CS230266B1 - Method of and apparatus for continuously preparing melt of condensed ammonium phosphates - Google Patents
Method of and apparatus for continuously preparing melt of condensed ammonium phosphates Download PDFInfo
- Publication number
- CS230266B1 CS230266B1 CS101682A CS101682A CS230266B1 CS 230266 B1 CS230266 B1 CS 230266B1 CS 101682 A CS101682 A CS 101682A CS 101682 A CS101682 A CS 101682A CS 230266 B1 CS230266 B1 CS 230266B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- ammonium phosphates
- reactor
- melt
- liquid phase
- phosphoric acid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/38—Condensed phosphates
- C01B25/40—Polyphosphates
- C01B25/405—Polyphosphates of ammonium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J10/00—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
- B01J10/02—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor of the thin-film type
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Vynález sa týká spósobu kontfnuálnej přípravy taveniny kondenzovaných fosforečnanov amónnych a zaradeniá na prevádzanie tohoto spósobu.The present invention relates to a process for the continuous preparation of a melt of condensed ammonium phosphates and to apparatus for carrying out the process.
Tavenína kondenzovaných fosforečnanov amónnych, obsahujúca zmes dihydrogénfosforečnanu amónneho a kondenzovaných fosforečnanov amónnych, charakterizovaných nasledujúcim chemickým vzorcom:Melt of condensed ammonium phosphates, containing a mixture of ammonium dihydrogen phosphate and condensed ammonium phosphates, characterized by the following chemical formula:
(NHí)m H(n+2)-ηιΡηθ^ι+Ιι kde n > 2 a m g n + 2, je základnou východiskovou látkou — medziproduktom pri výrobě čirých, alebo suspenzných viazložkových kvapalných hnojív. V súčasnosti sú známe viaceré spósoby jej přípravy. Nejprepracovanejšie a možno povedať, že dnes aj najrozšírenejšie sú spósoby, základom ktorých je atmosferická, alebo tlaková neutralízácia fosforečných kyselin róznej koncentrácie a čistoty amoniakom.(NH 2) m H ( n + 2) -ηιΡηθ ^ ι + Ιι where n> 2 amgn + 2, is the basic starting material - an intermediate in the production of clear or suspension liquid fertilizer suspensions. Several methods for its preparation are now known. The most elaborate and can be said that today the most widespread are the methods based on atmospheric or pressure neutralization of phosphoric acids of different concentration and purity with ammonia.
Pre výrobu taveniny kondenzovaných fosforečnanov amónnych sa používajú rožne druhy reaktorov, prevažne rúrkového typu, z ktorých najrozšírenejšie sú tzv. T-reaktory. Konstrukčně riesenia týchto reaktorov sú chráněné celým radom patentov a autorských osvědčení, napr.: USA pat. č. 2 985 513;Various types of reactors, mainly of the tubular type, are used for the production of melt of condensed ammonium phosphates. T-reactors. The design of these reactors is protected by a variety of patents and copyright certificates, e.g., U.S. Pat. no. 2,985,513;
382 059; 3 420 624; 3 464 808; 3 723 086;382 059; 3,420,624; 3,464,808; 3,723,086;
502 441; 3 503 706; 3 649 175; 3 650 727;502 441; 3,503,706; 3,649,175; 3,650,727;
788 817; 3 733 191; 3 949 058; 3 734 708;788 817; 3,733,191; 3,949,058; 3,734,708;
775 534; 3 939 255; 3 947 261; 3 950 495;775 534; 3,939,255; 3,947,261; 3,950,495;
988 140; 4 250 147; francúzsky patént číslo 1 493 803; juhoafrický patent číslo 67/5 808; DOS č. 1 909 438; 2 114 055; 2 308 716; švédsky pat. č. 366 · 012 a čsl. AO č. 180 802.988 140; 4,250,147; French Pat. No. 1,493,803; South African Patent No. 67/5,808; DOS č. 1,909,438; 2,114,055; 2,308,716; Swedish Pat. no. 366 · 012 and Czechoslovak. AO č. 180 802.
Rožne modifikované rúrkové reaktory v súvíslosti s · výrobou kondenzovaných fosforečnanov amónnych, z ktorých naiznámejší je tzv. · Swiftov . reaktor, uvádza tiež odborná literatura. Z tejto možno ocitovat: Chem. Eng. 21 (8), 60 (1972); Agric. Chem. 28, (2), 12 (1973); Fer.t. Solns. 17, (2) 44 (1973); ISMA Praha 1974 — Meline Ř. S.: „Production of High Polyphosphate Liquid Fertilizer by the Pipe· Reactor Process“; Chim. · prom. No. 10, 752 — 755 (1975); Phosp. and Potass. 90, 25 (1977) a Chem. prum. 28, 53, (5), 229 (1978).Miscellaneous modified tubular reactors in connection with the production of condensed ammonium phosphates; · Swift. reactor, also published literature. The following may be cited: Chem. Eng. 21 (8), 60 (1972); Agric. Chem. 28, (2), 12 (1973); Fer.t. Solns. 17, (2) 44 (1973); ISMA Praha 1974 - Meline Ř. S .: "Production of High Polyphosphate Liquid Fertilizer by Pipe · Reactor Process"; Chim. · Prom. No. 10, 752-755 (1975); Phosp. and Potass. 90, 25 (1977) and Chem. Avg. 28, 53, (5), 229 (1978).
Aj keď použitie rúrkových reaktorov znamenalo podstatný pokrok vo vývoji zariadenia na výrobu taveniny kondenzovaných fosforečnanov amónnych, tieto majú určité nevýhody. Vyžadujú spracovanie predohriatej a do rózneho stupňa zakoncentrovanej fosforečnej kyseliny, čo nutné kladie zvýšené nároky na spotřebu technologickej energie. Zostava technologického zariadenia býváAlthough the use of tubular reactors has made substantial progress in the development of a device for producing a melt of condensed ammonium phosphates, they have some disadvantages. They require the processing of preheated and to a different degree concentrated phosphoric acid, which necessitates increased demands on technological energy consumption. The assembly of technological equipment tends to be
230268 dosť komplikovaná a teda i relativné náročná na obsluhu; členitosť technologických celkov zvyšuje možnost vzniku havárie, zhoršuje celková energetická bilanciu procesu a zariadenie je tiež náročné na zastavaný priestor. Převážná vačšina používaných rúrkových reaktorov vyžaduje dávkovanie kyseliny fosforečnej pod tlakom, čím sa zvyšujú nároky na koróznu odolnost zariadenia, používaného na dávkovanie horúcej spracovávanej kyseliny. Procesy obvykle neumožňujú spracovahie extrakčných fosforečných kyselin, obsahujúcich váčší podiel znečisťujúcich příměsí (najma Mg, AI, Fe, F a tiež organických látok) dochádza k peneniu reakčnej zmesi a k tvorbě inkrustov na stěnách reaktora, čo negativné ovplyvňuje hydrodynamiku procesu. Neumožňujú racionálně využitie . tepla uvolněného pri neutralizačnej reakcii, konstrukčně riešenie rúrkových reaktorov vo vačšině prípadov, předpokládá použitie kovových konštrukčných materiálov,. ktoré vzhfadom na mimoriadne vel'kú koróznu agresivitu reakčnej zmesi patria do skupiny drahých a často i obmedzene dostupných materiálov (striebro, tantal, nehrdzajúce ocele s relativné vysokým obsahom Mo a Cr). Použitie rúrkových reaktorov předpokládá velkú přesnost a najma ’ ' ' pomerovú ustálenost dávkovania oboch základných reagujúcich zložiek, obvykle kladie zvýšené nároky na obsluhu a dodržovanie prevádzkovej disciplíny a preto nie vždy je . zárukou dosiahnutia potrebnej úrovně prevádzkovej istoty výrobného zariadenia ako celku.230268 quite complicated and therefore relatively labor intensive; the rupture of the technological units increases the possibility of an accident, worsens the overall energy balance of the process and the equipment is also demanding on the built-up space. Most of the tubular reactors used require pressurized metering of phosphoric acid, thereby increasing the corrosion resistance of the equipment used to dispense hot process acid. The processes usually do not allow the processing of extractive phosphoric acids containing a higher proportion of contaminants (especially Mg, Al, Fe, F and also organic substances), foaming of the reaction mixture and formation of incrusts on the reactor walls, negatively affecting the hydrodynamics of the process. They do not allow rational use. The heat released in the neutralization reaction, the design of tubular reactors in most cases, assumes the use of metallic construction materials. which, due to the extremely high corrosion aggressiveness of the reaction mixture, belong to the group of expensive and often limited materials available (silver, tantalum, stainless steels with relatively high Mo and Cr content). The use of tubular reactors assumes great accuracy and at least the proportionality of the dosing of the two basic reactants, usually imposes increased demands on the operation and observance of the operational discipline and therefore is not always the case. guaranteeing the achievement of the necessary level of operational certainty of the production equipment as a whole.
Vačšinu uvádzaných nedostatkov sa podařilo· odstránit * použitím kontinuálně pracujúcich . dispergačných · neutralizačno-dehydratačných reaktorov, základom funkcie, kterých; .je prebublávanie kvapalnej reakčnej zmesi . plynnou fázou (čsl. AO čís/ 210 335, 205. 849}. ; , ...Most of the reported deficiencies have been solved by the use of continuous working. dispersing · neutralization-dehydration reactors, the basis of which; is bubbling the liquid reaction mixture. gas phase (čsl. AO číslo / 210 335, 205. 849} .; ...
/ ..Určitým nedostatkom pri používaní prebublávacích . reaktorov kolonového typu . je skutečnost, . že . zariadenie pracuje so zádržoú kvapalnej fázy, čo si najma v systéme, kde .· kvapalná .fáza . reakčnej -zmesi je tvořená taven-inou, .. vyžaduje dodržovanie stanoveného postupu pri . .uvádzaní zariadenia do. chodu á hlavně pri jeho odstavovaní z prevádzky./ .. Certain shortcomings in the use of bubbling. column type reactors. is the fact that. that. the apparatus operates with a liquid phase retention, preferably in a system where the liquid phase. The reaction mixture consists of a melt, which requires adherence to the stated procedure for the reaction. .powering equipment to. mainly during its decommissioning.
Všetky doposial spomínané nevýhody sú v . podstatnej miere eliminované sposobom kontinuálně] přípravy taveniny kondenzovaných fosforečnanov .amonných reakciou kyseliny . fosforečnej obsahujúcej 50 až 80 % P2O5 a teploty 15 až 300 °C, alebo reakciou roztoku fosforečnanov amonných v kyselině fosforečnej s plynným amoniakom, ktorý sa do reakčného prostredia dávkuje v přebytku vzhladom na množstvo amoniaku viazané v tavenine vo formě fosforečnanov amónnych, podstata ktorého spočívá v tom, že neutralizačno-dehydratačná reakcia medzikapalnou . fázou obsahujúcou fosfor a plynným amoniakom prebieha formou spojitého kontaktu fáz vo . filmovej vrstvě. Filmová vrstva sa v reakčnom prostředí . vytvára postupným roztěkáním kvapalnej fázy účinkom gravitačnej sily a tiež jej rozptylom plynnou fázou, tvořenou zmesou postupné prehrievaného plynného amoniaku a postupné prehrívanej vodnej páry, po povrchu reakčného prostredia s povrchovom kontaktu 7.10° až 1,8 . lO3 m2 . m3, s výhodou 4,5.101 . až 9,8 . . 102 . m2. m-3.All the above mentioned disadvantages are in. substantially eliminated by the method of continuously preparing the melt of condensed ammonium phosphates by acid reaction. phosphorous containing 50 to 80% P2O5 at a temperature of 15 to 300 ° C, or by reacting a solution of ammonium phosphates in phosphoric acid with gaseous ammonia, which is added to the reaction medium in excess of the amount of ammonia bound in the melt in the form of ammonium phosphates in that the neutralization / dehydration reaction intercalates. the phosphorus - containing phase and the ammonia gas are in the form of a continuous phase contact in the. film layer. The film layer is in the reaction medium. it is formed by the gradual flow of the liquid phase under the influence of gravitational force and also by its dispersion of the gaseous phase, consisting of a mixture of successively superheated ammonia gas and successively superheated water vapor, over the surface of the reaction medium with surface contact of 7.10 ° to 1.8. lO 3 m2. m 3 , preferably 4.5.101. to 9.8. . 102. m2. m-third
Mtmovrstvová rýchlosť prúdenia plynnej fázy ω je 1.102 až 1s výhodou 2 .10-1 až 2.10° m . s-1, pričom plynná zmes prúdi súprudne s tokom kvapalnej fázy.The flow velocity of the gas phase flow ω is 1,102 to 1, preferably 2,10 -1 to 2,10 ° m. s -1 , wherein the gaseous mixture flows concurrently with the liquid phase flow.
Mimovrstvová rýchlosť prúdenia tekutiny ω je charakterizovaná ako poměr objemového prietoku tekutiny (napr. plynnej fázy reakčnej zmesi] a plochy prierezu prázdného zariadenia (bez náplně].The extra-layer fluid flow rate ω is characterized as the ratio of the volume flow rate of the fluid (eg, the vapor phase of the reaction mixture) to the cross-sectional area of the empty device (no charge).
Taveninu kondenzovaných fosforečnanov amónnych je možné .připravit na zariadení podl'a vynálezu, ktorého . podstata spočívá v tom, že pozostáva z filmového reaktora .minimálně s jedným nosným dnom, na ktorom je uložená organizovaná a/alebo^ neorganizovaná náplň, · pričom pre poměr ekvivalentného priemeru častíc náplně de, definovaný ako priemer gule, ktorej objem je rovný objemu částice náplně, a vnútorného priemeru telesa filmového reaktora, alebo dížky jeho najdlhšej ' strany D platí, že^ 5 . ” 10“3 á de/D g g 4,5.10~l, pre špecifický medzerový objem náplně, tzv. medzerovitosť ε platí, že . 28 g ε g g 96 percent, . s výhodou 60 < ε < . 80 percent a pre poměr celkovej výšky náplně H a vnútorného priemeru telesa reaktora, alebo dlžky jeho najdlhšej strany D platí, že 1,1 g g H/D g 14,8, pričom ďalej’ obsahuje přívod kvapalnej fázy, . . obsahujúcej . kyselinu . fosforečnú, ktorý. ústi nad . vrstvu náplně, přívod plynného. amoniaku a připadne distribučné přepážky, . usmerňujúce tok reakčnej zmesi v náplni, . vostavbu . a/alebo· .statický miešač.The melt of condensed ammonium phosphates can be prepared on an apparatus according to the invention in which: consists in that it consists of a film reactor with at least one carrier bottom on which an organized and / or unorganized charge is deposited, wherein for a ratio of equivalent particle diameter of the charge de, defined as a diameter of a sphere equal to the volume of the particle the charge, and the inside diameter of the film reactor body, or the length of its longest side D, are:. ”10“ 3 á de / D gg 4,5.10 ~ l, for specific filling volume, so-called. the voidness ε holds that. 28 g ε gg 96 per cent,. preferably 60 <ε <. For a ratio of the total charge height H to the internal diameter of the reactor body, or the length of its longest side D, 1.1 gg H / D g 14.8, further comprising a liquid phase supply, is 80%. . containing. acid. phosphorus, which. mouth above. filling layer, gas supply. ammonia and, where applicable, distribution counters,. regulating the flow of the reaction mixture in the charge,. vostavbu. and / or a static mixer.
Specifický .medzerový objem, . tzv. medzerovitosť . ε je charakteristikou vrstvy, pričom je. definovaný ako. poměr. objemu .volných priestorov vo. vrstvě . k . objemu celej vrstvySpecific volume volume,. called. gapiness. ε is a layer characteristic, being. defined as. ratio. volume of free space in. layer. k. volume of the entire layer
kde Lo = výška tzv. kompaktnej vrstvy, tj. výška vrstvy častíc bez medzier a L = výška vrstvy.where Lo = height compact layer, i. the height of the particulate layer without gaps and L = the height of the layer.
Špecifický medzerový objem vrstvy velmi významné ovplyvňuje hodnotu strát tlaku. Pri časticiach pravidelných tvarov špecifický medzerový objem závisí hlavně od ich tvaru a velkosti, resp. od poměru priemeru častíc a priemeru zariadenia, v ktorom je vrstva uložená. Medzerovitosť vrstiev častíc pravidelných tvarov závisí tiež od spósobu vytvorenia vrstvy.The specific void volume of the layer greatly affects the value of the pressure losses. For particles of regular shapes, the specific void volume depends mainly on their shape and size, respectively. from the ratio of the particle diameter to the diameter of the device in which the layer is deposited. The spacing of the regular-shaped particle layers also depends on how the layer is formed.
Výhodou sposobu přípravy a zariadenia podlá vynálezu je, že umožňuje racionálně využitie tepla uvolňujúceho sa pri reakcii horúcej kvapalnej fázy, obsahujúcej kyselinu fosforečná s plynným amoniakem; vytvára optimálně podmienky pre priebeh heterogénnych reakcií v sústave tvorenej kvapalnou a plynnou fázou; kladie minimálně požiadavky na spotřebu energie pri dávkovaní kvapalnej reakčnej zložky, obsahujúcej kyselinu fosforečná. Zariadenie dalej umožňuje kompaktně konstrukčně riešenie reaktorového uzla pri menšom počte jednotlivých technologických častí (dehydrátu, separátor reakčnej zmesi a po-dobne) a při minimalizovaných požiadavkách na priestor pre umiestnenie technologickej časti výrobně; zariadenie je jednoduché a ' neobsahuje žiadne točivé súčasti; zariadenie pracuje s vysokou úrovňou prevádzkovej istoty a jeho funkcia kladie minimálně nároky na obsluhu.An advantage of the process and apparatus of the present invention is that it makes it possible to rationally utilize the heat released in the reaction of the hot liquid phase containing phosphoric acid with ammonia gas; creates optimal conditions for heterogeneous reactions in the liquid and gas phase system; it imposes at least energy consumption requirements when dispensing a phosphoric acid-containing liquid reactant. The device furthermore enables a compact design of the reactor node with a smaller number of individual technological parts (dehydrate, reaction mixture separator and the like) and with minimized space requirements for the location of the technological part of the plant; the device is simple and does not contain any rotating parts; the device works with a high level of operational reliability and its function requires minimal demands on the operator.
Jedna z mnohých modifikácií zariadenia pódia vynálezu je schematicky znázorněná na pripojenom obrázku.One of many modifications of the device according to the invention is shown schematically in the attached figure.
Do vertikálně umiestneného reaktora kontinuálně natéká cez přívod 4 kvapalnej fázy umiestnený v hornej časti telesa reaktora 1 opracovávaná kyselina fosforečná, alebo roztok NH4H2PO4 v kyselině fosforečnej. Kyslo reagujúca kvapalná reakčná zložka, obsahujúca fosfor, stéká po organizovanej a/alebo neorganizovanej náplni 3 umiestnenej na minimálně jednom nosnom dne 2. Pre poměr ekvivalentního priemeru častíc náplně de, definovaný ako priemer gule, ktorej objem je rovný objemu častíce náplně (pre gulovité částice je de totožné s priemerom častíce) a vnútorného priemeru telesa ' reaktora D platí, že de/D je 0,005 až 0,45.Treated phosphoric acid, or a solution of NH4H2PO4 in phosphoric acid, continuously flows into the vertically positioned reactor through the liquid phase inlet 4 located in the upper part of the reactor body 1. The acid-reactive phosphorus-containing liquid reactant flows down the organized and / or unorganized cartridge 3 located on at least one carrier day 2. For a ratio of equivalent particle diameter of the cartridge d e , defined as a diameter of a sphere equal to the volume of the cartridge particle The particle diameter is the same as the particle diameter) and the internal diameter of the reactor body D is that d e / D is 0.005 to 0.45.
Ako neorganizovaná náplň může byť použitý niektorý z vhodných prírodných materiálov. Vhodné, umělo vyrábané náplně sa zhotovujú v róznych tvaroch ako například Raschigove, Lessingove, Pallové krúžky, Berlové sedielka, Cannonova náplň a podobné a dodávajú sa tiež v rozličných vefkostiach. Z hlediska rozdelenia kvapalnej fázy ukázalo sa byť výhodným ak horná časť náplně 3 je tvořená časticami, pre ktoré hodnota už diskutovaného poměru de/D je menšia, alebo rovná 1.10_1. Je tiež výhodné ak hornú vrstvu náplně uzatvára kuželovité navrstvenie častíc náplně, pričom přívod kvapalnej fázy ústi tesne nad vrcholom tohto kužela.Any suitable natural materials may be used as the unorganized filler. Suitable, artificially manufactured cartridges are made in a variety of shapes such as Raschig, Lessing, Pall Rings, Crutch Seats, Cannon Cartridge and the like, and are also available in a variety of sizes. In terms of liquid phase separation, it has proven advantageous if the upper portion of the cartridge 3 is made up of particles for which the value of the de / D ratio discussed above is less than or equal to 1.10-1 . It is also advantageous if the top layer of the cartridge is closed by a conical lamination of the cartridge particles, the inlet of the liquid phase opening just above the top of the cone.
Plynný amoniak sa privádza do· neutralizačno-dehydratačného reaktora prívodom 5, ktorý rovnako ústi buď nad hornú vrstvu náplně 3, alebo siaha až do hornej polovice vrstvy náplně 3. Kvapalná fáza obsahujúca fosfor sa roztěká po povrchu náplně účinkom posobenia gravitačnej sily, pričom v důsledku přítomnosti plynného amoniaku v systéme dochádza k exotermickej neutralizačnej reakcii medzi dávkovanými zložkami. Vytváraniu filmovéj vrstvy a intenzívnemu vyrovnávaniu koncentračných rozdielov na medzifázovom rozhraní podstatnou mierou tiež prlspieva strháváme kvapalnej fázy plynnou fázou, ktorá pozostáva z plynného amo6 maku a z reakčnej zmesi uvolnenej prehriatej vodnej páry.The ammonia gas is fed to the neutralization-dehydration reactor via an inlet 5, which also opens either above the top layer of the cartridge 3 or extends to the top half of the cartridge layer 3. The phosphorus-containing liquid phase flows over the surface of the cartridge by shaking gravity. The presence of ammonia gas in the system results in an exothermic neutralization reaction between the dosing components. The formation of the film layer and the vigorous equalization of the concentration differences at the interfacial interface also significantly contribute to the entrainment of the liquid phase by the gas phase, which consists of gaseous ammonia and the reaction mixture released by superheated steam.
Tým, že kontak reagujúcich fáz nastáva vo filmovej vrstvě, sú vytvářené priaznivé podmienky tak pre priebeh neutralizačnej, ako i dehydratačnej reakcie.Because the contact of the reacting phases occurs in the film layer, favorable conditions are created for both the neutralization and the dehydration reaction.
Ako vhodné sa ukázalo zabudovat do vnútra telesa reaktora 1, připadne tiež distribučně přepážky 6, ktoré usmerňujú tok reakčnej zmesi po povrchu náplně, Čím sa dosahuje rovnoměrného zmáčania náplně a dosahuje sa tiež ďalšie zintenzívnenie kontaktu reagujúcich fáz. Za určitých okolností je možné prehíbiť priebeh neutralizačno-dehydratačnej reakcie tiež případným zabudováním vhodnej vestavby 7 a/alebo statického miešača 8 do vnútra telesa reaktora 1.It has also been found appropriate to incorporate into the interior of the reactor body 1 distribution baffles 6 which direct the flow of the reaction mixture over the surface of the charge, thereby achieving uniform wetting of the charge and further intensifying contact of the reacting phases. In certain circumstances, it is also possible to deepen the course of the neutralization-dehydration reaction by optionally incorporating a suitable installation 7 and / or a static mixer 8 into the interior of the reactor body 1.
Kvapalná fáza reakčnej zmesi, ktorá tokom po povrchu reakčným teplom zohriatej náplně 3 v důsledku neustále sa prehlbujúcej neutralizačnej a dehydratačnej reakcie postupné mění svoj charakter a v případe spracovávania najma fosforečných surovin s obsahom organických látok tiež siino napění. Tým sa dosiahne vytvorenie istého „uzávěru“, ktorý bráni volnému priechodu plynného amoniaku zariadením a pohyb reakčnej zmesi zariadením nadobúda charakter piestového toku.The liquid phase of the reaction mixture which gradually changes its character by flowing over the surface of the reaction heat-heated charge 3 as a result of a continuously deepening neutralization and dehydration reaction and, in the case of processing, in particular phosphorous raw materials containing organic substances, also foams. This results in the formation of a certain "closure" which prevents the free passage of ammonia gas through the device and the movement of the reaction mixture through the device takes the form of a piston flow.
Frechodom reakčnej zmesi, a to ·tak kvapalnej, ako i plynnej fázy, posledným perforovaným nosným dnom 2 vytéká spenená tavenina kondezovaných fosforečnanov amónnych z reaktora a je možné ju ďalej spracovávať priamym rozpúšťaním, reakciou s níekterou zo zložiek, ktoré sú zdrojom základných, sekundárných alebo stopových rastli-nných živin, granuláciou alebo lnou formou úpravy do jej aplikačnej formy. Nozreagovaný plynný amoniak obsiahnutý v plynnej fáze reakčne) zmesi je osobitne výhodné využívat v niektorej · z dalších fáz technologického procesu (napr. viazať ho v slabo kyslom vodnom roztoku taveniny za súčasnej úpravy acidity finálneho produktu a pod · j. .By passing the reaction mixture, both liquid and gaseous, through the last perforated carrier bottom 2, the foamed melt of condensed ammonium phosphates flows out of the reactor and can be further processed by direct dissolution, reaction with some of the constituents which are the source of the primary, secondary or trace plant nutrients, by granulation, or by flax treatment into its dosage form. The unreacted ammonia gas contained in the gas phase of the reaction mixture is particularly advantageous to use in some of the other stages of the process (e.g., to bind it in a weakly acidic aqueous melt solution while adjusting the acidity of the final product, etc.).
Příklad 1Example 1
Sposob výroby kondenzovaných IosIo^očnanov amonných podlá vynálezu sme ověřovali na modely zariadenia · neutrallzačno-dehydratačného reaktoru — zhotoveného v súlade s druhým bodom jeho predmetu, pričom toto bolo začleněné do zostavy kontinuálně pracujúcej aparatúry.We have examined the process for the production of condensed ammonium ions of the present invention on models of a neutralization-dehydration reactor apparatus constructed in accordance with the second point of its object, and this has been incorporated into a continuously operating apparatus assembly.
Neutralizačno-dehydratacný reaktor pozostával z kovového telesa reaktora tvaru stojatého valca, celkovej výšky 1200 mm a · vnútorného priemeru 155 mm. Asi 20 · mm · od spodnóho okraja bolo do telesa ' · reaktora osadené perforované nosné dno obsahujme 37 kruhových otvorov, každého o priemere 12 mm. Na nosnom dne bola uložená do výšky 900 mm neorganizovaná náplň tvořená kameninovými Raschigovýml krúžkami vel’230266 kosti 25,4 X 25,4 mm o hrúbke steny 3,6 mm, čo odpovedalo 16,97.10~3 m3 náplně vytvárajúcej 3,225 m2 kontaktného povrchu, kterého priemerný medzerový objem, tzv. medzerovitosť ε, bol rovný 71 % a poměr ekvivalentného priemeru častíc náplně de a vnútorného priemeru telesá reaktora D bol rovný: de/D = 22,87/155 = 1,47.1ο'1.The neutralization-dehydration reactor consisted of a metal reactor housing of vertical cylinder shape, a total height of 1200 mm and an inner diameter of 155 mm. Approximately 20 mm from the bottom edge, a perforated support bottom comprising 37 circular openings, each 12 mm in diameter, was fitted into the reactor body. An unorganized filling consisting of earthenware Raschig rings of 230266 bones of 25.4 X 25.4 mm with a wall thickness of 3.6 mm was deposited on the carrier bottom to a height of 900 mm, which corresponded to 16.97.10 ~ 3 m 3 of filling forming 3.225 m 2 of contact the surface of which the average void volume, the so-called. the void ε, was 71% and the ratio of the equivalent particle diameter of the charge d e to the inside diameter of the reactor body D was: d e / D = 22.87 / 155 = 1.47.1ο -1 .
Na už špecifikovanej náplni bola umiestnená ďalšia 100 mm vrstva neorganizovanej náplně, pozostávajúcej z keramických Raschigových krúžkov, charakterizovanej rozmermi 12,7 X 12,7 mm a hrúbkou steny 1,8 milimetr a. Takto vytvorenej vrstvě náplně, ktorej priemerný medzerový objem, tzv. medzerovitosť, bol rovný asi 70 %, odpovedali 0,692 m2 kontaktného povrchu. Poměr ekvivalentného priemeru častíc náplně v tejto vrstvě к vnútornému priemeru telesá reaktora bol de/D = 11,44/155 = 7,38.10'2. Posledná tretia vrstva náplně, umiestnená na predošlej náplni, bola 75 mm hrubá a pozostávala z keramických Raschigových krúžkov velkosti 6,35 X 6,35 mm, hrůbky 0,76 mm.An additional 100 mm layer of unorganized cartridge, consisting of ceramic Raschig rings, characterized by dimensions of 12.7 x 12.7 mm and a wall thickness of 1.8 millimeters, was placed on an already specified cartridge. The filling layer thus formed, whose average void volume, so-called " the gap was about 70%, corresponding to 0.692 m 2 of contact surface. The ratio of the equivalent diameter of the charge particles in this layer to the inside diameter of the reactor body was d e / D = 11.44 / 155 = 7.38.10 2 . The last third layer of the cartridge, placed on the previous cartridge, was 75 mm thick and consisted of 6.35 X 6.35 mm ceramic Raschig rings, 0.76 mm thick.
Poměr ekvivalentného priemeru častíc náplně de, definovaný ako priemer gule, ktorej objem je rovný objemu částice náplně a vnútorného priemeru telesá reaktora D bol rov5 45 ný de/D = = 3,52.10~2 PoslednouThe ratio of the equivalent diameter of the particle charge d e, defined as the diameter of a sphere whose volume is equal to the volume of the particle charge and the internal diameter of the reactor body D was rov5 45 Ný d e / D = ~ 2 The last 3,52.10
155 hornou vrstvou neorganizovanej náplně, ktorej priemerný medzerový objem, tzv. medzerovitosť ε = 72 °/o, bol vytvořený kontaktný povrch o ploché 1,12 m2. Všetky použité vrstvy náplně reprezentovali úhrnnú plochu kontaktného povrchu 5,037 m2. Přívodové potrubia fosforečnej kyseliny a plynného amoniaku boli súčasťou přírubového krytu uzatvárajúceho teleso reaktora z hornej strany a ústili přibližné 50 mm nad poslednou vrstvou náplně, pričom přívod kyseliny bol umiestnený do vertikálnej osi telesá reaktoru.155 the top layer of an unorganized cartridge, the average void volume, the so-called " gap ε = 72 ° / o, a contact surface of 1.12 m 2 was created. All fill layers used represented a total contact surface area of 5.037 m 2 . The phosphoric acid and ammonia gas feed lines were part of a flange cover enclosing the reactor body from the top and exit approximately 50 mm above the last charge layer, whereby the acid supply was placed in the vertical axis of the reactor body.
Teleso reaktora bolo po celej výške zaizolované asi 80 mm hrubou vrstvou čadičovej vaty. V spodnej tretine výšky telesá reaktora bola zabudovaná teplomerná jímka naplněná silikonovým olejom s teplomerom.The reactor body was insulated over the entire height with an approximately 80 mm thick basalt wool layer. A thermometer well filled with silicone oil with a thermometer was built in the lower third of the height of the reactor body.
Pracovali sme s čiastočne zakoncentrovanou komerčnou extrakčnou kyselinou, tzv. čierneho typu, ktorá bola před zahuštěním specifikovaná takýmto chemickým zložením:We worked with partially concentrated commercial extraction acid, so-called. of a black type, specified before its concentration by the following chemical composition:
— obsah celkového P2O5 54,91 % (stanovený fotometricky) — obsah P2O5 stanovený 56,27 % přepočtem acidity — obsah železa 0,49 % Fe — obsah hliníka 0,387 %AI — obsah horčíka 0,132 %Mg — obsah vápnika 0,064 %Ca — obsah fluóru 0,456 %F.- total P2O5 content 54,91% (determined photometrically) - P2O5 content determined 56,27% by acidity conversion - iron content 0,49% Fe - aluminum content 0,387% AI - magnesium content 0,132% Mg - calcium content 0,064% Ca - content fluorine 0.456% F.
Kyselina uvedenej akosti, po zahuštění na % P2O5 (podlá výsledku fotometrie) na kontinuálně pracujúcej filmovej odparke, natékala cez kvapalinový uzávěr a centricky umiestnený přívod kvapalnej fázy v množstve 1250 g.min.'1 do už specifikovaného reaktora. Priemerná teplota kyseliny, dávkovanej do neutralizačno-dehydratačného reaktora, bola 135,5 °C.The acid of said quality, after concentrating to% P2O5 (as determined by photometry) on a continuously operating film evaporator, flowed through the liquid cap and a centrally located liquid phase feed at 1250 g / min. 1 into an already specified reactor. The average temperature of the acid fed to the neutralization-dehydration reactor was 135.5 ° C.
Prívodom amoniaku sme do ověřovaného zariadenia minútove dávkovali priemerne 286,1 g plynného amoniaku. Teplota v spodnej tretine výšky reaktora sa po asi 30 mi;nútach funkcie zariadenia ustálila na 276 °C.On average, 286.1 g of ammonia gas were metered into the equipment under test by ammonia supply. The temperature in the lower third of the reactor height stabilized at 276 ° C after about 30 minutes of operation.
Za týchto podmienok sme minútove získali priemerne 1274 g silno spenenej taveniny, špecifikovanej takýmto priemerným obsahom základných zložiek: 11,7 — 62,8 — 0 (% N — % P2O5 — % K2O), pričom produkt obsahoval priemerne 13,9 % P2O5 viazaného vo formě ortofosforečnanov a 48,9 % P2O5 vo formě kondenzovaných fosforečnanov amonných (priemerný stupeň premeny — — konverzia na kondenzované fosforečnany a = 77,9 %].Under these conditions, we obtained, on average, 1274 g of a strongly foamed melt, specified by such an average content of basic ingredients: 11.7 - 62.8 - 0 (% N -% P2O5 -% K2O), with an average of 13.9% P2O5 bound in the form of orthophosphates and 48,9% of P2O5 in the form of condensed ammonium phosphates (average conversion - conversion to condensed phosphates α = 77,9%).
Pripravovanú taveninu kondenzovaných fosforečnanov amonných sme v ďalšom stupni nepřerušovaných spósobom priamo spracovávali na kvapalné NP-hnojivo typu 10-34-0, pričom sme do slabo kyslého roztoku taveniny viazali priemerne minútove 104,9 g NH3 z plynnej reakčnej fázy.The prepared melt of condensed ammonium phosphates was directly processed into a liquid NP-fertilizer of the type 10-34-0 in the next step without any interruption, while we bound on average an average of 104.9 g of NH3 from the gaseous reaction phase into a weakly acidic melt solution.
Uvedeným spósobom získané kvapalné NP-hnojivo bolo slabo kyslej reakcie (pH = 6,0) a jeho priemerná hodnota hustoty bola 1390 kg . m-3. Z hl'adiska fázovej stability finálny produkt .nevykazoval žiadne změny ani pri dlhdobom skladovaní pri teplote —15 °C.The liquid NP-fertilizer obtained in this manner was a weakly acidic reaction (pH = 6.0) and had an average density of 1390 kg. m -3 . In terms of phase stability, the final product showed no changes even at long-term storage at -15 ° C.
Příklady 2 až 17Examples 2 to 17
Neutralizačno-dehydratačný reaktor, používaný počas tejto série pokusov, bol zapojený do zostavy modelovej kontinuálně pracujúcej aparatúry na přípravu dusíkatofosforečných kvapalných hnojív polyfosforečnanového typu a pozostával z:The neutralization-dehydration reactor used during this series of experiments was involved in the assembly of a model continuously operating apparatus for the preparation of polyphosphate type nitrogen-phosphorus liquid fertilizers and consisted of:
— válcového telesá reaktora, zhotoveného z impregnovaného grafitu výšky 1000 mm, priemeru 155X17,5 mm, pričom v jeho dne hrůbky 20 mm bolo navrtaných 37 kruhových otvorov s priemerom 12 mm, čím bolo vytvořené perforované nosné dno na uloženie výplně;A cylindrical reactor body made of impregnated graphite of 1000 mm height, 155X17.5 mm diameter, 37 holes of 12 mm diameter having been drilled in its bottom of 20 mm, thereby forming a perforated support base for receiving the filler;
— neorganizovanej výplně pozostávajúcej v prevážnej miere z napílených prstencov z grafitových rúr 38/24 a 30/10 mm;- an unorganized filling consisting essentially of reinforced rings of graphite tubes 38/24 and 30/10 mm;
— prívodov kyseliny fosforečnej a plynného amoniaku, ústiacich nad vrstvu výplně.- phosphoric acid and ammonia gas inlets above the filler layer.
Pre částice používanej neorganizovanej výplně boli meraniami a přepočtem získané ich charakteristiky, ktoré sú súhrnne uvedené v tabufke č. 1.For the particles of the unorganized filler used, their characteristics were obtained by measurement and conversion, which are summarized in Table 1. First
rH юrH ю
ctí 4tí R-l В A ctí Hhonors 4ti R-l В A honors H
230268 cd > 4-» сл f-í >230268 cd> 4- »сл f-i>
'cd P o'cd P o
4tí4Ti
Φ >N OΦ> N O
NN
Ď0 CtíĎ0 Honors
TuHere
OABOUT
COWHAT
ъъ
Ctí >Honors>
4- J сл4- J сл
5- 1 > 'Ctí rt Ό Φ r-<5- 1> 'Honors rt Ό Φ r- <
4-J4-J
СЛСЛ
CM co to---o to xji θ' θ' θ' о +Ι+Ι+Ι+Ι to ο ο to 00 to см to cd сл аЭ оз σΓ смCM what to --- o to xji θ 'θ' θ 'о + Ι + Ι + Ι + Ι to ο ο to 00 to см to cd сл аЭ оз σΓ см
CO со оз CD toCO со оз CD's
toit
II
OABOUT
CQ 03CQ 03
CM CD CO <NCM CD CO <N
O to 'Φ CM rH *> <0 °1 to rH co oo o COO to 'Φ CM rH *> <0 ° 1 to rH co o o CO
L0 CO 03 in to toto ω ctí Cj rt 5L0 CO 03 in to this ω honors Cj rt 5
Se S-ě φ ω Φ φWith S-φ ω Φ φ
s o £s o £
Ctí Φ uHonors Φ u
O 43 'Φ rt > φ rt _ '> Cd > ' ‘ ω ω cd >CDO 43 'Φ rt> φ rt _'> Cd> '‘ω cd> CD
Φ rt φΦ rt φ
rtrt
4->4>
V) ΦV) Φ
Ctí ř-i Ό >% 43Honor ř-i Ό>% 43
Ф ?Ф?
Ó rt >CJ ctí NR rt> CJ honors N
2 P rt φ rt rH2 P rt φ rt rH
Ф ;Ф;
ЙЙ
Ή > Л rtЛ> Л rt
Ui QUi Q
О см , . . см^со 03 О О* rH г-Г +I+I+I+I to to о со СП ОЗ со TF СО тф Oto 00 <Ф о> СО со см см соО см,. . см ^ со 03 О О * rH г-Г + I + I + I + I to о о со СП ОЗ со TF СО тф Oto 00 <Ф о> СО со см см со
CD 0Э co m< co to I o coCD 0Э co m <co to I o co
CM bCM b
ОТ ео {2 0.3 ► О О СМ _Г см to coОТ ео {2 0.3 ► О О СМ _Г см what
Mri >Mri>
to ito i
O a? eo гч Ó> co* oo co co coO and? eo гч Ó> co * oo what what what
Φ й Ή '>» >Φ й Ή '> »>
Ф oФ o
4-J (Л Ctí >u co4-J (Л Honor> co
II
OABOUT
Q.Q.
>>
'Φ rt §'§ rt §
Φ ’S <X|'S <X |
S s 4tí 4-» rt 'g o rt > >S s 4tí 4- »rt 'go rt>>
СЛ Q Й 4-JСЛ Q-4-J
O s д x 2 >СЛ rt > 2 сл ctí >uO with д x 2> СЛ rt> 2 сл honor> u
Jrt o í-> >Jrt o í->>
Q-í CU < ф ~ ω ·***Q-i CU <ф ~ ω · ***
О сл φ >υО сл φ> υ
O s o rt gí 'O s o rt gi '
φ a a >φ and a>
Φ IIΦ II
Φ rt ctí > o W N c L rt •g 8 S o . &o > ьо Й — 4tí g йГ йC rt honors> o W N c L rt • g 8 S o. & o> ьо Й - 4t g йГ й
ÍQIQ
O rH >eiO rH> e i
ΦΦ
Φ ·»—» 43 O o > o 4tí 4-» O é * i я g fe s * e g r ® Ф I m л*·—w ©£ >Φ · »-» 43 H o> of 4 Ti 4 »on E * and я g of fe * EGR ® Ф л I m * · - w © £>
ф в § > ** »\rt ® О*· А ** •г—i * . ГЛ Н if 1ф в §> ** »\ rt ® О * · А ** • г — i *. ГЛ Н if 1
S ’йS ’й
о. си S '>ч 2 > U ф rt rt g >S jS .2 - э clо. си S '> ч 2 > U фrt r> S jS .2 - э cl
Prvé pokusy s týmto typom grafodurového výplňového reaktora holi robené s extrakčnou H3PO4 ktorá sa kontinuálně dávkovala cez filmová odparku do reaktora. Počas prvého pokusu sa priemerne dávkovalo 6,65 . . 10~3 kg nezahustenej H3PO4.' s1 (23,94 kg . . tq H3PO4. h1), pričom v dalších _ pokusech . sa priemerná hmotná rýchlosť ' dávkovania kyseliny postupné zvyšovala o 64,4; 124,7 a 160,9 · %, takže v poslednom pokuse tejto série sa priemerne dávkovalo už . 17,35.. 10~3 kg H3PO4.S-1. Úměrně k postupnému poklesu koncentrácie trihydrogénfosforečnej kyseliny natekajúcej z odparky do reaktora (vplyvom zvýšeného dávkovania kyseliny do odparky) v jednotlivých pokusoch · série postupné klesal stupeň premeny monofosforečnanov v kvapalnej fáze reakčnej zmesi na kondenzované fosforečnany. Najvyššia spriemernená hodnota stupňa premeny vo vzorkách tavenín, odobraných v priebehu pokusu, bola 71,2 °/o. Najnižší podiel · kondenzovaných fosforečnanov (61,4 %) bol stanovený vo vzorkách tavenín z pokusu 165, kedy sa pracovalo s najvyššou skúšanou hmotnostnou. rýchlosťou dávkovania kyseliny (17,35 . 10_;i kg . s_1) v rámci hodnotenej série pokusov. Počas všetkých pokusov bol zachovaný plynulý -volný nátok spracovávanej kyseliny do reaktora.The first experiments with this type of graphodure packed-bed reactor were made with extraction H3PO4 which was continuously fed through a film evaporator into the reactor. On average, 6.65 was dosed during the first experiment. . 10 ~ 3 kg of unconcentrated H3PO4. ' with 1 (23.94 kg. tq H 3 PO 4 .h 1 ), while in further experiments. the average acid feed rate gradually increased by 64.4; 124.7 and 160.9 ·%, so in the last trial of this series, the average dose was already taken. 17.35 .. 10 ~ 3 kg H3PO4.S-1. In proportion to the gradual decrease of the concentration of trihydrogenphosphoric acid flowing from the evaporator into the reactor (due to the increased feeding of acid into the evaporator) in the individual experiments, the degree of conversion of monophosphates in the liquid phase of the reaction mixture to condensed phosphates. The highest average value of the degree of conversion in the melt samples taken during the experiment was 71.2%. The lowest proportion of condensed phosphates (61.4%) was determined in the melt samples of experiment 165, when the highest mass tested was used. at an acid dosing rate (17.35, 10; i kg. s -1) within the evaluated series of experiments. A continuous free flow of acid to the reactor was maintained during all experiments.
Reakčná zmes prúdila reaktorom rovnoměrně, neboli pozorované nerovnoměrnosti vo vzhlade reakčnej zmesi alebo nedostatky vo funkcii ověřovaného reaktora. Osobítne priaznivo bola hodnotená funkcia reaktora počas posledných dvoch pokusov . série (164 ' a 165), kedy tok reakčnej zmesi reaktorom' dosiahol jednoznačné piestový charakter. Počas pokusov 166 . A až D sa pracovalo s extračnou kyselinou rovnakej proveniepcie a kvality, s tým rozdielom, že kyselina . -sa vopred zakoncentrovala a v jednotlivých/pokusoch · diskutovanej série sa prietokom cez odparku už len zohrievala na teplotu 110 až 115 °C bez jej · dalšieho odparovania :(steny odparky sa temperovali na teplotu nižšiu než odpovedalo teplote varu dávkovanej kyseliny 140 až 155 -°C). Týmto sposobom sa podařilo vo váčšej . miere vylúčlť·· vplyv· změny koncentrácie H3PO4 pri expeřimentálnom určovaní kapacity ověřovaného reaktora. .The reaction mixture flowed through the reactor uniformly, no unevenness in the reaction mixture or deficiencies in the function of the reactor to be tested were observed. The function of the reactor during the last two experiments was particularly favorably evaluated. series (164 'and 165), where the flow of the reaction mixture through the reactor' has reached a clear piston character. During the experiments. A to D was used with an extract acid of the same design and quality, except that the acid. - was pre-concentrated and in individual / experiments of the series discussed, it was only heated to 110-115 ° C by flowing through the evaporator without further evaporation: (the evaporator walls were tempered to a temperature below the boiling point of the acid 140-155 ° C). C). In this way, we managed to do more. rate of change of H3PO4 concentration in experimental determination of reactor capacity. .
V jednotlivých pokusoch tejto · série sa pracovalo s týmito priemernými · hmotnostnými rýchlosťami dávkovania · H3BO4: (11,84; 16,22; 19,52 a 22,56) . 103 kg ·H3PO4. s“1, co odpovedalo · (7,39; 10,12; 12,18· a 14,08) . . ΙