採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法
2023-05-03 17:17:46 1
專利名稱:採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法
技術領域:
本發明屬於尿素磷銨生產方法,具體的說,涉及一種採用多級中和、酸性料漿濃縮
製造尿素磷銨的方法。
背景技術:
尿素磷銨具有含氮、磷比例適宜,兩種養分含量均較高的特點。可根據地區不同土 壤及作物生長需求調節養分含量,克服了磷銨中氮、磷比偏低的缺點,適合部分不需要施鉀 肥而氮磷比需求較高的地區及作物。在生產工藝、產品物性及肥效等方面,尿素磷銨均優於 其它的氮磷二元複合肥。 經過近年來的發展,我國化肥行業已由單一品種為主過渡到磷銨二元複合肥、NPK
三元複合肥為主。但磷銨中氮、磷比偏低;NPK三元複合肥中氮、磷含量也相對偏低,且對高
鉀地區和需鉀少的植物造成鉀流失而浪費。隨著高品質磷礦的日益開採枯竭,國內外開採
的磷礦產品質量不斷下降,獲得高品質磷酸的成本越來越高。按現代化農業生產技術及市
場需求,用中低品位磷礦生產氮、磷比例適宜的高濃度二元複合肥具有重大意義。 中國專利CN85102376公開了一種尿素磷銨複合肥的生產方法,其工藝步驟為a、
用氣氨中和溼法磷酸生產酸性磷銨料漿,中和度為1. 10-1. 20,含水約57% -58% ;b、將含
水料漿加熱至951:濃縮至含水36%-37%;"按磷酸與尿素的質量比100 : 35加入尿素混
合,控制溫度在IO(TC以下生成含水35%以下的尿素酸性磷銨料漿;d、在70°C -13(rC溫度
下乾燥料漿製得粒狀產品。上述方法雖然能生產尿素磷銨產品,但其存在以下不足之處 1、上述專利方法生產的尿素磷銨產品氮磷總養分只能到達(26-26-0)品級,與國
外產品(28-28-0)品級的尿素磷銨營養組分差距較大,達不到相應的要求。 2、上述專利方法中,氣氨中和磷酸生產酸性磷銨料漿的過程中採用一次性中和至
產品中和度,氨逸出量大,且沒有相應的處理措施。過程中將帶走較大量的溢出氣氨,使生
產成本升高,對環境產生一定的不益影響。 3、中和過程中,酸性磷銨料漿的中和度僅為1. 10-1. 20,生產相同養分的尿素磷銨 產品將消耗更多的尿素,尿素的成本無疑高於液氨,從而使得生產成本相對較高。
發明內容
本發明目的在於克服現有尿素磷銨二元複合肥生產技術的不足,提供一種採用多 級中和、酸性料漿濃縮,對環境影響更小的尿素磷銨生產方法。 本發明目的是這樣實現的一種採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方 法,其關鍵在於以低品位磷礦生產的含?205為19% 38%的溼法稀磷酸為原料;該稀磷 酸與氣氨經過一次中和反應製備中和度為0. 5 0. 7的酸性磷銨料漿;酸性磷銨料漿濃縮 至含水質量百分數為25 30% ;再通入氨氣經過第二次中和反應製備中和度為1. 25 1. 55的酸性磷銨料漿;加入尿素與酸性磷銨料漿混合在反應溫度90 IO(TC條件下反應制 備尿素磷銨料漿;尿素磷銨料漿經過轉鼓氨化造粒將物料進一步中和至1. 75 1. 85以提高液氨使用量來降低尿素使用量,再造粒乾燥製得成品尿素磷銨。本發明不僅降低了中和過程中的氨逸出量、減少了尿素的用量,而且用中低品位的磷礦獲得了比CN85102376專利產品養分(26-26-0)更高的尿素磷銨產品(27-27-0),接近於用優質磷礦生產的(28-28-0)產品。本方法既適用於雜質含量較高的中低品位磷礦,也適用優質磷礦生產高品級的優質尿素磷銨(28-28-0)。 上述加入尿素與酸性磷銨料漿混合中,磷酸與尿素的質量比為100 : 2S 55。可
根據尿素磷銨產品需求養分調節控制中和度及尿素用量,生產出不同養分品級的產品。上述酸性料漿濃縮在9(TC ll(TC條件下進行濃縮。上述第二次中和反應在9(TC 105t:的條件下進行。上述轉鼓氨化造粒溫度在80°C IO(TC,乾燥溫度控制在90°C ll(TC。
上述第二次中和反應的含氨氣體送入下一循環的一次中和反應中循環利用,提高
氨利用率。 上述溼法稀磷酸為中低品位磷礦生產的50-70°C的溼法磷酸,該溼法磷酸放置,使其自然降溫而沉降出部分雜質,用沉降後的稀酸將上一循環轉鼓氨化造粒和乾燥過程的含氨含塵尾氣洗滌,回收氣氨和粉塵養分。
有益效果 1、利用中低品位磷礦生產的高雜質溼法磷酸生產出了比現有產品養分更高的尿素磷銨產品。 2、酸性料漿濃縮可適用於不同品質的磷礦、提高濃縮料漿的濃度,還能較好解決濃縮過程中因磷礦品質差而產生的結垢問題。 3、採用多級中和,既能更好的適用於酸性料漿濃縮;又解決了一次性中和大量溢出氣氨影響環境、使生產成本升高的問題;還提高了中和度,增加了氣氨的使用量而減少尿素的使用,降低了生產成本。 4、將二次中和反應產生的含氨氣體導入一次中和反應設備中利用、將轉鼓氨化造粒和乾燥過程產生的含氨含塵尾氣用稀磷酸洗滌後用於第一次中和反應,不僅提高了氨的利用率,而且有益於環境保護。 5、由於物料中大量水分在酸性料漿濃縮過程中蒸發,因而乾燥能耗低,能耗降低約5%。
圖1是本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
實施例1 本實施例該礦生產出的溼法磷酸含P20519% ,上述均為質量百分數。
本實施例工藝流程如圖1所示,依次為下列步驟
1、原料稀磷酸的沉降 將用中低品位磷礦生產的50 70°C的溼法磷酸放置,使其自然降溫而沉降出部分雜質,用沉降後的稀酸將上一循環後續步驟6轉鼓氨化造粒、步驟7乾燥過程的含氨含塵尾氣洗滌,回收氣氨和粉塵養分,提高利用率,且利於環境保護。
2、一次中和反應 將製備的含&0519%的溼法稀磷酸經文氏洗滌裝置進入一次中和反應裝置,與氣氨進行一次中和反應,控制酸性磷銨料漿中和度為0. 5。
3、酸性料漿濃縮 酸性料漿濃縮採用兩效濃縮,將新鮮蒸汽通入二效濃縮,產生的二次蒸汽進行一效濃縮,兩效濃縮節能效果明顯。濃縮終點含水量控制在25% (質量百分數)。
4、二次中和反應 濃縮後的酸性料漿輸送至二次中和反應器,在二次中和反應器內與氣氨進行二次中和反應,反應溫度為9(TC,料漿的中和度提高至1. 25。過程中產生的含氨氣體輸通入下
一循環一次中和反應設備利用。 5、尿素與酸性磷銨料漿混合反應 二次中和反應後的酸性磷銨料漿輸入混合反應裝置,按稀磷酸(所用酸含P20519%)與尿素比例100 : 28加入尿素混合,在溫度保持95t:條件下反應生成尿素磷銨料漿。 6、轉鼓氨化造粒 將尿素磷銨料漿用泵輸送至轉鼓氨化造粒機,造粒過程中噴入氣氨,將物料中和度提高至1. 75,溫度控制在9(TC,含氨尾氣進入下一循環步驟1稀磷酸洗滌。
7、乾燥、成品 出造粒機的尿素磷銨顆粒進入轉筒乾燥機乾燥至合格產品,乾燥溫度控制在90°C。含塵尾氣進入下一循環步驟l稀磷酸洗滌。
本尿素磷銨產品化學分析結果 成分?205 P205P205 P205N N N H20
縮二脲 (總) (水溶)(不溶)(酸溶) (總) (尿素態)(銨
態) 26.88 24. 26 2.63 26. 76 27. 14 20. 32 6.82
2. 87 < 1 本尿素磷銨產品經過分析,主要含磷銨、尿素和尿素磷酸鹽[C0(NH2)2 H3P04],f品達到(27-27-0)品級,性能良好,疏鬆、不易吸潮。 本發明生產流程簡單,容易實現生產。其主要消耗定額為每噸27-27-0品級的產品(含水3%以內) 磷酸(19% P205) 1. 4289噸
(折合100% P205 0. 2715噸)
氨(100% NH3)0. 1213噸
尿素(46% N) 0. 3787噸 若以規模為10萬噸/年的尿素磷銨作經濟估算,每年可產生利稅2000萬元,投資約8000萬元,經濟社會效益顯著。
實施例2
本實施例該礦生產出的溼法磷酸含P20538% ,上述均為質量百分數。
本實施例工藝流程如圖1所示,依次為下列步驟
1、原料稀磷酸的沉降 將用中低品位磷礦生產的50 70 °C的溼法磷酸放置,使其自然降溫而沉降出部分雜質,用沉降後的稀酸將上一循環後續步驟6轉鼓氨化造粒、步驟7乾燥過程的含氨含塵尾氣洗滌,回收氣氨和粉塵養分,提高利用率,且利於環境保護。
2、一次中和反應 將製備的含&0538%的溼法稀磷酸經文氏洗滌裝置進入一次中和反應裝置,與氣氨進行一次中和反應,控制酸性磷銨料漿中和度為0. 7。
3、酸性料漿濃縮 酸性料漿濃縮採用兩效濃縮,將新鮮蒸汽通入二效濃縮,產生的二次蒸汽進行一效濃縮,兩效濃縮節能效果明顯。濃縮終點含水量控制在30% (質量百分數)。
4、二次中和反應 濃縮後的酸性料漿輸送至二次中和反應器,在二次中和反應器內與氣氨進行二次中和反應,反應溫度為ll(TC,料漿的中和度提高至1. 55。過程中產生的含氨氣體輸通入下
一循環一次中和反應設備利用。 5、尿素與酸性磷銨料漿混合反應 二次中和反應後的酸性磷銨料漿輸入混合反應裝置,按稀磷酸(所用酸含P20538%)與尿素比例100 : 55加入尿素混合,在溫度保持105t:條件下反應生成尿素磷銨料漿。 6、轉鼓氨化造粒 將尿素磷銨料漿用泵輸送至轉鼓氨化造粒機,造粒過程中噴入氣氨,將物料中和度提高至1. 85,溫度控制在IO(TC,含氨尾氣進入下一循環步驟1稀磷酸洗滌。
7、乾燥、成品 出造粒機的尿素磷銨顆粒進入轉筒乾燥機乾燥至合格產品,乾燥溫度控制在ll(TC。含塵尾氣進入下一循環步驟l稀磷酸洗滌。
本尿素磷銨產品化學分析結果 成分?205P205P205 P205N N N H20
縮二脲 (總) (水溶)(不溶)(酸溶)(總) (尿素態)(銨
態) 26.93 24.37 2.56 26.73 27.17 20.35 6.82
2. 89 < 1 本尿素磷銨產品經過分析,主要含磷銨、尿素和尿素磷酸鹽[C0(NH2)2 H3P04],f品達到(27-27-0)品級,性能良好,疏鬆、不易吸潮。 本發明生產流程簡單,容易實現生產。其主要消耗定額為每噸27-27-0品級的產
品(含水3%以內) 磷酸(38% 205) 0.7158噸 (折合100% P205 0. 2720噸)
氨(100% NH3) 0. 1212噸
尿素(46% N)0. 3796噸 若以規模為10萬噸/年的尿素磷銨作經濟估算,每年可產生利稅2000萬元,投資 約8000萬元,經濟社會效益顯著。
實施例3 本實施例該礦生產出的溼法磷酸含P20528% ,上述均為質量百分數。
本實施例工藝流程如圖1所示,依次為下列步驟
1、原料稀磷酸的沉降 將用中低品位磷礦生產的50 70 °C的溼法磷酸放置,使其自然降溫而沉降出部 分雜質,用沉降後的稀酸將上一循環後續步驟6轉鼓氨化造粒、步驟7乾燥過程的含氨含塵 尾氣洗滌,回收氣氨和粉塵養分,提高利用率,且利於環境保護。
2、一次中和反應 將製備的含&0528%的溼法稀磷酸經文氏洗滌裝置進入一次中和反應裝置,與氣 氨進行一次中和反應,控制酸性磷銨料漿中和度為0. 6。
3、酸性料漿濃縮 酸性料漿濃縮採用兩效濃縮,將新鮮蒸汽通入二效濃縮,產生的二次蒸汽進行一 效濃縮,兩效濃縮節能效果明顯。濃縮終點含水量控制在28% (質量百分數)。
4、二次中和反應 濃縮後的酸性料漿輸送至二次中和反應器,在二次中和反應器內與氣氨進行二次 中和反應,反應溫度為10(TC,料漿的中和度提高至1.45。過程中產生的含氨氣體輸通入下
一循環一次中和反應設備利用。 5、尿素與酸性磷銨料漿混合反應 二次中和反應後的酸性磷銨料漿輸入混合反應裝置,按稀磷酸(所用酸含 P20528%)與尿素比例IOO : 42加入尿素混合,在溫度保持10(TC條件下反應生成尿素磷 銨料漿。 6、轉鼓氨化造粒 將尿素磷銨料漿用泵輸送至轉鼓氨化造粒機,造粒過程中噴入氣氨,將物料中和 度提高至1. 80,溫度控制在95t:,含氨尾氣進入下一循環步驟1稀磷酸洗滌。
7、乾燥、成品
出造粒機的尿素磷銨顆粒進入轉筒乾燥機乾燥至合格產 含塵尾氣進入下一循環步驟1稀磷酸洗滌。 本尿素磷銨產品化學分析結果
成分PAp2o5 p2o5 p2o5
100°CC
縮二脲
態)
< 1
h乾燥溫度控制在
(總) (水溶)
(不溶)
N
(酸溶)
N
N
H90
