CN1293171A - 管道反应器制硫磷铵复合肥料的方法 - Google Patents

管道反应器制硫磷铵复合肥料的方法 Download PDF

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    • C05B7/00Fertilisers based essentially on alkali or ammonium orthophosphates

Abstract

一种采用管道反应器制硫磷铵复合肥料的方法,将浓度19~27%的二水物磷酸、93~98%的硫酸与气氨在管道反应器内进行中和反应,反应温度是140~180℃,压力是0.2~0.5MPa,反应后料浆的pH值是4.5~5.5,料浆再经喷淋造粒、减压闪蒸、干燥后即为硫磷铵复合肥料。本发明的方法省去了磷酸浓缩生产装置,降低了投资费用和操作费用,具有良好的经济和社会效益,并且可利用我国品位较低的磷矿进行生产,是一条符合国情的工艺路线,适合中、小化肥企业。

Description

管道反应器制硫磷铵复合肥料的方法
本发明涉及一种采用管道反应器制复合肥料的方法,更确切地说是涉及一种采用管道反应器制硫磷铵复合肥料的方法。
随着湿法磷酸及其浓缩技术的提高,美国TVA和西班牙Cros等公司以浓缩湿法磷酸为原料,应用管道反应器代替传统的槽式搅拌氨化反应器,进行了生产磷酸铵及磷酸铵系复合肥料的研究开发,取得了多项专利(US3130033、US3420624)。目前,世界上许多企业已采用管道反应器生产磷酸铵及磷酸铵系复合肥料。
1964年英国Fisons公司开发了槽式加压氨中和及喷雾干燥制粉状磷酸一铵生产工艺,专利号为US3415638。美国Swift农业与化学品公司开发了喷嘴氨化反应器及喷雾干燥制粉状磷酸一铵生产工艺,专利号为US3419378。
上海化工研究院在“六五”和“七五”期间进行了采用管道反应器制粉状磷酸一铵及复合肥料生产技术的开发研究,并已在国内推广应用。
上述技术的研究成功对化学肥料工业产生了巨大的推动作用,但上述工艺都是以浓缩磷酸为原料进而生产复合肥料,在生产中需配置投资费用很大的浓缩装置,因此生产操作费用也较高。另外,我国由于磷矿品位比较低,部分地区磷矿杂质含量较高,给磷酸浓缩的生产带来一定困难。
本发明的目的就是提供一种以未浓缩的二水物湿法磷酸为原料(磷酸中P2O5 19~27%),采用管道反应器直接生产粉状硫磷铵复合肥料的方法。该方法省去了投资和操作费用都较高的磷酸浓缩装置,适合于中小化肥厂生产复合肥料。
本发明的原理是:二水物湿法磷酸、硫酸及气氨在管道反应器内进行中和反应,磷酸与氨反应生成磷酸一铵和部分磷酸二铵,硫酸与氨反应生成硫酸铵。磷酸、硫酸与氨的氨化反应属于飞速反应,反应过程中可释放大量的热量,后者释放的反应热比前者要大。由于二水物湿法磷酸P2O5浓度较低,酸中含有较多水分,磷酸与氨的化学反应热不足以蒸发料浆中的大部分水分,适量添加硫酸,利用硫酸与氨的化学反应热蒸发料浆中的大部分水分。上述反应的反应方程式如下:
在管道反应器中反应后的料浆经一喷头喷淋到喷雾干燥塔中,料浆一离开喷头即迅速减压闪蒸,蒸发掉大部分水分,肥料在降落过程中又与冷空气逆流接触,边冷却边继续干燥,落入干燥塔底的肥料经输送、筛分、包装即为硫磷铵复合肥料。
为实现上述发明目的,本发明的采用管道反应器制硫磷铵复合肥料的方法包括如下步骤:
(1)含P2O5 19~27%(重量)的二水物湿法磷酸、93~98%(重量)的硫酸与气氨在管道反应器内进行中和反应,管道反应器内的温度是140~180℃,压力是0.2~0.5MPa,反应后料浆的pH值是4.5~5.5,
(2)从管道反应器出来的料浆从喷雾干燥塔顶喷淋到干燥塔中,闪蒸,降落过程中与冷空气逆流接触换热并继续干燥,落入塔底的肥料即为硫磷铵复合肥料。
本发明的制硫磷铵复合肥料的方法,所述的磷酸和硫酸的加入量为磷酸∶硫酸=(0.3~0.7)∶1(以磷酸中含P2O5∶H2SO4计,重量)。
本发明的制硫磷铵复合肥料的方法,所述的气氨的加量是通过酸被中和的程度来控制,中和度控制在1.0~1.2,此时,料浆的pH是4.5~5.5。
本发明的采用管道反应器制硫磷铵复合肥料的方法与现有技术相比,省去了磷酸浓缩生产装置和浓缩过程中消耗的各种操作费用,降低了投资费用及产品的蒸汽消耗,总投资可降低25~30%,每吨P2O5可节约2.5吨蒸汽,具有良好的经济效益和社会效益。本发明的生产工艺过程较为简单,投资省,由于生产过程中磷酸不需要浓缩,可利用我国普遍品位较低的磷矿进行生产,并允许磷酸中含有<5%的固相杂质,是一条适应我国国情的生产工艺路线,适合于中、小化肥厂企业。
附图是本发明制硫磷铵复合肥料方法的工艺流程图。
图中标号表示为:
