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Fabrication d'engrais*
La présente Invention concerne la fabrication d'engrais base de nitrate d'ammonium et de phosphate monoammonique.
On sait que des mélanges de nitrate d'ammonium et de phot-' phate monoammonique peuvent être obtenus par ammoniation d'acide ni- trique et d'acide phosphorique et que le produit peut être mélange avec d'autres matières. Toutefois pour éviter la formation de bouil lies épaisses et visqueuses qu'il est impossible de manipuler et de traiter, on a jugé nécessaire de conduire l'ammoniation en pré- sence de quantités relativement importantes d'eau.
La quantité précise d'eau varie avec les proportions relatives de nitrate d'am-
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monium et de phosphate monoammonique, mais n'est jamais inférieure à 11% en poids et peut atteindre 25% en poids lorsque la proportion de phosphate augmente, le pourcentage étant calculé sur la base du poids du produit contenant le nitrate d'ammonium, le phosphate mo- noammonique et l'eau. Il est évident que d'aussi grandes quantités d'eau sont indésirables parce qu'elles requièrent des opérations oné reuses de granulation et de séchage. Ces grandes quantités d'eau empêchent également la pleine utilisation de la chaleur d'ammonia- tion.
On sait aussi que des masses fondues peuvent être obtenues en faisant fondre des mélanges de nitrate d'ammonium et de phospha- te monoammonique, ces masses étant anhydres ou ne contenant que de petites quantités d'eau. Les masses fondues de ce genre qui sont anhydres ou ne contiennent que de petites quantités d'eau ne peu- vent toutefois être formées par ammoniation directe d'un mélange d'acide phosphorique et d'acide nitrique comme cela a été proposé.
En effet, si on ensaie d'obtenir une masse fondue sensiblement an- hydre comprenant du nitrate d'ammonium et du phosphate monoammoni. que en faisant réagir simplement de l'ammoniac anhydre avec un mé. lange d'acide phosphorique et d'acide nitrique, le mélange s'échauf- fe tellement que l'ammoniac n'est pas absorbé.
Certains mélanges de nitrate d'ammonium et de phosphate monoammonique fondent à des températures supérieures à 165*C et ne sont pas suffisamment fluides pour être traités à des températu- res inférieures à 170*C.
On a découvert avec surprise que des masses fondues suffi- samment fluides pour être traitées à des températures inférieures à 170*C et comprenant du nitrate d'ammonium et du phosphate monoammo- nique peuvent être formées par ammoniation d'un mélange acide com- prenant au moins des anions phosphate et nitrate, des cations hydro- gène et de l'eau si la masse fondue formée contient moins de 2% en poids d'eau, le. teneur en eau état ramenée à cette valeur en fai-
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sant passer un gaz inerte dans au moins une partie du mélange acide ammonié ou partiellement ammonié.
Suivant l'invention, dans un procédé de fabrication d'en- grais complexes, on effectue l'ammoniation d'un mélange acide con- tenant au moins des anions phosphate et nitrate, des cations hydre. gène et de l'eau, et on réduit la teneur en eau du mélange ammonié ou du mélange acide partiellement ammonié en faisant passer un gaz inerte dans au moins une partie du mélange pour former une masse fondue liquide en substance homogène comprenant du nitrate d'ammo- niu, du phosphate monoammonique, et des phosphates condensés, et jusqu'à 2 et de préférence jusqu'à 1% d'eau sur la base du poids de la masse fondue, celle-ci étant à une température intérieure à 170*0,
et on retire la masse fondue liquide homogène de la zone de réaction et on la traite pour obtenir un engrais de préférence gra- ; nulaire.
Par phosphate monoammonique on entend ici les composés dans lesquels le rapport NH3:H3PO4 est compris dans la gamme de 0,9:1 à 1,1:1.
Dans une forme de réalisation de l'invention, le mélange acide est ammonié en présence d'une certaine quantité de la masse fondue liquide en substance homogène comprenant du nitrate d'ammo- nium et du phosphate monoammonique, cette masse fondue contenant moins de 2% d'eau sur la base de son poids et ayant une température inférieure à 170 C. Dans cette forme de réalisation de l'invention, le procédé est exécuté de façon continue dans un réacteur muni de moyens entretenant un certain volume de fluide de réaction.
