CS199819B1 - Method of producing polycondensed ammonium phosphates for preparing concentrated liquid multicomponent fertilisers - Google Patents

Description

199 819

ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 ) (11) (Bl)

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU (6I) (23) Výstavná priorita (22) Přihlášené 08 02 74 (2I) PV 890-74 (51) Im. CŽ Č" 05 B 7/00 (40) Zveřejněné 3θ 11 79(45) Vydané 01 n θ2 (75)

Autor vynálezu NÁDVORNÍK ROBERT ing., TEREN JÁN ing., HUTÁR EDUARD ing.,

ČERMÁK FRANTIŠEK doc.ing.CSc., PÁLKA JÁN ing.CSc., BRATISLAVA (54) Spfisob výroby polykondenzovaných fosforečnanov amonných pre přípravukoncentrovaných kvapalných viaczložkových hnojív 1

Vynález sa týká spšsobu výroby taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonnýchamoniakalizáciou a dehydratáciou jemne rozprášenej ortofosforečnej kyseliny roznej čisto-ty a koncentrácie, ako aj jemne rozprášenej zmesi tejto kyseliny a fesforečnanov amonných,alebo dehadratáciou do jemných kvapoček rozptýleného roztoku alebo taveniny fosforečnanovamonných, pričom takto získaná taveninu polykondenzovaných fosforečnanov amonných možnopoužií najmM ako meziprodukt pre výrobu koncentrovaných kvapalných viaczložkových hnojív.

Kvapalné, najmM viaczložkové hnojivá majú v porovnaní s tuhými viaczložkovými hnojí-vami mnohé význačné přednosti.

Například vo vlastněj technologii odpadajú náklady na sušenie, granuláciu a povrcho-vá ápravu. Skladovanie nie je spojené s nebezpečím spiekania, ich aplikácia je jednoduch-šia, vyžaduje menej pracovných sil ako pri aplikácii tuhých hnojív a je výhodnéjSia zhíadiska práce. Ďalej pri manipulácii s kvapalnými viaczložkovými hnojívami odpsdajáproblémy spojené s odmiešavaním jednotlivých zložiek a pri aplikácii možno dosiahnuívMčšej rovnoměrnosti rozptýlenia na pode, čo u tuhých viaczložkových najme zmesných hno-jív sposobuje často značné (ažkosti. Napriek už uvedeným prednostiam mali v minulostivyrábané typy kvapalných viaczložkových hnojív určité nevýhody. Pri poměrně vysokýeh ná-kladoch na ich výrobu, pohybovala sa maximálná koncentrácia živin v čirých kvapalnýchviaczložkových hnojivách v rozmedzí 32 až 34 %, nakoíko pri vyšších koncentráciach dochá- 199 819 2 199 819 dzalo k vylučovaniu kryštálov alebo zraženiny. Ďalšie problémy a ťažkosti bolí spojenés korozíami výrobného, skladového a aplikačného zariadenia.

Za uplynulých 10 až 15 rokov sa dosiahol rozhodujúcí pokrok pri překonávání uvedenýchnevýhod kvapalných viaczložkovýeh hnojív.

Jednou zo základných východiskových látok pre přípravu koncentrovaných kvapalnýchviaczložkovýeh hnojív je tavenipa polykondenzovaných fosforečnanov amonných sumárneho vzorce: /MH4/mH/n+2/_iji Pn θ3η+1 kde n = počet atómov P viazaných v reťazci /tzv. stupeň polykondenzécie/ ti = počet nahradených atómov vodíka v molekule polykondenzovaného fosforečnanu. Z taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných je možno pripraviť tzv. základnéNP-roztoky obvykle o zložení 10-34-0 alebo 11-37-0, ktoré je možno používať alebo ako dvojzložkové NP kvapalné hnojivo, alebo po ich doplnění draselnou zložkou a po připadnejúpravě duslka s močovinou alebo dusičnanem amonným, je možno z nich pripravovať plnéčiré alebo suspenzné kvapalné viaczložkové hnojivá o zložení 7-21-7· 9-9-9j 6-12-6·15-15-15·· 10-30-10, 10-20-20, 12-18-18, ako aj dalšie typy.

Napriek vyšáej koncentrácii živin v základných čirých NP-roztokoch na báze polykon-denzovaných fosforečnanov, májů tieto poměrně vysokú stálosť pri nízkých teplotách v po-rovnaní so stalosťou NP-roztokov na báze ortofosforečnanov. Naviac polykondenzovanéfosforečnany majú výrazné maskovacie /sekveatračné/ schopnosti a preto umožňujú přípravučirých kvapalných viaczložkovýeh hnojív, z ktorých sa nevylučuje tuhá fáza, i keá tietookrem nečistot, pochádzajúcich najmá z extrakčnej fosforečnej kyseliny, obsahujú ešte ajstopové prvky. V zásadě možno snahy o zvládnutie technologie kvapalných viaczložkovýeh hnojív při-pravených na báze polykondenzovaných fosforečnanov amonných rozdeliť do dvoch základnýchskupin.

