Производство нитроаммофоски - Производство нитроаммофоски

При получении комплексных удобрений - нитрофосов и нитрофосок - азотным разложением фосфатов азотная кислота является источником не только азота (наряду с аммиаком), но и химической энергии, используемой для извлечения из природного фосфата фосфорной кислоты, превращаемой затем в фосфатные компоненты сложного удобрения. Такое комбинированное использование свойств азотной кислоты экономически весьма выгодно. Однако существенным недостатком этого способа является необходимость перерабатывать азотнокислотную вытяжку, содержащую наряду с фосфорной кислотой большое количество нитрата кальция. Это вынуждает либо значительно усложнить производство для удаления избытка кальция из системы, либо выпускать удобрения с пониженным содержанием питательных веществ из-за присутствия большого количества балласта (карбоната или сульфата кальция). Кроме того, присутствие в вытяжке кальция не позволяет получить, по крайней мере простыми путями, удобрение, в котором фосфор был бы полностью в водорастворимой форме.

Всего этого можно избежать, если получать комплексные удобрения, нейтрализуя аммиаком смесь азотной и фосфорной кислот, с последующим гранулированием образующейся пульпы после добавки к ней солей калия [4] и получать при этом нитроаммофоски.

Метод производства нитроаммофоски по ретурной схеме

Производство нитроаммофоски осуществляют по ретурной схеме с гранулированием в аппарате АГ. Уравновешивающий азот в виде плава аммиачной селитры вводят на стадии гранулирования. Таким образом, производство нитроаммофоски складывается из следующих основных стадий: получение плава аммиачной селитры, получение аммофосной пульпы, гранулирование и сушка.

Упаренную экстракционную фосфорную кислоту (47-52% P2O5) нейтрализуют газообразным аммиаком в аппаратах 1 в течение 1,5-2ч. В первом нейтрализаторе поддерживают температуру 105-110С и мольноу отношение NH3:H3PO4=0,35, во втором нейтрализаторе 120-150С и отношение, равное 0,7.

Нейтрализацию азотной кислоты аммиаком проводят в аппарате ИНТ 17 при 110-135С. Полученный раствор аммиачной селитры после донейтрализации упаривают в выпарном аппарате 16 пленочного типа до содержания 95-97% NH4NO3.

В аммонизатор-гранулятор 14 вводят пульпу моноамонийфосфата из нейтрализаторов 1, плав нитрата аммония из сборника 15, хлорид калия, ретур и газообразный аммиак (мольное отношение NH3:H3PO4=1.04). Количество ретура составляет 5-10 т/т готового продукта. Одновременно с нейтрализацией и гранулированием в аппарате АГ происходит частичная подсушка гранул за счет тепла химических реакций.

Гранулы нитроаммофоски при температуре 105С и влажности 1,3-1,5% поступают из аппарата АГ в барабанную сушилку 13. Сушка осуществляется топочными газами, температура которых на входе 180С и на выходе 110С, до конечной влажности гранул не более 0,5%. Высушенну. Нитроаммофоску сортируют на грохоте 8. Товарную фракцию (1-4 мм) охлаждают до 35-45С в холодильнике 9, повторно рассеивают, кондиционируют в барабане 11 и направляют на упаковку. Крупные гранулы измельчают в дробилке 12 и вместе с мелкой фракцией возвращают в качестве ретура на грануляцию.

Отходящие газы производства нитроаммофоски содержат до 0,1 г/м3 фтора, 2 г/м3 аммиака и пыль. Они очищаются в абсорбционных аппаратах 3 (полые скоростные скрубберы), работающих в замкнутом цикле с использованием технологических жидкостей ( воды, подкисленной фосфорной кислотой). Выхлопные газы содержат не более 0,05 г/м3 F, 0,09 г/м3 NH3 и 0,1 г/м3 пыли.[3]

ii-1. технологическая схема получения нитроаммофоски с аппаратом аг

Рис. II-1. Технологическая схема получения нитроаммофоски с аппаратом АГ: 1-17- нейтрализаторы; 2-элеваторы; 3- абсорберы; 4-насосы; 5,15-сборники; 6-вентилятор; 7-батарейный циклон; 8- грохот; 9- холодильник КС; 10- бункер; 11- барабан-кондиционер; 12- дробилка; 13- барабанная сушилка; 14- аммонизатор-гранулятор; 16- однокорпусный выпарной аппарат; 18- подогреватель.

ii-2. узел получения гранул нитроаммофоски по ретурной схеме [5]

Рис. II-2. Узел получения гранул нитроаммофоски по ретурной схеме [5]

Азотно-сернокислотный способ

Фосфат разлагают смесью азотной и серной кислот, суммарный расход которых составляет 140% от стехиометрического количества. Часть серной кислоты расходуется на разложение фосфата, а остальное количество на связывание избытка кальция в азотнокислотном растворе. Образующийся при этом дигидрат сульфата кальция остается в удобрении, что приводит к снижению концентрации питательных веществ до 32-35%.

