專利名稱：管道反應(yīng)器制硫磷銨復(fù)合肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用管道反應(yīng)器制復(fù)合肥料的方法，更確切地說是涉及一種采用管道反應(yīng)器制硫磷銨復(fù)合肥料的方法。
隨著濕法磷酸及其濃縮技術(shù)的提高，美國TVA和西班牙Cros等公司以濃縮濕法磷酸為原料，應(yīng)用管道反應(yīng)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的槽式攪拌氨化反應(yīng)器，進(jìn)行了生產(chǎn)磷酸銨及磷酸銨系復(fù)合肥料的研究開發(fā)，取得了多項專利(US3130033、US3420624)。目前，世界上許多企業(yè)已采用管道反應(yīng)器生產(chǎn)磷酸銨及磷酸銨系復(fù)合肥料。
1964年英國Fisons公司開發(fā)了槽式加壓氨中和及噴霧干燥制粉狀磷酸一銨生產(chǎn)工藝，專利號為US3415638。美國Swift農(nóng)業(yè)與化學(xué)品公司開發(fā)了噴嘴氨化反應(yīng)器及噴霧干燥制粉狀磷酸一銨生產(chǎn)工藝，專利號為US3419378。
上?；ぱ芯吭涸凇傲濉焙汀捌呶濉逼陂g進(jìn)行了采用管道反應(yīng)器制粉狀磷酸一銨及復(fù)合肥料生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)研究，并已在國內(nèi)推廣應(yīng)用。
上述技術(shù)的研究成功對化學(xué)肥料工業(yè)產(chǎn)生了巨大的推動作用，但上述工藝都是以濃縮磷酸為原料進(jìn)而生產(chǎn)復(fù)合肥料，在生產(chǎn)中需配置投資費(fèi)用很大的濃縮裝置，因此生產(chǎn)操作費(fèi)用也較高。另外，我國由于磷礦品位比較低，部分地區(qū)磷礦雜質(zhì)含量較高，給磷酸濃縮的生產(chǎn)帶來一定困難。
本發(fā)明的目的就是提供一種以未濃縮的二水物濕法磷酸為原料(磷酸中P2O519～27％)，采用管道反應(yīng)器直接生產(chǎn)粉狀硫磷銨復(fù)合肥料的方法。該方法省去了投資和操作費(fèi)用都較高的磷酸濃縮裝置，適合于中小化肥廠生產(chǎn)復(fù)合肥料。
本發(fā)明的原理是二水物濕法磷酸、硫酸及氣氨在管道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)，磷酸與氨反應(yīng)生成磷酸一銨和部分磷酸二銨，硫酸與氨反應(yīng)生成硫酸銨。磷酸、硫酸與氨的氨化反應(yīng)屬于飛速反應(yīng)，反應(yīng)過程中可釋放大量的熱量，后者釋放的反應(yīng)熱比前者要大。由于二水物濕法磷酸P2O5濃度較低，酸中含有較多水分，磷酸與氨的化學(xué)反應(yīng)熱不足以蒸發(fā)料漿中的大部分水分，適量添加硫酸，利用硫酸與氨的化學(xué)反應(yīng)熱蒸發(fā)料漿中的大部分水分。上述反應(yīng)的反應(yīng)方程式如下
在管道反應(yīng)器中反應(yīng)后的料漿經(jīng)一噴頭噴淋到噴霧干燥塔中，料漿一離開噴頭即迅速減壓閃蒸，蒸發(fā)掉大部分水分，肥料在降落過程中又與冷空氣逆流接觸，邊冷卻邊繼續(xù)干燥，落入干燥塔底的肥料經(jīng)輸送、篩分、包裝即為硫磷銨復(fù)合肥料。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的采用管道反應(yīng)器制硫磷銨復(fù)合肥料的方法包括如下步驟(1)含P2O519～27％(重量)的二水物濕法磷酸、93～98％(重量)的硫酸與氣氨在管道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)，管道反應(yīng)器內(nèi)的溫度是140～180℃，壓力是0．2～0．5MPa，反應(yīng)后料漿的pH值是4．5～5．5，(2)從管道反應(yīng)器出來的料漿從噴霧干燥塔頂噴淋到干燥塔中，閃蒸，降落過程中與冷空氣逆流接觸換熱并繼續(xù)干燥，落入塔底的肥料即為硫磷銨復(fù)合肥料。
