CN210595276U - 磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，包括碳酸氢铵模块、湿法磷酸储槽、制磷酸一铵模块、复分解模块。碳酸氢铵模块设有碳酸氢铵溶液出口，湿法磷酸储槽设有磷酸出口，碳酸氢铵溶液出口与磷酸出口分别连接至制磷酸一铵模块的进料口，制磷酸一铵模块设有磷酸一铵溶液出口。磷酸一铵溶液出口连接至复分解模块的进料口，复分解模块的进料口还连接有氯化钾溶解槽。本实用新型的有益效果：其他生产线上的副产品碳酸氢铵用于磷酸二氢钾的生产，并且将产磷酸二氢钾与产磷酸一铵结合，在综合考虑后续复合肥的生产需求、各种肥料的市场价格和需求基础上，便于灵活调配磷酸二氢钾与磷酸一铵的产量。
Description
技术领域
本实用新型属于氮肥生产设备技术领域，具体涉及一种磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统。
背景技术
磷酸二氢钾和磷酸一铵均为重要的化肥原料。在现在的众多的生产磷酸二氢钾和磷酸一铵的生产工艺中，都存在副产品或余渣难以处理的难题。然而，未来生态链的化工园区对化工生产要求将日趋严格，不仅要求废水、废气处理合格后才排放，还要将原料全部转化为产品消化掉，不能有余渣堆放或填埋。目前还远远达不到这个要求。以生产磷酸二氢钾为例，目前的生产工艺是利用湿法磷酸工艺，通过萃取的方法生产磷酸二氢钾，其反应的过程中，要加入其他辅料，同时利用三酊脂进行萃取，最后还要回收溶剂，生产过程过于复杂，投资成本高，有必要改进生产工艺。而某些生产链上会产生碳酸氢铵副产品，虽然其也是一种氮肥，但经济价值不高，而且转化为产品还需要浓缩净化处理。因此，在综合考虑各个生产厂区的生产链，将湿法磷酸工艺与碳酸氢铵副产品的处理相结合，具有重要意义。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统。
其技术方案如下：
一种磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，其关键在于，包括碳酸氢铵模块、湿法磷酸储槽、制磷酸一铵模块、复分解模块；
所述碳酸氢铵模块设有碳酸氢铵溶液出口，所述湿法磷酸储槽设有磷酸出口，所述碳酸氢铵溶液出口与所述磷酸出口分别连接至所述制磷酸一铵模块的进料口，所述制磷酸一铵模块设有磷酸一铵溶液出口；
所述磷酸一铵溶液出口连接至所述复分解模块的进料口，所述复分解模块的进料口还连接有氯化钾溶解槽。
采用以上设计，将其他生产线上的副产品碳酸氢铵用于磷酸二氢钾的生产，并且将产磷酸二氢钾与产磷酸一铵结合，在综合考虑后续复合肥的生产需求、各种肥料的市场价格和需求基础上，便于灵活调配磷酸二氢钾与磷酸一铵的产量。
作为优选技术方案，上述复分解模块分别设有磷酸二氢钾出口和氯化铵溶液出口，其中所述磷酸二氢钾出口连接有磷酸二氢钾后处理装置，所述氯化铵溶液出口连接有氯化铵后处理装置。
采用以上设计，将复分解反应后的两种产物磷酸二氢钾与氯化铵分开处理，用于后续复合肥生产。
作为优选技术方案，上述制磷酸一铵模块包括中和反应槽和磷酸一铵缓冲槽，所述中和反应槽的进料口形成所述制磷酸一铵模块的进料口，所述中和反应槽的出料口连接至所述磷酸一铵缓冲槽的进料口，所述磷酸一铵缓冲槽的出料口形成所述磷酸一铵溶液出口，所述磷酸一铵溶液出口还连接有磷酸一铵干燥装置。
采用以上设计，中和反应生成磷酸一铵后，既可直接将溶液用于后续磷酸二氢钾的生产，也可结晶转化为磷酸一铵产品。
作为优选技术方案，上述复分解模块包括按照物料流向依次连接的复分解反应槽、闪蒸冷却器、磷酸二氢钾结晶槽和离心分离装置；
所述复分解反应槽的进料口形成所述复分解模块的进料口，所述离心分离装置分别设有所述磷酸二氢钾出口和所述氯化铵溶液出口。