Starším technologicky zvládnotým a· dnes už značné rozšířeným /USA/ spSsobom, jevýroba taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných, resp. priama příprava základné-ho NP-roztoku neutralizáciou polyfosforečnej, tzv. „ superfosforečnej" kyseliny /zmesortofosforečnej kyseliny a polykondenzovaných fosforečných kyselin/, plynným amoniakomalebo jeho vodným roztokom. . Šuperfosforečná" kyselina sa pře tento technologický postuppřipravuje alebo z termickej fosforečnej kyseliny a P20,-, alebo zahušťováním ortofosfor-ečnej kyseliny vyrobenej tzv. mokrým procesom / rozkladom fosfátov minerálnymi kyselinami/,ktorú ináč tiež nazýváme extrakčnou fosforečnou kyselinou.

Amoniakalizácia,,,, superfosforečnej" kyseliny može byť tlaková, alebo beztlaková.

Technologický postup cez superfosforečnú kyselinu je menej vhodný, predovšetkým prejej značné vysokú cenu, pre ťažkosti spojené s koróziou zariadenia pri jej príprave/ zahušťovaní/, ako aj pri jej neutralizácii amoniakom, ale hlavnou příčinou je nedosta-točné využitie neutralizačného tepla.

Pri amoniakalízácii » superfosforečnej" kyseliny sa totiž na 1 t taveniny polykon-denzovaných fosforečnanov uvolní cca 250 000 kcal a ak sa toto teplo aj využije například 3 199 819 na odparovanie kvapalného amoniaku, ostává eště prebytok cca li 80 000 kcal na 1 t taveninypolykondenzovaných fosforečnanov amonných o zložení 15-60-0, takže převážné časí tepla aamusí odviesf chladením. S ohíadom na hospodárnost výroby sa už před rokom 1960 začalo vážné uvažovat o tom,že vývoj technologií by sa mal zamerať nie na „superfosforečná" kyselinu, ale na komerčnáextrakčná kyselinu fosforečná. Tento názor vznikol ako logický ddsledok ekonomických úvah,že je výhodnéjšie využit neutralizačně teplo, ktoré sa uvolňuje při reakcii amoniaku skyselinou fosforečnou, na odparenie volnej a molekulárnej vody z reagujúcej kyseliny, nežpoužívat výhradně zdroj tepla vonkajší na přípravu polykondenzovaných fosforečných kyse-lin a tie potom neutralizovat amoniakom za vzniku taveniny polykondenzovaných fosforečna-nov amonných, pričom uvolněné neutralizačně teplo je nutné odvádzat chladením. Tento tzv.priamy spésob přípravy taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných neutralizáciouortofosforečnej kyseliny plynným amoniakom využitím neutralizačního*tepla má dve hlavněpřednosti: 1. neutralizačně teplo, uvoíňujúce sa při reakcii ortofosforečnej kyseliny a amoniaku, saplné zhodnotí priamo vo výrobnom procese. 2. súčasne prebiehajúca neutralizácia znižuje korozívnost prostredia, ktorá je ináč vážnýmproblémom pri zahusťuvaní a polykondenzácii ortofosforečnej kyseliny.

Priamy spfisob výroby taveniny polyfosforečnanov amonných chrání rad patentov, ktorésa navzájom líšia najma druhom použitéj kyseliny, jej čistotou a koncentráciou, spSsobomamoniakalizácie, typom použitého reaktora, sposobom zachytávania prebytočného amoniaku,teplotou reagujúcich zložíek, sposobom odpeňovania amoniakalizovanej kyseliny apod. V posledných rokoch bol poblikovaný rad práč súvisiacich s problematikou priamej o přípravy polykondenzovaných fosforečnanov amonných.

NajvSčšie tažkosti pri priamom spSsobe výroby taveniny polykondenzovaných fosforeč-nanov amonných, určenej pre výrobu kvapalných viaczložkových hnojív, z komerčných extra-kčných kyselin sposobuje predovšetkým penenie kyseliny v prvom stupni amoniakalizácie/v abserbéri/, ktoré je zapříčiněné prítomnostou organických látok v tejto kyselině. Ďalšie íažkosti súvisiace so značnými koróziami výrobného zariadenia /T-reaktora, odlučo-vače, absorbéra/, so vznikom nerezorbovateíných zlúčenin, resp. nerezorbovateíného PgO^ »čo súvisí s vyšším obsahom RgOj v spraeovávanej kyselině fosforečnéj, áalej s nedosahová-ním potrebnej konverzie ortofosforečnanov na polykondenzované fosforečnany, s nedostatoč-ným využitím amoniaku apod.