本發(fā)明的制硫磷銨復(fù)合肥料的方法，所述的磷酸和硫酸的加入量為磷酸∶硫酸=(0．3～0．7)∶1(以磷酸中含P2O5∶H2SO4計，重量)。
本發(fā)明的制硫磷銨復(fù)合肥料的方法，所述的氣氨的加量是通過酸被中和的程度來控制，中和度控制在1．0～1．2，此時，料漿的pH是4．5～5．5。
本發(fā)明的采用管道反應(yīng)器制硫磷銨復(fù)合肥料的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去了磷酸濃縮生產(chǎn)裝置和濃縮過程中消耗的各種操作費(fèi)用，降低了投資費(fèi)用及產(chǎn)品的蒸汽消耗，總投資可降低25～30％，每噸P2O5可節(jié)約2．5噸蒸汽，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝過程較為簡單，投資省，由于生產(chǎn)過程中磷酸不需要濃縮，可利用我國普遍品位較低的磷礦進(jìn)行生產(chǎn)，并允許磷酸中含有＜5％的固相雜質(zhì)，是一條適應(yīng)我國國情的生產(chǎn)工藝路線，適合于中、小化肥廠企業(yè)。
附圖
是本發(fā)明制硫磷銨復(fù)合肥料方法的工藝流程圖。
圖中標(biāo)號表示為1-磷酸貯槽，2-磷酸輸送泵，3-磷酸中間槽，4-磷酸計量泵，5-硫酸貯槽，6-硫酸輸送泵，7-硫酸中間槽，8-硫酸計量泵，9-液氨汽化器，10-氣氨穩(wěn)壓罐，11-管道反應(yīng)器，12-噴霧干燥塔，13-皮帶輸送機(jī)，14-振動篩，15-成品斗式提升機(jī)，16-大塊破碎機(jī)，17-斗式提升機(jī)，18-洗滌液槽，19-循環(huán)泵。
二水物濕法磷酸由磷酸貯槽[1]流出，通過磷酸輸送泵[2]輸送到磷酸中間槽[3]；硫酸由硫酸貯槽[5]流出，通過硫酸輸送泵[6]輸送到硫酸中間槽[7]。然后，磷酸和硫酸分別經(jīng)磷酸計量泵[4]和硫酸計量泵[8]送至管道反應(yīng)器[11]。液氨通過液氨汽化器[9]汽化轉(zhuǎn)變?yōu)闅獍保?jīng)過氣氨穩(wěn)壓罐[10]并計量后送至管道反應(yīng)器[11]。磷酸、硫酸與氣氨在管道反應(yīng)器[11]內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)后的肥料料漿噴淋到噴霧干燥塔[12]中，閃蒸，在降落過程中與冷空氣逆流接觸換熱并繼續(xù)干燥。落入塔底的肥料經(jīng)皮帶輸送機(jī)[13]送至振動篩[14]篩分。大顆粒肥料經(jīng)大塊破碎機(jī)[16]破碎后，由斗式提升機(jī)[17]送到皮帶輸送機(jī)[13]上，再由皮帶輸送機(jī)[13]送至振動篩[14]篩分。合格的粉狀硫磷銨肥料由成品斗式提升機(jī)[15]送到倉庫，包裝后即為肥料成品。由于采用自熱干燥，塔內(nèi)氣速較低，尾氣含塵僅需在排氣筒中進(jìn)行洗滌即可放空。洗滌液有循環(huán)泵[19]在排氣筒與洗滌液槽[18]之間循環(huán)吸收。
下面通過本發(fā)明的具體實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但實施例不是對本發(fā)明的限制。
實施例1濃度為19％(P2O5，重量)的磷酸0．863噸，93％(重量)的硫酸0．484噸與氣氨0．2噸在管道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)，管道反應(yīng)器內(nèi)的溫度約為175℃，壓力約為0．48MPa，中和度約是1．05，反應(yīng)后料漿的pH約為4．8。從管道反應(yīng)器出來的料漿從噴霧干燥塔頂噴淋到干燥塔中，減壓閃蒸，降落過程中與冷空氣逆流接觸換熱并繼續(xù)干燥，落入塔底的肥料經(jīng)篩分、包裝即為硫磷銨復(fù)合肥料。成品肥料分析結(jié)果為N 16．5％，P2O516．5％，水分＜3％，粒度小于1mm的肥料＞90％。