Par exemple, le procédé est avantageusement exécuté dans un réacteur muni de dispositifs à trop-plein pour le soutirage du produit* En outre, dans cette forme de réalisation de l'invention, la teneur en eau est réduite par un procédé suivant lequel on soutire une partie de la masse fondue liquide homogène, on la refroidit et on réduit sa teneur en eau en y faisant passer un gaz puis on renvoie
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cette partie à la masse fendue liquide homogène, ce qui maintient la masse fondue & température et teneur en eau constantes, Ce pro- cédé de l'invention peut être exécuté dans un ou plusieurs réci- pients de réaction munis d'agitateurs et montés en série ou en parallèle.
Dans les procédés suivant lesquels la masse fondue liquide homogène sert de milieu où est exécutée l'ammoniation du mélange acide, la misse fondue peut &tre formée au début en ajoutant du phosphate monoammonique ou de l'acide phosphorique et de l'ammoniac à du nitrate d'ammonium fondu et en réglant la température au-des- sous de 170*C et la teneur en eau au-dessous de 2% sur la base du poids du mélange.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le mélange acide peut être ammonié par un procédé suivant lequel on réduit la teneur en eau du mélange à une valeur comprise entre 0 et 2% sur la base du poids du mélange lorsque le pH du mélange pendant l'ammoniation approche de 4. Ce procédé est de préférence exécuté dans un ou plusieurs réacteurs tubulaires, comme décrit dans la demande de brevet anglais n 9919/62.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le mélange acide est ammonié par un procédé suivant lequel on et- fectue l'ammoniation d'un mélange acide contenant au moins des anions phosphate et nitrate, des cations hydrogène et de l'eau pour former un mélange liquide en substance homogène comprenant du nitra- te d'ammonium, du phosphate monoammonique et de l'eau et maintenu à son point d'ébullition ou au voisinage de ce point, le mélange liquide homogène ayant (1) un rapport pondéral N:P2O5, calculé à partir de la teneur en azote du nitrate d'ammonium et du phosphate monoammonique et de la teneur en P2O5 du phosphate monoammoniuqe, situé dans la gamme de 0,64 à 2,1, (2) une température supérieure à T C, T étant égal à 158(N:P2O5)-0,11 et de préférence à 164 (N:
P2O5)-0,11 et (3) une teneur en eau comprise entre une valeur
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minimum de 2% en poids et de préférence de 3% en poids, et une valeur maximum de W% en poids, le pourcentage en poids étant basé sur le poids du mélange liquide homogène et W étant égal à (2+4 N:P2O5); et on réduit la teneur en eau par un procédé suivant lequel on isole le mélange liquide homogène et on y fait passer un gaz pour former une mause fondue liquide en substance homogène comprenant du nitrate d'ammonium, du phosphate monoam- monique, des phosphates condensas et jusqu'à 2% et de préférence jusqu'à 1% d'eau sur la base du poids de la masse fondue, celle-ci étant à une température inférieure à 170 C.
Dans le procéda suivant l'invention, le gaz est de prêté- rence passé dans le mélange ammonié ou acide partiellement ammonié ' lorsque le pH du mélange est supérieur à 1,5, le pH étant celui d'une solution saturée à 20 C.
Le gaz inerte est de préférence de l'air et il est utili- sé à une température suffisamment élevée pour ne pas refroidir la masse fondue à une température à laquelle elle n'est pas fluide, par exemple d'au moins 150 C. La quantité d'air peut être comprise entre 5 et 20% du poids du bain fondu.
Une particularité importante de l'invention est qu'à des teneurs en humidité inférieures à 2% du poids du mélange liquide homogène, la température de cristallisation du mélange est sensible- ment Intérieure à celle d'une masse fondue contenant 2 à 4% en poids d'humidité. Cet abaissement du point de fusion n'est pas élucidé, mais pourrait être fin en partie au moins à la formation de phospha- te condensés tels que des orthophosphates et des pyrophosphates.