1-磷酸贮槽,2-磷酸输送泵,3-磷酸中间槽,4-磷酸计量泵,5-硫酸贮槽,6-硫酸输送泵,7-硫酸中间槽,8-硫酸计量泵,9-液氨汽化器,10-气氨稳压罐,11-管道反应器,12-喷雾干燥塔,13-皮带输送机,14-振动筛,15-成品斗式提升机,16-大块破碎机,17-斗式提升机,18-洗涤液槽,19-循环泵。
二水物湿法磷酸由磷酸贮槽[1]流出,通过磷酸输送泵[2]输送到磷酸中间槽[3];硫酸由硫酸贮槽[5]流出,通过硫酸输送泵[6]输送到硫酸中间槽[7]。然后,磷酸和硫酸分别经磷酸计量泵[4]和硫酸计量泵[8]送至管道反应器[11]。液氨通过液氨汽化器[9]汽化转变为气氨,经过气氨稳压罐[10]并计量后送至管道反应器[11]。磷酸、硫酸与气氨在管道反应器[11]内进行中和反应,反应后的肥料料浆喷淋到喷雾干燥塔[12]中,闪蒸,在降落过程中与冷空气逆流接触换热并继续干燥。落入塔底的肥料经皮带输送机[13]送至振动筛[14]筛分。大颗粒肥料经大块破碎机[16]破碎后,由斗式提升机[17]送到皮带输送机[13]上,再由皮带输送机[13]送至振动筛[14]筛分。合格的粉状硫磷铵肥料由成品斗式提升机[15]送到仓库,包装后即为肥料成品。由于采用自热干燥,塔内气速较低,尾气含尘仅需在排气筒中进行洗涤即可放空。洗涤液有循环泵[19]在排气筒与洗涤液槽[18]之间循环吸收。
下面通过本发明的具体实施例来进一步说明本发明,但实施例不是对本发明的限制。
实施例1:
浓度为19%(P2O5,重量)的磷酸0.863吨,93%(重量)的硫酸0.484吨与气氨0.2吨在管道反应器内进行中和反应,管道反应器内的温度约为175℃,压力约为0.48MPa,中和度约是1.05,反应后料浆的pH约为4.8。从管道反应器出来的料浆从喷雾干燥塔顶喷淋到干燥塔中,减压闪蒸,降落过程中与冷空气逆流接触换热并继续干燥,落入塔底的肥料经筛分、包装即为硫磷铵复合肥料。成品肥料分析结果为:N 16.5%,P2O5 16.5%,水分<3%,粒度小于1mm的肥料>90%。
实施例2:
除浓度为23%(P2O5,重量)的磷酸0.846吨,93%(重量)的硫酸0.439吨,气氨0.197吨,控制管道反应器内的温度约为160℃,压力约为0.3MPa,中和度约为1.05,反应后料浆的pH约为4.8外,其余操作步骤同实施例1。成品肥料分析结果为:N 16.0%,P2O5 19.0%,水分<3%,粒度小于1mm的肥料>90%。
实施例3:
除浓度为27%(P2O5,重量)的磷酸0.829吨,93%(重量)的硫酸0.396吨,气氨0.190吨,控制管道反应器内的温度约为145℃,压力约为0.25MPa,中和度约为1.05,反应后料浆的pH约为4.8外,其余操作步骤同实施例1。成品肥料分析结果为:N 15.5%,P2O5 22.5%,水分<3%,粒度小于1mm的肥料>90%。
实施例4:
除浓度为21%(P2O5,重量)的磷酸0.823吨,95%(重量)的硫酸0.487吨,气氨0.204吨,控制管道反应器内的温度约为170℃,压力约为0.45MPa,中和度约为1.0,反应后料浆的pH约为4.5外,其余操作步骤同实施例1。成品肥料分析结果为:N 17.3%,P2O5 17.3%,水分<3%,粒度小于1mm的肥料>90%。
实施例5:
除浓度为25%(P2O5,重量)的磷酸0.874吨,98%(重量)的硫酸0.378吨,气氨0.191吨,控制管道反应器内的温度约为150℃,压力约为0.28MPa,中和度约为1.2,反应后料浆的pH约为5.5外,其余操作步骤同实施例1。成品肥料分析结果为:N 15.7%,P2O5 21.9%,水分<3%,粒度小于1mm的肥料>90%。

Claims (3)

1、一种采用管道反应器制硫磷铵复合肥料的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
(1)浓度19~27%(P2O5,重量)的二水物湿法磷酸和93~98%(重量)的硫酸与气氨在管道反应器内进行中和反应,管道反应器内的温度是140~180℃,压力是0.2~0.5MPa,反应后料浆的pH值是4.5~5.5,
(2)从管道反应器出来的料浆从喷雾干燥塔顶喷淋到干燥塔中,减压闪蒸,降落过程中与冷空气逆流接触换热并继续干燥,落入塔底的肥料即为硫磷铵复合肥料。
2、如权利要求1所述的制硫磷铵复合肥料的方法,其特征在于所述的磷酸和硫酸的加入量为磷酸∶硫酸=(0.3~0.7)∶1(以磷酸中含P2O5∶H2SO4计,重量)。
3、如权利要求1所述的制硫磷铵复合肥料的方法,其特征在于气氨的加量是通过酸被中和的程度来控制,中和度控制在1.0~1.2。
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