實施例2除濃度為23％(P2O5，重量)的磷酸0．846噸，93％(重量)的硫酸0．439噸，氣氨0．197噸，控制管道反應(yīng)器內(nèi)的溫度約為160℃，壓力約為0．3MPa，中和度約為1．05，反應(yīng)后料漿的pH約為4．8外，其余操作步驟同實施例1。成品肥料分析結(jié)果為N 16．0％，P2O519．0％，水分＜3％，粒度小于1mm的肥料＞90％。
實施例3除濃度為27％(P2O5，重量)的磷酸0．829噸，93％(重量)的硫酸0．396噸，氣氨0．190噸，控制管道反應(yīng)器內(nèi)的溫度約為145℃，壓力約為0．25MPa，中和度約為1．05，反應(yīng)后料漿的pH約為4．8外，其余操作步驟同實施例1。成品肥料分析結(jié)果為N 15．5％，P2O522．5％，水分＜3％，粒度小于1mm的肥料＞90％。
實施例4除濃度為21％(P2O5，重量)的磷酸0．823噸，95％(重量)的硫酸0．487噸，氣氨0．204噸，控制管道反應(yīng)器內(nèi)的溫度約為170℃，壓力約為0．45MPa，中和度約為1．0，反應(yīng)后料漿的pH約為4．5外，其余操作步驟同實施例1。成品肥料分析結(jié)果為N 17．3％，P2O517．3％，水分＜3％，粒度小于1mm的肥料＞90％。
實施例5除濃度為25％(P2O5，重量)的磷酸0．874噸，98％(重量)的硫酸0．378噸，氣氨0．191噸，控制管道反應(yīng)器內(nèi)的溫度約為150℃，壓力約為0．28MPa，中和度約為1．2，反應(yīng)后料漿的pH約為5．5外，其余操作步驟同實施例1。成品肥料分析結(jié)果為N 15．7％，P2O521．9％，水分＜3％，粒度小于1mm的肥料＞90％。
權(quán)利要求
1.一種采用管道反應(yīng)器制硫磷銨復(fù)合肥料的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)濃度19～27％(P2O5，重量)的二水物濕法磷酸和93～98％(重量)的硫酸與氣氨在管道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)，管道反應(yīng)器內(nèi)的溫度是140～180℃，壓力是0．2～0．5MPa，反應(yīng)后料漿的pH值是4．5～5．5，(2)從管道反應(yīng)器出來的料漿從噴霧干燥塔頂噴淋到干燥塔中，減壓閃蒸，降落過程中與冷空氣逆流接觸換熱并繼續(xù)干燥，落入塔底的肥料即為硫磷銨復(fù)合肥料。
2.如權(quán)利要求1所述的制硫磷銨復(fù)合肥料的方法，其特征在于所述的磷酸和硫酸的加入量為磷酸∶硫酸=(0．3～0．7)∶1(以磷酸中含P2O5∶H2SO4計，重量)。
3.如權(quán)利要求1所述的制硫磷銨復(fù)合肥料的方法，其特征在于氣氨的加量是通過酸被中和的程度來控制，中和度控制在1．0～1．2。
全文摘要
一種采用管道反應(yīng)器制硫磷銨復(fù)合肥料的方法,將濃度19～27%的二水物磷酸、93～98%的硫酸與氣氨在管道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng),反應(yīng)溫度是140～180℃,壓力是0.2～0.5MPa,反應(yīng)后料漿的pH值是4.5～5.5,料漿再經(jīng)噴淋造粒、減壓閃蒸、干燥后即為硫磷銨復(fù)合肥料。本發(fā)明的方法省去了磷酸濃縮生產(chǎn)裝置,降低了投資費(fèi)用和操作費(fèi)用,具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益,并且可利用我國品位較低的磷礦進(jìn)行生產(chǎn),是一條符合國情的工藝路線,適合中、小化肥企業(yè)。
文檔編號C05B7/00GK1293171SQ00127678
公開日2001年5月2日 申請日期2000年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月1日
發(fā)明者祝延令, 趙繼善, 梁濟(jì) 申請人:上海化工研究院