En général, la température à laquelle la masse fondue liquide homo- gène peut exister est d'autant plus basse que la quantité d'eau est plus faible. Par exemple, des masses fondues liquides homogènes qui; contiennent moins de 1% $en poids d'eau ont une température de cris- tallisation sensiblement plus basse que celles contenant 2% en poids d'eau.
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L'intervalle de températures dans lequel des masses fondues comprenant du nitrate d'ammonium, du phosphate monoammonique et éventuellement une petite quantité d'eau sont stables sous forme
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de liquides homogènes dépend du rapport NsP20,6 Il s'est avéré que l'intervalle de températures dans lequel le mélange nitrate d'ammonium/phosphate monoammonique est liquide est d'autantplus
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grand que le rapport N:P205 est plus grand, et cela jusqu'à une valeur maximum de 2:1.
Suivant le rapport NtPO,, la température à laquelle des mélanges comprenant du nitrate d'ammonium, du phos-
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phate monoamnoniclue et éventuellement une petite quantité d'eau sont stables sous forme de liquides homogènes est située dans un
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intervalle dont la limite inférieure est 13000. Avantageusement, le procédé de l'i nvention est exécuté à des températures inférieures à 165*C et de préférence inférieures à 160'C.
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Le rapport Ntp2o5 calculé à partir de la teneur en azote du nitrate d'ammonium et du phosphate monoammonique et de la teneur en P2O5 du phosphate monoammonique peut varier d.e It2 à 2tl, mais de préférence de 1:2 à le75sl. La masse fondue liquide homo- gène contient de préférence au moins 10% en poids de phosphate mono- ammonique.
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Le mélange acide qui doit être on16 contient de pré- férence des anions phosphate sous forme d'acide phosphorique et des anions nitrate sous forme d'acide nitrique ou de nitrate d'ammonium.
Le mélange acide peut contenir également des cations ammonium, par
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exemple sous la forme de nitrate d'ammonium ou de sulfate 4#amriontun En outre,il peut contenir de l'acide sulfurique. Si de l'acide sulfurique est présent au cours de l'amaaonlation, la chaleur de réaction de la formation de sulfate d'arosoalun peut Atre utilisée pour atteindre et entretenir les températures élevées nécessaire?.
La quantité de sulfate d'ammonium formée pendant la réaction ne
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doit toutefois pas excéder 20% du poids du mélange. Le l'acide phosphorique de voie humide contient une certaine quantité d'acide sulfurique. Les acides phosphorique et nitrique sont de préféren- ce concentrés et les ions phosphate peuvent être ajoutés
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sous forme d'acide superphosphorique
La masse fondue liquide homogène peut être traitée de di- verses façons pour obtenir un engrais. Par exemple, la masse fondue peut être pulvérisée dans un milieu de refroidissement gazeux où el- le forme des granules.
En variante, le mélange liquide peut être déversé par exemple sur un système de refroidissement à tambour ou à courroie où il se solidifie et dont il est retiré sous forme d'écaillés dures. Celles-ci sont concassées dans un broyeur pour donner un produit granulaire de la granulométrie requise. Les fi- ' ne! du broyage, normalement 5 à 30% du produit, peuvent être renvo- yées à l'entrée du système et incorporées à la masse fondue ou à la ' bouillie. Elles peuvent être introduites avec d'autres constituants! éventuels, tels que des sels de potassium. Les produits ont d'exel- lentes propriétés de stockage et prennent moins en masse que ceux ayant la même composition générale qui sont obtenus par des procédas' de granulation agglomérante.
La masse fondue peut être également traitée pour obtenir me engrais granulaire par un procédé suivant lequel on la mélange avec d'autres engrais et on granule le produit. Les autres engrais peu- ?vent être choisis dans la classe formée par les sels de potassium, le sulfate d'ammonium, l'urée, les superphosphates et les oligo- éléments. De préférence, les autres engrais sont le chlorure de potassium ou le sulfate de potassium et/ou le sulfate d'ammonium.
On peut obtenir un nombre quelconque d'autres engrais complexes en utilisant les procédés de l'invention et des rapports d'éléments nutritifs tels que les suivants son possibles 1:2:1, 1 :2:2, 1:1:1, 2:1:1, 2:2:1, 2:1:2, etc.
