坏了结晶生成的正常条件，加之结晶在饱和器底部停留时间短，因而结晶颗粒较小，平均直径在0.5mm。这些都是鼓泡式饱和器存在的缺点。

2．喷淋式饱和器法

喷淋式饱和器分为上段和下段，上段为吸收室，下段为结晶室。

由脱硫工序来的煤气经煤气预热器预热至60～70℃或更高温度，目的是为了保持饱和器水平衡。煤气预热后，进入喷淋式饱和器的上段，分成两股沿饱和器水平方向沿环形室做环形流动，每股煤气均经过数个喷头用含游离酸量3.5%～4%的循环母液喷洒，以吸收煤气中的氨，然后两股煤气汇成一股进入饱和器的后室，用来自小母液循环泵（也称二次喷洒泵）的母液进行二次喷洒，以进一步除去煤气中的氨。煤气再以切线方向进入饱和器内的除酸器，除去煤气中夹带的酸雾液滴，从上部中心出口管离开饱和器再经捕雾器捕集下煤气中的微量酸雾后到终冷洗苯工段。喷淋式饱和器后煤气含氨一般小于0.05g/m3。

饱和器的上段和下段以降液管联通。喷洒吸收氨后的母液从降液观念流到结晶室的底部，在此结晶核被饱和母液推动向上运动，不断地搅拌母液，使硫酸铵晶核长大，并引起颗粒分级。用结晶泵将其底部的浆液送至结晶槽.含有小颗粒的母液上升至结晶室的上部，母液循环泵从结晶室上部将母液抽出，送往饱和器上段两组喷洒箱内进行循环喷洒，使母液在上段与下段之间不断循环。

饱和器的上段设满流管，保持液面并封住煤气，使煤气不能进入下段。满流管插入漫流槽7中也封住煤气，使煤气不能外逸。饱和器满流口溢出的母液流入漫流槽内的液封槽，再溢流到满流槽，然后用小母液泵送至饱和器的后室喷洒。冲洗和加酸时，母液经漫流槽至母液储槽，再用小母液泵送至饱和器。此外，母液储槽还可供饱和器检修时储存母液之用。

结晶槽的浆液经静置分层，底部的结晶排入到离心机，经分离和水洗的硫酸铵晶体由胶带输送机送至振动式流化床干燥器，并用被空气热风机加热的空气干燥，再经冷风冷却后进入硫酸铵储斗。然后称量、包装送入成品库。离心机滤出的母液与结晶槽满流出来的母液一同自流回饱和器的下段。干燥硫酸铵的尾气经旋风除尘器后由排风机排放至大气。

为了保证循环母液一定的酸度，连续丛母液循环泵入口管或满流管处加入质量分数为90%～93%的浓硫酸，维持正常母液酸度。

由油库送来的硫酸送至硫酸储槽，再经硫酸泵抽出送到硫酸高置槽内，然后自流到满流槽。

喷淋式饱和器生产硫酸铵工艺，采用的喷流式饱和器，材质为不锈钢，设备使用寿命长，集酸洗吸收、结晶、除酸、蒸发为一体，具有煤气系统阻力小，结晶颗粒较大，平均直径0.7mm，硫酸铵质量好，工艺流程短，易操作等特点。新建改建焦化厂多采用此工艺回收煤气中的氨