Prechodom od šaržovitej na kontinuálnu amoniakalizáciu / vo vfičšine známých spSsobovide o dvoj- a viacstupňovú amoniakalizáciu/ a hlavně použitím trubkových reaktorov namiestoklasických, miešadlom opatřených kotlových reaktorov, sa podařilo značná část uvedenýchtažkosti odstranit. Pri viaestupňovej amoniakalizácii je však potřebné, aby převládajácačást čerstvej a čiastočne už amoniakom neutralizovanéj kyseliny fosforečnej cirkulovalapri teplotách vyšších než 100 °C / obvykle 120 až 160 °C /, čím sa však v tomto technolo-gickom stupni vytvárajá priaznivé podmienky pre značné penenie. Ďalším vážným a technologiky len veími obtiažne zvládnutelným problémom pri výrobě 4 199 819 taveniny, resp. základného roztoku polykondenzovaných fosforečnanov amonných z extrakčnýchortofosforečných kyselin, najmá tzv. „čierneho” typu kontinuálně vedenou amoniakalizáciouv dnes používaných reaktoroch, je vytváranie nápekov na stěnách technologického zariadeniaVrstva inkrustu, ktorého vznik je podmienený obaahom nečistot anorganického a organickéhocharakteru v spracovévanej kyselině, zhoráuje přestupy tepla a negativné ovplyvňuje ajvlastnú hydrodynamiku kvapalnej fézy.

Teraz sa zistilo, že vščšinu z uvedených nedostatkov používaných spósobov výrobytaveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných / ako je napr. penenie naatávajúce přineutralizácii najmš extrakčných fosforečných kyselin plynným amoniakom, tvorba nápekov nastěnách technologického zariadenia, nedostatečné konverzia ortofosforečnanov na polykon-denzované fosforečnany apod.Z je možno odstrániť tak, že neutralizácia alebo i dehydratá-cia / volnej i molekulárnej vody/ sa uskutoční po rozprášení fosforečnej kyseliny, alebokvapaliny pozostóvajúcej z roztoku alebo auspenzie fosforečnanov amonných vo fosforečnejkyselině, alebo rozprášením koncentrovaného roztoku, suspenzie alebo taveniny fosforečna-nov amonných do formy jemných kvapiek veíkosti 1 · 10”^ až 1,5 · 10~1 cm vo vyhrievanomalebo nevyhrievanom amoniakálnom prostředí. , Středné veíkosť částic rozprašovanéj nenewtonovskej alebo newtonovskej kvapaliny jeurčená predovšetkým voíbou rozprašovacieho zariadenia, základnými technologickými podmien-kami rozprašovania /napr. voíba počtu otáček a priemer rozstrekovacich otvorov rozstreko-vacieho kotdča - atomizéra resp. rozprašovací tlak pri použiti rozprašovacích trysiek apodobné / ako aj fyzikálno-chemickými vlastnostatni rozprašovanéj kvapaliny.

Zvlášť jemné rozprašovanie kvapaliny,’,možno dosiahnuťpomocou dvojlátkových trysiek.Zistilo sa tiež, že přebytečný - nezreagovaný amoniak z priestoru rozprašovania možno β výhodou sorbčně viazať v slabokyslom vodnom roztoku polykondenzovaných fosforeč-nanov amonných a/alebo vo vodě, pričom získaný vodný roztok amoniaku možno s výhodoupoužiť na rožpúšťanie taveniny polyfosforečnanu amonného v záujme přípravy kvapalnéhoviezložkového hnojivá.

Právě uvedený sposob sorbcie amoniaku je tiež výhodný aj s ohíadom na zachytávaniejemného aerosolu rozprašovanéj kvapaliny.

Kvapaliny do formy jemných kvapSček možeme v relativné uzavretom priestore rozprášiťpomocou kotúčového atomizéra, alebo pomocou jednolátkovej alebo dvojlátkovej trysky, svýhodou dvojlátkovej trysky s vnútorným alebo vonkajším miešaním, s výhodou s vonkajšímmiešaním. . Relativné taveninou polykondenzovaných fosforečnanov amonných uzavretý priestor možebyť nevyhrievaný alebo vyhrievaný jednak spalnými plynmi, alebo nepriamo vyhriatym vzdu-chom a/alebo prehriatou vodnou parou.

Rozprašovanie kvapalín do formy jemných kvapoček vo vyhrievanom relativné uzavretom prie-store sa može robiť súprúdne alebo protiprúdné vzhíadom na prúdenie vyhrievacieho média.

Prebytok amoniaku, ktorý je potřebný pre dosiahnutie dostatočného stupňa amoniakali-zácie, sa zachytává absorbciou vo vodě a/alebo v obiehajúcom slabom kyslom vodnom roztokupolykondenzovaných fosforečnanov amonných. Absorbciou získaná amoniakálna voda m6že byť 5 199 819 8 výhodou použitá na přípravu finálneho produktu - koncentrovaného kvapalného viaczložko-vého hnojivá například typu 10-34-0.

Teplo, ktoré sa uvolňuje prizpvádzaní taveniny polykondenzovaných fosforečnanovamonných do amoniakálněj vody, a výhodou možno použil pre odparovanie kvapalného amoniakua připadne i na predohriatie dávkovanéj kyseliny fosforečnej.