Процесс протекает в соответствии с основными реакциям:

    2Сa5(PO4)3F+14HNO3+3H2SO4+6H2O= 6H3PO4+7Ca(NO3)2+3(CaSO4*2H2O)+2HF 6H3PO4+7Ca(NO3)2+3(CaSO4*2H2O)+2HF+17NH3+6H2O= 3CaHPO4+3NH4H2PO4+6(CaSO4*2H2O)+14NH4NO3+CaF2

На рис. II-3 показана схема производства нитрофоски азотно-сернокислотным методом.

технологическая схема получения нитроаммофоски азотно-сернокислотным разложением

Рис. II - 3. Технологическая схема получения нитроаммофоски азотно-сернокислотным разложением: 1-шнек; 2- бункер аппатитового концентрата; 3- элеваторы; 4- реакторы разложения; 5- реакторы аммонизации; 6- вентиляторы; 7,17- абсорберы с плавающей насадкой; 8- центробежные насос; 9- барабан-кондиционер; 10- охлаждающий барабан; 11- дробилка; 12- грохот; 13-транспортер; 14- аппарат БГС; 15- топка; 16- сборник.

Разложение апатита и аммонизация азотнокислотного раствора осуществляется в U-образных реакторах, установленных по 20 штук в каждой технологической линии. Гранулирование и сушка производится в аппаратах БГС или серодайзерах.

В I и II ректорах 4 апатит разлагают 47-55%-ной азотной кислотой 4 в III и IV реакторах он доразлагается 92,5-ной серной кислотой, которая подается в количестве 50-60% общей нормы кислоты. Чтобы уменьшить выделение фтора в газовую фазу в реактор 1 вводят диатомит. Для стабилизации усвояемых соединений фосфора в реакторы III и IV поступает каустический магнезит. В присутствии соединений магния возможна более глубокая аммонизация раствора без образования неусвояемого Ca3(PO4)2.

Процесс разложения апатита проводят при 70-80С и интенсивном перемешивании пульпы в течение 1ч, при этом степень разложения сырья достигает 98%.

В последующих реакторах 5 азотнокислотный раствор нейтрализуют аммиаком Аммиак подают во все реакторы ( начиная с V). Одновременно в реакторы VIII-XIV вводят остальное количество серной кислоты для связывания избытка кальция. В один из последних четырех реакторов добавляют KСl. Распределение аммиака и серной кислоты по реакторам рассчитывают таким образом, что бы рН пульпы, выходящей из последнего реактора, был не ниже 4,9 и не выше 5,1.

Процесс аммонизации длится 2,5ч при температуре не выше 115С.

Температурный режим процессов разложения и аммонизации регулируют соответственно подачей острого пара или охлаждающей воды в рубашки реакторов 4 и 5.

Нейтрализованная пульпа (пульпа - смесь твердых частиц и жидкости, негустая неоднородная система), содержащая 21-25% влаги, через сборник 16 непрерывно поступает на гранулирование и сушку в аппарат 14 (БГС или сферодайзер, работа сферодайзера основана на том же принципе, что и БГС, но без внутреннего ретура). Сушка осуществляется топочными газами при температуре на выходе в БГС 220С и на выходе -100С.

Высушенные гранулы (1-1,4% влаги) сортируют на грохоте 12. Товарную фракцию охлаждают воздухом в барабане 10 до 35-40С и опудривают в кондиционере 9. крупная фракция нитрофоски измельчается в дробилке 11 и вместе с мелкой фракцией ленточным конвейером 13 возвращается в БГС.

Отходящие газы из первых четырех реакторов очищают в аппарате с плавающей насадкой (АПН) . От соединений фтора, оксидов азота и паров азотной кислоты путем промывки водой или раствором соды. Газы, выделяющиеся из остальных реакторов, очищают от аммиака в аппарате АПН 18, орошаемом кислым раствором сульфит-бисульфита аммония. Отработанные растворы, получаемые в результате абсорбции, возвращаются в реакторы V и VI.

U-образный реактор (рис. II-4) состоит из корпуса 3, внутри которого помещена перегородка 5, разделяющая аппарат как бы на две трубы, соединенные внизу коленом. Высота труб 2,6м, диаметр 0,8м. В каждой трубе расположена двухъярусная пропеллерная мешалка. Мешалки вращаются с частотой 180 об/мин таким образом, чтобы по одной трубе жидкость шла вниз, а по другой -- вверх.[3]

Ввод и вывод раствора из реактора производится через тангенциально расположенные штуцера. Газообразный аммиак подают в нижнюю часть аппарата по двум трубкам. Реактор выполнен из хромированной стали, имеет водяную рубашку. Объем реактора 2 м3.

Мощность единичной технологической линии производства нитрофоски составляет 250 тыс. т в год.

реактор u-образный

Рис.II - 4. Реактор U-образный: 1- лопасть мешалки; 2- охлаждающая рубашка; 3- корпус; 4- вас мешалки; 5- перегородка.

Похожие статьи




Производство нитроаммофоски - Производство нитроаммофоски

Предыдущая | Следующая