重要

工业制

接触

接触

主要

原料

燃硫或硫化铁尔

二氧化硫

及空气

氧

使二氧化硫氧化

三氧化硫

吸收于水

即

任何浓度

硫酸

惟

氧化

须

某种接触剂存

始

作用；

用者

铂及钒

氧化物

二氧化硫自燃硫

者

直接使其氧化

若自燃硫化铁

燃烧

者须先降冷

洗

酸或由滤

或由沉淀

使

清洁；灰尘

硫蒸汽

砷

磷及其

物质存于气流

者

必须除

免其害及接触剂

纯物质

于氧化矾危害较铂轻

（4）接触

制硫酸

反应原理：燃烧硫或金属硫化物等原料

制取二氧化硫

使二氧化硫

适

温度

催化剂

作用

氧化

三氧化硫

使三氧化硫跟水化合

硫酸

二氧化硫跟氧气

催化剂

表面

接

产

程：

硫铁矿

原料

步骤

（a）二氧化硫

制取

净化：硫铁

矿粉碎

细

矿粒

沸腾炉充

燃烧4FeS2+11O2

=====

2Fe2O3+8SO2

沸腾炉

气体叫炉气

其

含二氧化硫、氧气、氮气、水

及

些杂质

砷、硒等化合物矿尘等

杂质

矿尘都

使催化剂作用减弱或失

作用

种现象叫催化剂幅

水蒸气

设备

产

良影响

进行氧化反应前

炉气必须通

除尘洗涤（除

硒、砷等化合物）干燥等净化设备应除

害杂质

净化

混合气体主要含二氧化硫

氧气

氮气

（b）二氧化硫氧化

三氧化硫

二层催化剂

装

热交换器

用

硫酸

工业制

（c）三氧化硫

吸收

硫酸

：

更

能

三氧化硫吸收干净并

吸收

程

形

酸雾

工业

用98.3%

硫酸

吸收三氧化硫

吸收塔

氧化硫

塔

部通入98.3%

硫酸

塔顶喷

品硫酸

塔底放

98.3%

硫酸

吸收三氧化硫

浓度增

用水稀释

稀硫酸

配制

各浓度

硫酸

（d）尾气

二氧化硫

收：

吸收塔

部导

没

起反应

氧气

少量二氧化硫

及

起反应

氮气等气体工业

称尾气

用尾气

含少量二氧化硫放空气

造

气污染

尾气

二氧化硫

收

采用氨吸收

SO2+2NH3+H2O

=====（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+SO2+H2O

=====

2NH4HSO3

吸收液

亚硫酸氢铵达

定浓度

再跟93%

硫酸反应放

二氧化硫气体

放

二氧化硫

用于制液体二氧化硫

硫酸铵

制

肥料

盐酸

工业制

工业

制取盐酸

首先

反应器

氢气点燃

通入氯气进行反应

制

氯化氢气体

氯化氢气体冷却

水吸收

盐酸

氯气

氢气

反应

程

毒

氯气

量

氢气所包围

使氯气

充

反应

防止

空气

污染

产

往往采取使另

种原料

量

使

害

、价格较昂贵

原料充

反应

盐酸

工业制

二

盐酸

氯比氢

水溶液

制革、印染、食品、医药、化工、冶金等工业部门

量使用盐酸

工业

产盐酸

主要

使氯气跟氢气直接化合

用水吸收

氯化氢气体

氯化氢

合

塔

合

近

工业

发展

由

产含氯

机物

副产品氯化氢制盐酸

例

氯气跟乙烯反应

二氯乙烷(C2H4Cl2)

再经

反应

氯乙烯

者

制聚氯乙烯

原料

C2H4Cl2=C2H3Cl（氯乙烯）+HCl

氯化氢

制氯乙烯

副产品

反应式：NH3+H2O+C02==NH4HCO3

氨气制硫酸铵：向石膏粉通氨气和二氧化碳可制得硫酸铵。

反应式：CaSO4+2NH3+CO2+

H2O=CaCO3+

(NH4)2SO4

氨气的常见反应：

氨气与水的反应NH3+H2O====

NH3·H2O

氨气与盐酸的反应NH3+HCl====

NH4Cl

氨气与硫酸的反应2NH3+H2SO4====

(NH4)2SO4

氨气与强酸的离子的反应NH3+H+====

NH4+

氨的催化氧化的反应4NH3+5O2======

4NO+6H2O

2、制取硫酸：S+O2==SO2

2SO2+O2==2SO3

SO3+H2O===H2SO4

3、制取硫铵：2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4+2H2O

4、制取硝酸铵

4NH3+5O2==4NO+6H2O （条件：高温、高压、催化剂）

2NO+O2=2NO2

2NO2+H2O=2HNO3+NO

NH3+HNO3=NH4NO3

如果5%是按照硫酸铵饱和度的话,那么就是28g硫酸铵固体加入1000ml蒸馏水溶解（20°）

1、由硫酸铝溶液与硫酸铵溶液反应，并经冷却结晶、离心分离、洗涤和干燥制得。

2、铝矾土与硫酸反应生成硫酸铝，用崩胶沉降后，上清夜加入硫酸铵，于100度下与硫酸铝生成硫酸铝铵，在经浓缩。冷却结晶、分离先涤，即得成品。反应式：

Al2O3+3H2SO4——Al2（SO4)3+3H2O

Al2（SO4)3+(NH4)2SO4+12H2O*12H2O

3、氢氧化铝法 氢氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝，再与硫酸铵反应，产物经浓缩、冷却结晶、离心脱水、干燥而得成品。反应式：