(總) (尿素態) (銨
26. 91
24. 30
2. 61
26. 74
27. 12
20. 31
6. 81
2. 88
本尿素磷銨產品經過分析,主要含磷銨、尿素和尿素磷酸鹽[CO(NH2)2 H3P0J,產品達到(27-27-0)品級,性能良好,疏鬆、不易吸潮。 本發明生產流程簡單,容易實現生產。其主要消耗定額為每噸27-27-0品級的產
品(含水3%以內) 磷酸(28% P205)0. 9707噸 (折合100% P205 0. 2718噸) 氨(100% NH3) 0. 1210噸 尿素(46% N)0. 3788噸 若以規模為10萬噸/年的尿素磷銨作經濟估算,每年可產生利稅2000萬元,投資 約8000萬元,經濟社會效益顯著。
權利要求
一種採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法,其特徵在於以低品位磷礦生產的含P2O5為19%~38%的溼法稀磷酸為原料;該稀磷酸與氨氣經過第一次中和反應製備中和度為0.5~0.7的酸性磷銨料漿;酸性磷銨料漿濃縮至含水質量百分數為25~30%;再通入氨氣經過第二次中和反應製備中和度為1.25~1.55的酸性磷銨料漿;加入尿素與酸性磷銨料漿混合在反應溫度90~100℃條件下反應製備尿素磷銨料漿;尿素磷銨料漿經過轉鼓氨化造粒將物料進一步中和至1.75~1.85,再造粒乾燥製得成品尿素磷銨。
2. 根據權利要求1所述採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法,其特徵在 於所述尿素與酸性磷銨料漿混合中,磷酸與尿素的質量比為100 : 28 55。
3. 根據權利1或2所述採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法,其特徵在 於所述酸性料漿濃縮在9(TC ll(TC條件下進行濃縮。
4. 根據權利要求1或2所述採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法,其特徵 在於所述第二次中和反應在90°C 105t:的條件下進行。
5. 根據權利要求1或2所述採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法,其特徵 在於所述轉鼓氨化造粒溫度在80°C IO(TC,乾燥溫度控制在90°C ll(TC。
6. 根據權利要求1或2所述採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法,其特徵 在於所述第二次中和反應的含氨氣體送入下一循環的一次中和反應中循環利用。
7. 根據權利要求1或2所述採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法,其特徵 在於所述溼法稀磷酸為中低品位磷礦生產的50 7(TC的溼法磷酸,該溼法磷酸經放置, 使其自然降溫而沉降出部分雜質,用沉降後的稀酸將上一循環轉鼓氨化造粒和乾燥過程的 含氨含塵尾氣洗滌,回收氨氣和粉塵養分。
全文摘要
本發明公開了一種採用多級中和、酸性料漿濃縮製造尿素磷銨的方法,以中低品位磷礦生產的含P2O5為19%~38%的溼法稀磷酸為原料,經過原料稀磷酸的沉降;一次中和反應;酸性料漿濃縮;二次中和反應;尿素與酸性磷銨料漿混合反應;轉鼓氨化造粒;乾燥製得成品。本發明不僅降低了中和過程中的氨逸出量、減少了尿素的用量,而且用中低品位的磷礦獲得了尿素磷銨產品(27-27-0),接近於用優質磷礦生產的(28-28-0)產品。本方法即適用於雜質含量較高的中低品位磷礦,也適用優質磷礦生產高品級的優質尿素磷銨(28-28-0)。
文檔編號C05G1/00GK101734970SQ200910191989
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者葉少華, 唐文明, 姜利, 徐仟伍, 李兵, 楊龍江, 毛克萬, 盛勇 申請人:中化重慶涪陵化工有限公司