L'essai suivant montre l'impossibilité de former des mélanges anhydres de nitrate d'ammonium et de phosphate monoammoni- que en ammoniant simplement les acides.
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ESSAI
Un mélange de 144 parties par heure d'acide phosphorique
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(50% Pz05) et de 440 parties par heure d'acide nitrique à gaz est ammonié dans deux récipients munis d'agitateurs et raccorde* entre eux de sorte que le contenu du premier déborde dans le second.
Le rapport de l'ammoniac admis dans le premier récipient à l'ammo- niac admis dans le second est de 7:1.
La température du mélange de réaction s'élève de façon continue et la teneur en eau est réduite par ébullition jusqu'à ce
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qu'elle soit de z à 200 C. A une teneur en eau de 1%, la tem- pérature est de 21500 et l'ammon1at1on cesse, même en présence d'un grand excès d'ammoniac.
Les exemples suivants illustrent l'invention.
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fI'U' E 1...
On introduit 242 parties par heure de nitrate d'ammonium à 95% et 72 parties par heure d'acide phosphorique de voie humide (50% P20,) dans un tube en acier inoxydable ayant un diamètre de 12,7 mm et recevant une injection d'ammoniac. Le produit quittant le tube a une teneur en eau de 5 à 6% et un pH de 2,5 à 155*C.
L'ammoniation est poursuivie à contre-courant dans une
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tour garnie chauffée. De l'air chauffé à 3,e0 C est passé z son- tre-courant et de l'ammoniac est utilisé pour favoriser la réduction de la teneur en humidité. Le produit quittant la réacteur est un
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liquide homogène ayant une température de 16000 et un pH de 40 et donnant les valeurs suivantes à l'analyse! 27% N, 16% P20" 0,3% Oxo.
EX!!1{PLE ...
On introduit de façon continue 300 parties par heure d'aci- de phosphorique de voie humide (50% p205)' 246 parties par heure d'acide nitrique à 57% et 556 parties par heure de nitrate d'ammo- nium dans un récipient muni d'un agitateur et d'un trop-plein et
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on procède à l'ammoniation jusqu'à pH 4 à 160-16500. La teneur en eau du mélange est de 5-6;&. Le mélange est introduit dans une tour dans laquelle on fait passer à contre-courant de l'air à 180*C
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pour obtenir un produit liquide homogène contenant 0,6% H2O à 150-160 C. Le produit a un rapport pondéral N:P2O5 de 2:1.
EXEMPLE 3
On agite 500 parties d'un mélange fondu de nitrate d'ammo- nium et de; phosphate monoammonique contenant 0,5% en poids d'eau à une température de 165*C. dans un récipient en ajoutant 47,7 partie* par heure d'acide phosphorique de voie humide à 50% de P2O5, 52,3 parties par heure de nitrate d'ammonium et 6,2 parties d'ammoniac.
Simultanément, on fait circuler 150 parties par heure du mélange fondu dans une tour de séchage où il est mis en contact avec de l'air à 150 C, ce qui réduit sa teneur en eau avant son retour au récipient. On obtient 100 parties par heure de produit ayant une teneur en eau de 0,5% et un rapport pondéral N:P2O5 de 1:1.
EXEMPLE 4
Une masse fondue préparée comme dans l'exemple 2 est pulvé- risée à raison de 40 parties par heure sur 9,7 parties par heure de chlorure de potassium et 24,9 parties par heure de fines recyclées contenues dans un tambour rotatif et maintenues à 119 C. On obtient un produit granulaire ayant un rapport pondéral N:P2O5:K2O de 2:1:1 et une teneur en eau de 0,2%. La proportion de produit granulaire ayant la granulométrie recherchée de 1,6 à 4,8 mm est de 69%. Le produit a d'excellentes propriétés de stockage.
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Fertilizer manufacturing *
The present invention relates to the manufacture of fertilizers based on ammonium nitrate and monoammonium phosphate.