2Al（OH)3+3H2SO4——Al2(SO4)3+6H2O

Al2（SO4)3+(NH4)2SO4+12H2O*12H2O

4、在400度高温下，氧化铝和硫铵反应可生成硫酸铝按

4(NH4)2S04+A1203=2NH4Al(S04)2+6NH3+3H20

一， 基本原理

硫酸铵沉淀法可用于从大量粗制剂中浓缩和部分纯化蛋白质。用此方法可以将主要的免疫球从样品中分离，是免疫球蛋白分离的常用方法。高浓度的盐离子在蛋白质溶液中可与蛋白质竞争水分子，从而破坏蛋白质表面的水化膜，降低其溶解度，使之从溶液中沉淀出来。各种蛋白质的溶解度不同，因而可利用不同浓度的盐溶液来沉淀不同的蛋白质。这种方法称之为盐析。盐浓度通常用饱和度来表示。硫酸铵因其溶解度大，温度系数小和不易使蛋白质变性而应用最广。

二， 试剂及仪器

1 . 组织培养上清液、血清样品或腹水等

2. 硫酸铵（ NH 4 ） SO 4

3. 饱和硫酸铵溶液（ SAS ）

4. 蒸馏水

5. PBS( 含 0.2g /L 叠氮钠 )

6. 透析袋

7. 超速离心机

8. pH 计

9. 磁力搅拌器

三， 操作步骤

以腹水或组织培养上清液为例来介绍抗体的硫酸铵沉淀。各种不同的免疫球蛋白盐析所需硫酸 铵的饱和度也不完全相同。通常用来分离抗体的硫酸铵饱和度为 33% — 50% 。

（一）配制饱和硫酸铵溶液（ SAS ）

1.将 767g （ NH 4 ） 2 SO 4 边搅拌边慢慢加到 1 升 蒸馏水中。用氨水或硫酸调到硫酸pH7.0 。此即饱和度为 100% 的硫酸铵溶液（ 4.1 mol/L, 25 ° C ）.

2.其它不同饱和度铵溶液的配制

（二）沉淀

1.样品（如腹水） 20 000 ′ g 离心 30 min ，除去细胞碎片；

2.保留上清液并测量体积；

3.边搅拌边慢慢加入等体积的 SAS 到上清液中，终浓度为 1 ： 1 （

4.将溶液放在磁力搅拌器上搅拌 6 小时或搅拌过夜（ 4 ° C ），使蛋白质充分沉淀。

（三）透析

1.蛋白质溶液 10 000 ′ g 离心 30 min （ 4 ° C ）。弃上清保留沉淀；

2.将沉淀溶于少量（ 10-20ml ） PBS -0.2g /L 叠氮钠中。沉淀溶解后放入透析袋对

PBS -0.2g /L 叠氮钠透析 24-48 小时（ 4 ° C ），每隔 3-6 小时换透析缓冲液一次，以彻底除去硫酸氨；

3.透析液离心，测定上清液中蛋白质含量。

四，应用提示

（一） 先用较低浓度的硫酸氨预沉淀，除去样品中的杂蛋白。

1.边搅拌边慢慢加 SAS 到样品溶液中，使浓度为 0.5:1 (v/v) ；

2.将溶液放在磁力搅拌器上搅拌 6 小时 或过夜（ 4 ° C ）；3.3000 ′ g 离心 30 min （ 4 ° C ），保留上清液；上清液再加 SAS 到 0.5:1(v/v) ，再次离心得到沉淀。将沉淀溶于 PBS ，同前透析，除去硫酸氨；

4.上清液再加 SAS 到 0.5:1 (v/v) ，再次离心得到沉淀。将沉淀溶于 PBS ，同前透析，除去硫酸氨；

5.杂蛋白与欲纯化蛋白在硫酸氨溶液中溶解度差别很大时，用预沉淀除杂蛋白是非常有效

（二）为避免体积过大，可用固体硫酸氨进行盐析（硫酸氨用量参考表 1 ）；硫酸氨沉淀法与层析 技术结合使用，可得到更进一步纯化的抗体。