采用以上设计，无需萃取法生产磷酸二氢钾过程中复杂的萃取和萃取剂回收过程，并且过滤后氯化铵溶液中的残留的磷酸二氢钾也是一种化肥成分，无需再分离，可直接将氯化铵用于复合肥的生产。
作为优选技术方案，上述磷酸二氢钾后处理装置包括磷酸二氢钾干燥机，该磷酸二氢钾干燥机连接有皮带输送机，该磷酸二氢钾干燥机的出料口位于所述皮带输送机的进料端上方；
所述氯化铵后处理装置包括按照物料走向依次连接的浓缩装置、氯化铵结晶槽和氯化铵干燥机。
采用以上设计，方便磷酸二氢钾和氯化铵的回收。
作为优选技术方案，上述碳酸氢铵模块包括制氮装置、脱碳装置、氨合成装置、氨气液分离装置、碳化吸收塔和碳酸氢铵缓冲槽；
所述制氮装置设有氮气出口，所述脱碳装置分别设有甲烷进口、氢气出口和二氧化碳出口，所述氮气出口和所述氢气出口分别连接至所述氨合成装置的原料气进口，所述二氧化碳出口连接至所述碳化吸收塔的进气口；
所述氨合成装置的产品出口连接至所述氨气液分离装置的进料口，所述氨气液分离装置的液体出口连接至所述碳化吸收塔的进料口；
所述氨气液分离装置的气体出口连接有氨压缩装置，该氨压缩装置将压缩氨注入氨储罐；
所述碳化吸收塔的出料口连接至所述碳酸氢铵缓冲槽的进料口。
采用以上设计，将合成氨过程中产生的以氨水形式存在的氨产品直接利用，避免采用成本较高的膜分离工艺，并将脱碳过程产生的二氧化碳加以利用，减少高浓度二氧化碳的处理所需成本。
作为优选技术方案，上述中和反应槽和复分解反应槽外分别绕设有加热环管。
采用以上设计，便于控制反应槽的温度，并可利用其他生产线上的废热。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：其他生产线上的副产品碳酸氢铵用于磷酸二氢钾的生产，并且将产磷酸二氢钾与产磷酸一铵结合，在综合考虑后续复合肥的生产需求、各种肥料的市场价格和需求基础上，便于灵活调配磷酸二氢钾与磷酸一铵的产量。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，包括碳酸氢铵模块1、湿法磷酸储槽2、制磷酸一铵模块3、复分解模块4。所述碳酸氢铵模块1设有碳酸氢铵溶液出口，所述湿法磷酸储槽2设有磷酸出口，所述碳酸氢铵溶液出口与所述磷酸出口分别连接至所述制磷酸一铵模块3的进料口，所述制磷酸一铵模块3设有磷酸一铵溶液出口。
所述磷酸一铵溶液出口连接至所述复分解模块4的进料口，所述复分解模块4的进料口还连接有氯化钾溶解槽5。
所述复分解模块4分别设有磷酸二氢钾出口和氯化铵溶液出口，其中所述磷酸二氢钾出口连接有磷酸二氢钾后处理装置，所述氯化铵溶液出口连接有氯化铵后处理装置。
具体地，所述制磷酸一铵模块3包括中和反应槽3a和磷酸一铵缓冲槽3b，所述中和反应槽3a的进料口形成所述制磷酸一铵模块3的进料口，所述中和反应槽3a的出料口连接至所述磷酸一铵缓冲槽3b的进料口，所述磷酸一铵缓冲槽3b的出料口形成所述磷酸一铵溶液出口，所述磷酸一铵溶液出口还连接有磷酸一铵干燥装置3c。
所述复分解模块4包括按照物料流向依次连接的复分解反应槽4a、闪蒸冷却器4b、磷酸二氢钾结晶槽4c和离心分离装置4d。所述复分解反应槽4a的进料口形成所述复分解模块4的进料口，所述离心分离装置4d分别设有所述磷酸二氢钾出口和所述氯化铵溶液出口。
所述磷酸二氢钾后处理装置包括磷酸二氢钾干燥机6a，该磷酸二氢钾干燥机6a连接有皮带输送机6b，该磷酸二氢钾干燥机6a的出料口位于所述皮带输送机6b的进料端上方。所述氯化铵后处理装置包括按照物料走向依次连接的浓缩装置7a、氯化铵结晶槽7b和氯化铵干燥机7c。
所述闪蒸冷却器4b和所述浓缩装置7a分别设有出气口，生产过程中产生的水汽连接到排放装置。