It is known that mixtures of ammonium nitrate and monoammonic photphate can be obtained by ammoniation of nitric acid and phosphoric acid and that the product can be mixed with other materials. However, in order to avoid the formation of a thick and viscous slurry which is impossible to handle and process, it has been found necessary to conduct the ammoniation in the presence of relatively large amounts of water.
The precise amount of water varies with the relative proportions of am- nitrate.
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monium and monoammonium phosphate, but is never less than 11% by weight and can reach 25% by weight when the proportion of phosphate increases, the percentage being calculated on the basis of the weight of the product containing ammonium nitrate, the monoammonium phosphate and water. Obviously, such large amounts of water are undesirable because they require expensive granulation and drying operations. These large amounts of water also prevent the full use of the heat of ammonia.
It is also known that melts can be obtained by melting mixtures of ammonium nitrate and monoammonium phosphate, these masses being anhydrous or containing only small amounts of water. Such melts which are anhydrous or contain only small amounts of water, however, cannot be formed by direct ammoniation of a mixture of phosphoric acid and nitric acid as has been proposed.
Indeed, if we try to obtain a substantially anhydrous melt comprising ammonium nitrate and monoammoni phosphate. than by simply reacting anhydrous ammonia with a me. A mixture of phosphoric acid and nitric acid, the mixture heats up so much that the ammonia is not absorbed.
Some mixtures of ammonium nitrate and monoammonium phosphate melt at temperatures above 165 ° C and are not sufficiently fluid to be processed at temperatures below 170 ° C.
It has surprisingly been found that melts sufficiently fluid to be processed at temperatures below 170 ° C and comprising ammonium nitrate and monoammonium phosphate can be formed by ammoniation of an acid mixture comprising. at least phosphate and nitrate anions, hydrogen cations and water if the melt formed contains less than 2% by weight of water, the. water content state reduced to this value in
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sant passing an inert gas through at least part of the ammonia or partially ammonia acid mixture.
According to the invention, in a process for the production of complex fertilizers, the ammoniation of an acid mixture containing at least phosphate and nitrate anions and hydra cations is carried out. gene and water, and the water content of the ammonium mixture or the partially ammoniated acid mixture is reduced by passing an inert gas through at least a portion of the mixture to form a substantially homogeneous liquid melt comprising nitrate. ammonium, monoammonium phosphate, and condensed phosphates, and up to 2 and preferably up to 1% water based on the weight of the melt, the latter being at an internal temperature of 170 * 0,
and removing the homogeneous liquid melt from the reaction zone and treating it to obtain a preferably granular fertilizer; nular.
By monoammonium phosphate is meant here the compounds in which the NH3: H3PO4 ratio is in the range from 0.9: 1 to 1.1: 1.
In one embodiment of the invention, the acidic mixture is ammoniated in the presence of a certain amount of the substantially homogeneous liquid melt comprising ammonium nitrate and monoammonium phosphate, this melt containing less than 2 % water based on its weight and having a temperature below 170 C. In this embodiment of the invention, the process is carried out continuously in a reactor provided with means maintaining a certain volume of reaction fluid .
For example, the process is advantageously carried out in a reactor provided with overflow devices for withdrawing the product. In addition, in this embodiment of the invention, the water content is reduced by a process according to which the product is withdrawn. part of the homogeneous liquid melt, it is cooled and its water content is reduced by passing a gas through it and then
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this part has a homogeneous liquid split mass, which keeps the melt & temperature and water content constant. This process of the invention may be carried out in one or more reaction vessels provided with stirrers and mounted in series or parallel.
In processes in which the homogeneous liquid melt serves as the medium in which the ammoniation of the acidic mixture is carried out, the melt can be formed at the outset by adding monoammonium phosphate or phosphoric acid and ammonia to nitrate. of molten ammonium and setting the temperature below 170 ° C and the water content below 2% based on the weight of the mixture.
In another embodiment of the invention, the acidic mixture can be ammoniated by a method in which the water content of the mixture is reduced to a value between 0 and 2% based on the weight of the mixture when the pH of the mixture is reduced. mixing during ammoniation approach 4. This process is preferably carried out in one or more tubular reactors, as described in UK Patent Application No. 9919/62.