Pri realizácii postupu pódia vynálezu možno svýhodou použil rožne modifikovanýchrozprašovacích alebo prúdových /fluidních/ sušiarní. Rozprášením kvapalného komponentureakčného systému /fosforečná kyselina, roztok alebo suspenzia fosforečnanov amonných vofosforečnéj kyselině, koncentrovaný roztok alebo suspenzia alebo tavenina fosforečnanovamonných do formy jemných kvapficiek uvedeným sp6sobom, vzniká enormne velký reakčný povrch,čím sa umožňuje dokonalý styk reagujúcich zložiek. Přivedeným a pri reakcii uvolněným neutralizačným teplom sa dosiahne odparenie nielenvoínej, ale aj molekulárnej vody, v ďSsledku čoho možno získal taveniny polykondenzovanýchfosforečnanov amonných o vysokej konverzii ortofosforečnanov na polykondenzované fosfo-rečnany. Ďalej sa zistilo, že spSsobom podlá vynálezu možno bez vfičšíeh tažkostí spracoval ajextrakčné fosforečné kyseliny tzv.čierného typu, ktoré obsahujú poměrně značné množstvoanorganických a organických nečistot bez toho, že by bolo potřebné mechanické alebochemické odpeňovanie, alebo čistenie spracovávanej kyseliny napr. kvapalinovou extrakciou.Ďalej sa dosiahlo prekvapujúceho efektu, ktorý spočíval v tom, že vhodným nestavenímdávkovania reagujúcich komponent, vstupnej teploty a výstupnej teploty, ako aj množstvateplonosného média, je možno na taveninu polykondenzovných fosforečnanov amonných spraco-val podlá vynálezu aj fosforečné kyseliny o nižšej koncentrácii než eká je běžná u komer-čných extrakčných kyselin /cca 52 až 54 % P2°5

Teplo výstupných plynov, pozostávajúcich z teplonosného média, amoniaku a· dehydratá-ciou vzniknutéj vodnéj páry, je možno s výhodou využil na predohriatie systému dávkovanýchsurovin, najmfi na predohrievanie spracovávaných kvapalín. Ďalsou výhodou spSsobu výroby polykondenzovaných fosforečnanov amonných podlá vyná-lezu je nový sposob zachytávania prebytočného amoniaku. Podlá doposiaí známých sposobovvýroby taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných dvoustupňovou amoniakalizácioufosforečnéj kyseliny / spésob TVA, Kaltenbach a i. / sa prebytočný amoniak viaže v pre-dohriatej, do systému dávkovanéj fosforečnej kyseliny, ktorá u vfičšiny známých technolo-gických postupov obieha cez abserbér pri teplote 135 až 155 °C. Siastočne amoniako> neu-tralizovaná kyselina fosforečná má na výstupe z abserbéra pH cca 1,5 až 2,0 , čo zodpovedástupňu amoniakalizácie cca 100 až 120 g NH^ na 1 kg P^O^ v spracovávanej kyselině.

Absorbcia amoniaku v horúcej cirkulujúcej kyselině fosforečnej je spojená so značný- * mi lažkoslami, ktoré súvísia jednak s pěněním absorbentu a jednak s jeho korozívnoslpu,ktorá kladie vysoké nároky na koróznu odolnosl materiálu cirkulačného čerpadla a na jehokonštrukčné riešenie,

SpSsobom podlá vynálezu sa prebytočný amoniak zachytává absorbciou vo vodě a/alebov oblehájúcom alebo kyslom vodnom roztoku /pH 4,8 až 6,6/ taveniny polykondenzovyných 6 199 819 foaforečnanov amonných max. 60 °C teplom. Amoniakálně voda z abaorbéra aa použije na roz-púšlanie horúcej taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných. Výhodou tohoto spoaobu zachytávania přebytečného amoniaku je jednak podatatne nižšiakorozivnoal abaorbentu, tj. slabo kyalého vodného roztoku polykondenzovaných fosforečná-nov amonných, v porovnaní a korozívnoslou 13? až 160 °C teplej, amoniakom čiastočne neu-tralizované j kyseliny fosforečnéj, a najmS prakticky úplnévylúčonie možnosti penenia vtomto technologickom atupni.

Tento nový spSsob výroby taveniny polykondenzovaných foaforečnanov amonných a jejapracovanie na základný NP - roztok přibližného zloženia 10-34-0 možno s výhodou prevádzalkontinuálnym aposobom na zariadení pozostávajúcom z relativné taveninovým uzáverom uzatvo-reného, nevyhrievaného alebo spalnými plynmi a/alebo prehriatou vodnou parou rozprašova-cieho priestoru 20. opatřeného rozprašovacím zariadením 21. ktorým mdže byl jedno alebodyojlátková tryska a vnútorným alebo vonkajším. miešaním, alebo rozprašovací kotúč-atomi-zér. fialej zariadenie pozoatává z rozpúšlacieho zariadenia chladeného prevažne výparnýmteplom spracovávaného amoniaku, zo sústavy výmeníkov tepla 11. 12. 13, 14 a zariadeniaalúžiaceho k eorbicii nezreagovaného plynného amoniaku 2.·

Tri varianty výrobného zariadenia sú znázorněné na výkreaoch 1 až 3· Na výkrese 4 jeznázorněná dvojlátková tryska a vonkajším miešaním, ktorú možno a výhodou použil ako roz-prašovacie zariadenie 21.

Jedno zo zariadení, ktoré umožňuje s výhodou výrobu základného NP-roztoku je znázor-něné na obr. 1,

Kvapalina obsahujúca anorganické látky charakterizované PO. -skupinou, a výhodou4 kyselina fosforečná, alebo zmes kyseliny fosforečnéj a fosforečnanmi, alebo roztok, sus-penzia alebo tavenina foaforečnanov amonných, aa dávkuje a dopravuje do zásobníka £ pornocoudávkovacieho čerpadla cez výměník tepla 12. v ktorom chladí cirkulujúci absorbent, tj.čpavková vodu, privádzaný z abeorbéra 2. 8 cez výměník tepla 13, v ktorom sa áalej predo-hrieva využitím tepla plynnej zmesi odvádzanej z odlučovače 31.

Takto predohriata kvapalina sa dávkuje do zariadenia rozatrekujúceho /rozprašujúceho/kvapalinu do formy jemných kvap8ček 21. Týmto zariadení® može byl rozstrekovácí kotúč--atomizér, jednolátková alebo dvojlátková tryska, a výhodou dvojlátková tryska s vonkaj-ším alebo vnútorným miešaním, a výhodou s vonkajším miešaním /zmiešavacím/ /obr, 4/.Kvapalný amoniak sa dávkuje zo zásobníka 2 cez zariadenie pře přípravu roztoku z horúcejtaveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných, ktoré má aj funkciu výparníka J, kdevplyvem taveninou odevzdaného tepla dochádza k odparovaniu kvapalného amoniaku a k jehočiaatočnému predohriatiu. Súčaane vplivom výparného tepla kvapalného amoniaku a z časti aj vplyvom jeho měrnéhotepla dochádza k ochlazovaniu připraveného roztoku taveniny polykondenzovaných foaforeč—nanov amonných.

Plynný a z časti už aj predohriaty amoniak sa dávkuje z vyrovnávacieho tlakovéhomedzizásobníka £_ do zmešovacej roztrekovacej trysky 21. alebo cez rozvádzač 22 teane podrozstrekovácí kotúč-atomizér. 7 199 819

Do rpiestoru rozpraSovania 20 sa z horáka 41 privédza teplonosné médium /horúce spal-né plyny/ 23 o teplote a v množstva závislom najmfi od koneentrácie spracovávanej kvapaliny,obsahujúcej anorganické látky charakterizované PO^-skupinou a od požadovanéj konverzieortofosforečnanov na polykondenzované fosforečnany v tavenine a vo finálnom produkte.

Heterogénny reakčný systém, pozostávajúci z kvapaliny rozprášenej do jemných kvapo-čiek a plynného amoniaku, představuje sústavu s enormne veíkým reakčným povrchom, takžepri, vhodné zvolenom tepelnom režime sú vytvořené optimálně podmienky nielen pre odparenievoínej vody, ale aj pre molékulárnu dehydratéciu reakciou vytvořených alebo už v reakčnomsystéme přítomných anorganických látok carakterizovanýeh PO^- skupinou, s výhodou fosfo-rečnanov amonných. Molekulárnou dehydratáciou vzniknutá tavenina polykondenzovaných fosfo-rečnanov amonných sa zhromažáuje v spodněj časti touto taveninou relativné uzavřetého roz-prašovacieho priestoru.

Vzhíadom na značnú korozívnoat horúcej taveniny polykondenzovaných fosforečnanovamonných musí byť rozprašovací priestor zhotovený, resp. vyložený voči korozii inertnýmmateriálom. Vzniknutá tavenina polykondenzovaných fosforečnanov amonných vytéká cez tave-ninový uzávěr do rozpúšíacieho zariadenia opatřeného výparníkom amoniaku J, kde sa rozpú-/šía v amoniakálnej vodě kontinuálně privádzanej zo zásobníka 6 absorbčnej kolony 2. azmiešava sa s prepadajúeou častou roztoku polykondenzovaných fosforečnanov amonných zo zá-sobníka 8 koncovéj absorbčnej kolony 2·

Odvádzané plyny 24. pozostávajúce zo zmesi prehriatej vodnej páry, spalných plynov aprebytočného amoniaku, sa oddelia od strhnutých kvapočiek taveniny polykondenzovanýchfosforečnanov amonných v odlučova&i-cylóne 31 a ich teplo /najma teplo kondenzačně/ sa zprevažnej časti odvedie v kondenzačnom výměníku tepla 13 dávkovanou kvapalinou.

Prebytočný, nezreagovaný plynný amoniak sa z prevažnej časti zachytává v absorbčnejvěži 2 vo vodě a vo formě amoniakálnej vody sa zhromažáuje v zásobníku 6, odkial sa jejčást odvádza na přípravu roztoku polykondenzovaných fosforečnanov amonných do rozpúštacie-ho zariadenia opatřeného výparníkom amoniaku J. Obytok absorbenta v zásobníku 6. sa konti-nuálně doplňuje vodou.

Pre dosiahnutie maximálněj účinnosti absorbcie chladí sa absorbent-zriedená čpavkovávoda vo výměníku tepla ktorý je zabudovaný do cirkulačného okruhu absorbentu. Případ-né zvyšky nezabsorbováného amoniaku sa zachytávájú v slabo kyslom vodnom roztoku polykon-denzovaných fosforečnanov amonných /pH 5,5 až 6,6/ v absorbčnej koloně 2, pričom finálnyprodukt-základný NP-roztok přibližného zloženia 10-34-0 /pH 6,5 až 7,0/ sa kontinuálněodvádza zo zásobníka 8.

Strhnuté drobné kvapSčky absorbentu, tj. roztoku zloženia cca 10-34-0, sa odlúčia veyklónovom odlučovači 33 od plynov odtahovaných koncovým ventilátorom 2· Ďaláí variant výrobného zariadenia pre produkciu taveniny polykondenzovaných fosfo-rečnanov amonných dalej zpracovávaných na základný roztok přibližného zloženia 10-34-0pódia vynálezu je znázorněný na obr. 2. Ako teplonosné médium, pre vyhrievanie rozprašo-vacieho priestoru taveninovým uzáverom relativné uzavretého, sa používá prehriata pára.Kvepalina, obsahujúca anorganické látky charakterizované PO^-skupinami, sa zo zásobníka θ 198 819 dávkuje a dopravuje pomoeou dávkovacieho čerpadle cez sústavu výmeníkov tepla 11. 12, 13,14, v ktorých docbádza k postupnému ohriatiu kvapaliny až na teplotu jej bodu varu.

Predohriata kvapalina sa dávkuje do rozstrekovacieho zariadenia 21. Kvapalný amoniaksa dávkuje zo zásobníka 2_ do výparníka umiesteného v rozpúáčacom zariadení J, kde sa aplyňuje a súčasne sa čaetočna predohrieva. Plynný částečné predohriatý amoniak aa dáv-kuje do dvojlátkovej trysky a výhodou a vonkajéím zmeáovaním alebo tesne pod rozstreko-vací kotúčvatomizér.

Pre čo najúčinéjáie rozprááenie kvapaliny do jemných kvapoček tryskou je možno avýhodou použil prehriatú vodnú páru.

Do reletívne uzavretého priestorurozpraáovania 20 aa cez trubkový prehrievač vodnejpáry 42 privádza prehriatá vodná para. Množstvo privádzanej vodnej páry je a výhodou takéaby celkové množstvo získané jednak z kondenzácie a jednak z dhýdratície bolo dostačujú-ce na přípravu základného NP-roztoku přibližného 10-34-0.

Teplota, na ktorú je potřebné páru prehrievač,. závisí od koncentrácie spracovanejkvapaliny /od obsahu vody/, od teploty dávkovaných zložiek reakčného systému, od veíko-sti rozstrekovaním /rozprášením/ získaných čiaatoček /kvapfičiek/, od požadovaného atupňakonverzie, ako aj polykondenzácie v tavenine, reep. roztoku polykonaenzovaných fosforeč-nanov amonných a pod.

Teplo spalných plynov odvádzajúcieh z trubkového prehrievača vodnej páry 42 sa vy-užívá v poslednom stupni predohrevania spracovanej kvapaliny 14.

Dehydratáciou získaná tavenina polykondenzovaných fosforečnanov amonných kontinu-álně vytéká cez taveninový uzávěr, uzatvárajúci spodok rozpraSovacieho priestoru, do roz-púáčacieho zariadenia opatřeného výparníkom kvapalného amoniaku χ kde sa táto rozpúáčav kontinuálně privádzanej čpavkovej vodě zo zásobníka 6 absorbčnej kolony £ a mieáa sa sčasčou cirkulujúceho roztoku polykondenzovaných fosforečnanov amonných prepadajúceho zozásobníka 8. koncovej absorbčnej kolony J. Chladenie vznikajúceho základného roztoku nateploty nižáie ako 60 °C sa okrem chladenia výparným teplom kvapalného amoniaku uskutoč-ňuje jeho cirkuláciou cez výměník tepla 1J,. 2o zmesi vodnej páry a prebytočného amoniaku, odvádzané z relativné uzavretého prie-storu rozpraáovania 24. sa oddélia strhnuté číastočky taveniny kondenzovaných fosforeč-nanov amonných v odlučovači - cyklóne 31.

Teplo tejto zmesi plynov, najmfl kondenzačně teplo vodnej páry a plynného amoniakuaa odvádza vo výměníku tepla 13. kde sa využívá na predohrievanie kvapaliny dávkovanéjdo rozatrekovacieho zariadenia, 2bytky neskondezovanej vodnej páry a amoniaku sa oddelia od skondenzovanej čpavko-vej vody v odlučovači 32 a zachytávajú sa v absorbčnej koloně % v cirkulujúcej čpavkovejvodě. Čpavková voda z odlučovače 32 a z absorbčnej kolony £ sa zhromažóuje v zásobníku £,odkiaísa jej Časč odvádza do rozpúáčacžeho zariadenia J na přípravu základného NP-roztokuo zlošení cca 10-34-0. Do zásobníka 6 je možno podía potřeby pridávač vodu na doplnenieúbytku absorbentu a připadne zriedujúcu čpavková vodu na požadovaná koncentráciu pre pří-pravu základného NP-roztoku. 9 199 819

Posledně zvyšky neabsorbovaného amoniaku ▼ prvom absorbčnom stupni £ sa zachytévajú▼ cirkulujúcom slabo kyslom roztoku polykondenzovaných fosforečnanov amonných v absorb-čnej kolona £, pričom takto získaný finálný produkt, tj. základný NP-roztok o zložení cca10-34-0 o pH cca 6,5 až 7 aa kontinuálna odvádza zo zásobníka 8.

Strhnuté drobné kvapky absorbentu sa od plynov odíahovaných koncovým ventilátorem £odlučujú v cyklónovom odlučovači 33,

Postup výroby kvapalných viaczložkových hnojív cez taveninu polykondenzovaných fosfo-rečnanov amonných podle vynálezu Je možno realizoval na áalšej variante zariadenia zná-zorněné a na obr. 3.

Toto zariadenie 'sa od zariadenia znázornenom na obr. 2 liší iba v spdsobe prehrie-vania vodnej páry /teplonosného média/ zavádzanej do relativné uzavretého rozprašovaciehopriestoru.

Na obr. 2 je znázorněné zariadenie na nepriame prehrievfcnie vodnej páry so súčasnýmvyužitím spalných plynov z tohto zariadenia na vyhriatie dávkovanéj kvapaliny vo výměníkutepla 1£.

Zariadenie na obr. 3 znázorňuje priame priehrievanie vodnéj páry, ktoré sa uskutoč-ňuje tak, že vodná para sa zavádza tesne za horákom 41 do prúdu spalných plynov. Zmesspalných plynov, a takýmto spósobom prehriatej vodnéj páry, sa vedie do relativné uzatvo-řeného priestoru rozprašovania 20, 23.

Ostetné zariadenie je obdobou zariadenia, ktoré už bolo popísáné a znázorněné naobr. 2. Nový sposob výroby polykondenzovaných fosforečnanov amonných pre přípravu kon-centrovaných kvapalných viaczložkových hnojív, resp. pre přípravu základného NP-roztokupřibližného zloženia 10-34-0 na zariadení podlá vynálezu tým, že umožňuje okrem inýchkvapalín obsahujúcich anorganické látky charakterizované PO^-skupinou aj kontinuálněspracovanie menej hodnotných extrakčných fosforečných kyselin čierného typu so značnýmobsahom organických látok a vyšším obsahom vody /nižšie koncentrované fosforečné kyseliny/,má rad výhod. Výhody spočivajú v maximálnej efektivnosti z hlediska využitia tepla, v nenáročnos-ti z hlediska zvládnutia technologie, v možnosti dosiahnotie, pri poměrně krátkéj dobězádrže v reakčnej zóně, vysokých konverzií ortofosforečnanov na polykondenzované fosfo-rečnany pri poměrně nízkom stupni polykondenzáeie /max. n = 3-4/, a to ako dosledokvelkého reakčného povrchu docieleného rozprašováním kvapaliny na malé kvapočky, čím savytvořili optimálně podmienky na rychlý priebeh reakcie a dehydratácie. fialej uvedené příklady ilustrujú, ale niako neomezujú predmet vynálezu. Příklad 1

Do kotúčového rozprašovača-atomizéra rozprašovačej sušiarne, vyhrievanej spalnýmiplynmi zemného plynu, bolo v priemeru hodinové dávkovaných cca 60 kg 50 % vodného roztokutechnicky čistého ortofosforečnanu amonného /Amofos/, ktorý sa používá ako NP-hnojivo,obsahujúceho 12,85 % N a 53,7 % celkového PgO^. Priemerná teplota dávkovaného roztoku saudržovala v rozmedzí 55 ež 65 °C. Teplota výstupných plynov /spalné plyny, vodná para/ eaudržovala v rozmedzí 230 až 300 °C, a výhodou 250 až 260 °C. Dosiahla sa kapacita 25 až 27 no 198 819 kg taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných za hodinu priemerného zloženia12,5 % N a 62,5 % PjO^. Vzor,£y taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných odoberané v priebehu pokusu vykazovali 45 až 55 % konverziu ortofosforečnanov na polykondenzova-né fosforečnany. P2°5 T0 ^orme ortofosforečnanov a polykondenzovaných fosforečnanov bol stanovený pomocouiontomeničovej-ehromatogrefie /na báziekom ionexe/.

Metodou kvalitativněj zostupnej chromátografie na papieri bolo zistené, že odobratévzorky tavenín obsahujú okrem ortofosforečnanov, dvoj- a trojfosforečnanov ešte v malejmiere aj Stvorfosforečnany. Příklad 2

Do kotúčového rozprašovača-atomizéra rozprašovanéj sušiarne vyhrievanej priamo spal-nými plynmi zemného plynu bolo dávkované cca 100 kg vodnéj suspenzie NP-hnojiva na bázeortofosforečnanu amonného /Amofos obsahujúci 12,85 % N a 53,7 % pričom na 70 hmo- tových dielov Amofosu připadalo 30 hmotových dielov vody.

Teplota dávkovanéj suspenzie sa udržovala v rozmedzí 60 až 70 °C, teplota výstupnýchplynov sa udržovala v rozmedzí 230 až 300 °C, s výhodou na 250 až 260 °C. Dosiahlo sakapacity 62 až 65 kg taveniny polykondenzovaných fosforečnanov za hodinu o priemernomzložení 12,2 % N a 63,4 % P20^ přítomného vo formě polykondenzátov, pričom najvyšší poly-kondenzát v tavenine zastúpený mal n = 5. Příklad 3

Do dvojlátkovej trysky s vonkajším miešaním /podía obr. 2/ rozprašovačej sušiarnesa dávkovalo 63 kg extrakčnej kyseliny fosforečnej čierneho typu o koncentrácii 54 % PgO^ za h. Extrakčná fosforečná kyselina bola predohriatá na 120 až 130 °C, súčasne sa dávko-valo 9,2 až 9,4 kg predohriatého plynného amoniaku. Teplota v rozstrekovacej tryske sapohybovala v rozmedzí 220 až 245 °C. Teplota výstupných plynov sa pohybovala v rozmedzí230 až 300 °C, s výhodou 250 až 260°C. Dosahovalo sa priemernej kapacity 53 až 54,5 kgznačné spenenej hneďočiernej taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných za hodinupriemerného zloženia 11,8 % N a 62,8 % P^O^. v priebehu pokusu odobraté vzorky taveninyobsahovali viac ako 40 % z celkového P2°5 v polykondenzovanej formě, pričom najvyšší pólykondenzát v tavenine mal n - 4. Příklad 4

Do dvojlátkovej trysky a vonkajším miešaním /podía obr.2/ rozprašovačej sušiarne sadávkovalo 63 kg čiernej extrakčnej kyseliny fosforečnej o konc. 54 % PgO^ za hodinu, pri-čom kyselina bola predohriata na 120 až 130 °C a 13.2 až 13,5 kg na 60 až 70°C predoliria-teho plynného amoniaku za h. Teplota výstupných plynov sa pohybovala v rozmedzí 230 až300 °C, s výhodou 250 až 260 °C. Teplo výstupných plynov sa využilo v kondenzačnom výmě-níku tepla na predohrievanie fosforečnej kyseliny dávkovanej do rozprašovačej trysky.Čpavková voda získaná kondenzíciou výstupných plynov sa použila ako absorbent na zachy-távanie amoniaku z plynnéj zmesi výstupujúcej z rozprašovačej sušiarne. Dosiahlo sa ka-pacity 54,4 kg taveniny polykondenzovaných fosforečnanov amonných za hod., ktorá sa pri

Claims (2)

11 199 819 teplote 5& až 60 °C rozpúšíala v 45,6 kg čpavkovej vody / 2+,7 kg čpavkovej vody z kon-denzácie a 23,9 kg vody přidanéj do abaorbcia/. Takto eme získali 100 kg kvapalného NP--hnojiva o zložení 10,7-33,9-0 o pH cca 6,0. Teplota kryštalizácie získaného kvapalnéhohnojivá bola nižšia ako -14,5 °C a jeho měrná hmotnosí pri teplote 20 °C bola 1 400 kg.m-·^ PREDMET VYNÁLEZU

1. Spásob výroby polykondenzovaných fosforečnanov amonných pre přípravu koncentrova-ných viaczložkových kvapalných hnojív neutralizáciou a/alebo dehydratáciou newtonovskejelebo nenewtonovakej kvapaliny obaahujúcej anorganická zlúčeninu s PO^ skupinou vyznačenýtým, že neutrelizácia a/alebo dehydratácia sa uskutoční po rozprášení kvapaliny do formyjemných kvepiek veíkosti 1.10“^až 1,5.10-1cm vo vyhrievanom alebo nevyhrievanom amoniakál-nom prostředí, pričom teplote prostredia je v rozmedzí 190 až 420 °C a prebytočný amoniaksa sorbčne viaže.

2. Spásob podía bodu 1 vyznačený tým, že prebytočný amoniak sa s výhodou zachytávádo kyslého vodného roztoku polyfosforečnanu amonného. 4 výkresy