所述碳酸氢铵模块1包括制氮装置1a、脱碳装置1b、氨合成装置1c、氨气液分离装置1d、碳化吸收塔1e和碳酸氢铵缓冲槽1f。所述制氮装置1a设有氮气出口，所述脱碳装置1b分别设有甲烷进口、氢气出口和二氧化碳出口，所述氮气出口和所述氢气出口分别连接至所述氨合成装置1c的原料气进口，所述二氧化碳出口连接至所述碳化吸收塔1e的进气口。
所述氨合成装置1c的产品出口连接至所述氨气液分离装置1d的进料口，所述氨气液分离装置1d的液体出口连接至所述碳化吸收塔1e的进料口。
所述氨气液分离装置1d的气体出口连接有氨压缩装置1g，该氨压缩装置1g将压缩氨注入氨储罐1h。
所述碳化吸收塔1e的出料口连接至所述碳酸氢铵缓冲槽1f的进料口。所述碳化吸收塔1e还设有余气出口，用于排出过量的二氧化碳。
具体地，所述制氮装置1a可以是空分机，所述氨合成装置1c为氨合成塔。所述脱碳装置1b包括包括高温变换反应器、低温变换反应器、CO2吸收塔、CO2再生塔、汽提塔、闪蒸槽，甲烷经高低变换后生成CO2和H2，送入CO2吸收塔分布，利用热钾碱溶液(半贫液)逆流与之接触，将CO2吸收，吸收二氧化碳后的热钾碱溶液(富液)，进入CO2再生塔，汽提、闪蒸，使热钾碱溶液(富液)中的CO2放出，还原热钾碱溶液(半贫液)再利用。
各模块之间、各装置之间通过必要的管道和送料泵连接。
所述碳酸氢铵缓冲槽1f、中和反应槽3a和磷酸一铵缓冲槽3b分别设有搅拌装置。所述中和反应槽3a和复分解反应槽4a外还分别绕设有加热环管，该加热环管内通入水蒸汽进行加热。
所述湿法磷酸储槽2由湿法磷酸生产链供应磷酸。
本系统将合成氨反应中需要回收利用的氨水和脱碳产生的大量废气二氧化碳反应，生成碳酸氢铵。随后将碳酸氢铵作为反应原料，与湿法磷酸储槽2生产的磷酸进行中和反应，制备磷酸一铵，反应如下：
H3PO4+NH4HCO3＝NH4H2PO4+H2O+CO2。
进一步地，可以直接将中和反应生成的磷酸一铵溶液加以利用，与氯化钾反应，反应时温度控制在80～90摄氏度，生成磷酸二氢钾和氯化铵混合溶液，反应式如下：
NH4H2PO4+KCl＝KH2PO4+NH4Cl。
充分搅拌反应后，再以每小时降10度的速度进行冷却到30℃以下，结晶、离心分离、干燥后即得KH2PO4成品。
离心机分离磷酸二氢钾所得母液再经过浓缩，便可得到氯化铵，它是复合肥生产的主要原料，有较大的应用价值。无需担心氯化铵的纯度，其中存在的少量杂质为KH2PO4和NH4H2PO4，有助于提高复合肥的肥效。
本实用新型能够充分利用合成氨生产工艺的中氨合成气液分离时的氨水，增加碳化工段，生产出副产品碳酸氢铵，利用它与湿法磷酸生产工艺的磷酸，外加氯化钾，经过复分解法的方法，生产出磷酸二氢钾产品，当磷酸二氢钾的市场需求量不大时，还可以联带生产磷酸一铵，以作为复合肥生产原料。该生成系统非常灵活，便于根据实际情况调配磷酸二氢钾和磷酸一铵的产量。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，其特征在于：包括碳酸氢铵模块(1)、湿法磷酸储槽(2)、制磷酸一铵模块(3)、复分解模块(4)；
所述碳酸氢铵模块(1)设有碳酸氢铵溶液出口，所述湿法磷酸储槽(2)设有磷酸出口，所述碳酸氢铵溶液出口与所述磷酸出口分别连接至所述制磷酸一铵模块(3)的进料口，所述制磷酸一铵模块(3)设有磷酸一铵溶液出口；
所述磷酸一铵溶液出口连接至所述复分解模块(4)的进料口，所述复分解模块(4)的进料口还连接有氯化钾溶解槽(5)。
2.根据权利要求1所述的磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，其特征在于：所述复分解模块(4)分别设有磷酸二氢钾出口和氯化铵溶液出口，其中所述磷酸二氢钾出口连接有磷酸二氢钾后处理装置，所述氯化铵溶液出口连接有氯化铵后处理装置。
3.根据权利要求2所述的磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，其特征在于：所述制磷酸一铵模块(3)包括中和反应槽(3a)和磷酸一铵缓冲槽(3b)，所述中和反应槽(3a)的进料口形成所述制磷酸一铵模块(3)的进料口，所述中和反应槽(3a)的出料口连接至所述磷酸一铵缓冲槽(3b)的进料口，所述磷酸一铵缓冲槽(3b)的出料口形成所述磷酸一铵溶液出口，所述磷酸一铵溶液出口还连接有磷酸一铵干燥装置(3c)。
4.根据权利要求3所述的磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，其特征在于：所述复分解模块(4)包括按照物料流向依次连接的复分解反应槽(4a)、闪蒸冷却器(4b)、磷酸二氢钾结晶槽(4c)和离心分离装置(4d)；
所述复分解反应槽(4a)的进料口形成所述复分解模块(4)的进料口，所述离心分离装置(4d)分别设有所述磷酸二氢钾出口和所述氯化铵溶液出口。
5.根据权利要求4所述的磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，其特征在于：所述磷酸二氢钾后处理装置包括磷酸二氢钾干燥机(6a)，该磷酸二氢钾干燥机(6a)连接有皮带输送机(6b)，该磷酸二氢钾干燥机(6a)的出料口位于所述皮带输送机(6b)的进料端上方；
所述氯化铵后处理装置包括按照物料走向依次连接的浓缩装置(7a)、氯化铵结晶槽(7b)和氯化铵干燥机(7c)。
6.根据权利要求4所述的磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，其特征在于：所述碳酸氢铵模块(1)包括制氮装置(1a)、脱碳装置(1b)、氨合成装置(1c)、氨气液分离装置(1d)、碳化吸收塔(1e)和碳酸氢铵缓冲槽(1f)；
所述制氮装置(1a)设有氮气出口，所述脱碳装置(1b)分别设有甲烷进口、氢气出口和二氧化碳出口，所述氮气出口和所述氢气出口分别连接至所述氨合成装置(1c)的原料气进口，所述二氧化碳出口连接至所述碳化吸收塔(1e)的进气口；
所述氨合成装置(1c)的产品出口连接至所述氨气液分离装置(1d)的进料口，所述氨气液分离装置(1d)的液体出口连接至所述碳化吸收塔(1e)的进料口；
所述氨气液分离装置(1d)的气体出口连接有氨压缩装置(1g)，该氨压缩装置(1g)将压缩氨注入氨储罐(1h)；
所述碳化吸收塔(1e)的出料口连接至所述碳酸氢铵缓冲槽(1f)的进料口。
7.根据权利要求6所述的磷酸二氢钾联产磷酸一铵的生产系统，其特征在于：所述中和反应槽(3a)和复分解反应槽(4a)外分别绕设有加热环管。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2023104299A1 (de) | 2021-12-08 | 2023-06-15 | Flechsig Patent Company Llc | Verfahren zur herstellung eines kaliumphosphat und ammoniumphosphat enthaltenden npk-düngers |
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| WO2023104299A1 (de) | 2021-12-08 | 2023-06-15 | Flechsig Patent Company Llc | Verfahren zur herstellung eines kaliumphosphat und ammoniumphosphat enthaltenden npk-düngers |
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