In another embodiment of the invention, the acidic mixture is ammoniated by a process in which the ammoniation of an acidic mixture containing at least phosphate and nitrate anions, hydrogen cations and water is carried out. to form a substantially homogeneous liquid mixture comprising ammonium nitrate, monoammonium phosphate and water and maintained at or near its boiling point, the homogeneous liquid mixture having (1) a ratio N weight: P2O5, calculated from the nitrogen content of ammonium nitrate and monoammonium phosphate and the P2O5 content of monoammonium phosphate, located in the range 0.64 to 2.1, (2) a temperature greater than TC, T being equal to 158 (N: P2O5) -0.11 and preferably to 164 (N:
P2O5) -0.11 and (3) a water content between a value
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minimum of 2% by weight and preferably 3% by weight, and a maximum value of W% by weight, the percentage by weight being based on the weight of the homogeneous liquid mixture and W being equal to (2 + 4 N: P2O5 ); and reducing the water content by a process in which the homogeneous liquid mixture is isolated and a gas is passed therethrough to form a substantially homogeneous liquid molten mause comprising ammonium nitrate, monoammonium phosphate, condensed phosphates. and up to 2% and preferably up to 1% water based on the weight of the melt, the latter being at a temperature below 170 C.
In the process according to the invention, the gas is preferably passed through the ammonia or partially ammoniated acid mixture when the pH of the mixture is greater than 1.5, the pH being that of a saturated solution at 20 ° C.
The inert gas is preferably air and is used at a temperature high enough not to cool the melt to a temperature at which it is not fluid, for example at least 150 ° C. amount of air may be between 5 and 20% of the weight of the molten bath.
An important feature of the invention is that at moisture contents of less than 2% of the weight of the homogeneous liquid mixture, the crystallization temperature of the mixture is substantially lower than that of a melt containing 2 to 4% of the mixture. moisture weight. This lowering of the melting point is not elucidated, but could be at least partly related to the formation of condensed phosphates such as orthophosphates and pyrophosphates.
In general, the lower the amount of water, the lower the temperature at which the homogeneous liquid melt can exist. For example, homogeneous liquid melts which; containing less than 1% by weight of water have a significantly lower crystallization temperature than those containing 2% by weight of water.
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The temperature range in which melts comprising ammonium nitrate, monoammonium phosphate and optionally a small amount of water are stable as
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of homogeneous liquids depends on the ratio NsP20.6 It has been found that the temperature range in which the ammonium nitrate / monoammonium phosphate mixture is liquid is all the more
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larger than the ratio N: P205 is larger, and this up to a maximum value of 2: 1.
Depending on the ratio NtPO ,, the temperature at which mixtures comprising ammonium nitrate, phos-
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monoamnonic phate and possibly a small amount of water are stable as homogeneous liquids is located in a
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the lower limit of which is 13000. Advantageously, the process of the invention is carried out at temperatures below 165 ° C and preferably below 160 ° C.
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The ratio Ntp205 calculated from the nitrogen content of ammonium nitrate and monoammonium phosphate and the P2O5 content of monoammonium phosphate can vary from d.e It2 to 2tl, but preferably from 1: 2 to 75sl. The homogeneous liquid melt preferably contains at least 10% by weight of mono-ammonium phosphate.
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The acidic mixture to be on16 preferably contains phosphate anions as phosphoric acid and nitrate anions as nitric acid or ammonium nitrate.
The acid mixture may also contain ammonium cations, for example
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example in the form of ammonium nitrate or 4 # amriontun sulfate In addition, it may contain sulfuric acid. If sulfuric acid is present during amaonlation, the heat of reaction from the formation of arosoalun sulfate can be used to achieve and maintain the high temperatures required.
The amount of ammonium sulfate formed during the reaction does not
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must not, however, exceed 20% of the weight of the mixture. Wet process phosphoric acid contains a certain amount of sulfuric acid. Phosphoric and nitric acids are preferably concentrated and phosphate ions can be added.
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as superphosphoric acid
The homogeneous liquid melt can be processed in various ways to obtain a fertilizer. For example, the melt can be sprayed into a gaseous cooling medium where it forms granules.
Alternatively, the liquid mixture can be discharged, for example, onto a drum or belt cooling system where it solidifies and from which it is removed in the form of hard scales. These are crushed in a mill to give a granular product of the required particle size. The fine! Of the grind, normally 5 to 30% of the product, can be returned to the inlet of the system and incorporated into the melt or slurry. They can be introduced with other constituents! possible, such as potassium salts. The products have excellent storage properties and take up less bulk than those of the same general composition which are obtained by agglomerating granulation procedures.
The melt can also be processed to obtain granular fertilizer by a process by which it is mixed with other fertilizers and the product is granulated. The other fertilizers can be chosen from the class formed by potassium salts, ammonium sulfate, urea, superphosphates and trace elements. Preferably, the other fertilizers are potassium chloride or potassium sulfate and / or ammonium sulfate.
Any number of other complex fertilizers can be obtained using the methods of the invention and nutrient ratios such as the following are possible 1: 2: 1, 1: 2: 2, 1: 1: 1, 2: 1: 1, 2: 2: 1, 2: 1: 2, etc.
The following test shows the impossibility of forming anhydrous mixtures of ammonium nitrate and monoammonium phosphate by simply ammonizing the acids.
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TEST
A mixture of 144 parts per hour of phosphoric acid
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(50% Pz05) and 440 parts per hour of gas nitric acid is ammoniated in two vessels fitted with stirrers and connected * between them so that the contents of the first overflow into the second.
The ratio of ammonia admitted into the first receptacle to ammonia admitted into the second is 7: 1.
The temperature of the reaction mixture rises continuously and the water content is reduced by boiling until
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whether it is from z to 200 C. At a water content of 1% the temperature is 21,500 and the ammonia ceases, even in the presence of a large excess of ammonia.
The following examples illustrate the invention.
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242 parts per hour of 95% ammonium nitrate and 72 parts per hour of wet phosphoric acid (50% P20 3) are introduced into a stainless steel tube having a diameter of 12.7 mm and receiving an injection. ammonia. The product leaving the tube has a water content of 5 to 6% and a pH of 2.5 to 155 ° C.
Ammoniation is continued against the current in a
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heated packed tower. Air heated to 3.0 ° C is passed through its stream and ammonia is used to help reduce the moisture content. The product leaving the reactor is a
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homogeneous liquid having a temperature of 16000 and a pH of 40 and giving the following values to the analysis! 27% N, 16% P20 "0.3% Oxo.
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300 parts per hour of wet phosphoric acid (50% p205), 246 parts per hour of 57% nitric acid and 556 parts per hour of ammonium nitrate are continuously introduced into a vessel. equipped with an agitator and an overflow and
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ammoniation is carried out to pH 4 at 160-16500. The water content of the mixture is 5-6; &. The mixture is introduced into a tower in which air is passed countercurrently at 180 ° C.
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to obtain a homogeneous liquid product containing 0.6% H2O at 150-160 C. The product has an N: P2O5 weight ratio of 2: 1.
EXAMPLE 3
500 parts of a molten mixture of ammonium nitrate and; monoammonium phosphate containing 0.5% by weight of water at a temperature of 165 ° C. to a container by adding 47.7 parts * per hour of 50% P2O5 wet-process phosphoric acid, 52.3 parts per hour of ammonium nitrate and 6.2 parts of ammonia.
Simultaneously, 150 parts per hour of the molten mixture are circulated in a drying tower where it is contacted with air at 150 ° C., which reduces its water content before it returns to the container. 100 parts per hour of product are obtained having a water content of 0.5% and an N: P2O5 weight ratio of 1: 1.
EXAMPLE 4
A melt prepared as in Example 2 is sprayed at a rate of 40 parts per hour on 9.7 parts per hour of potassium chloride and 24.9 parts per hour of recycled fines contained in a rotating drum and maintained at 119 C. A granular product is obtained having an N: P2O5: K2O weight ratio of 2: 1: 1 and a water content of 0.2%. The proportion of granular product having the desired particle size of 1.6 to 4.8 mm is 69%. The product has excellent storage properties.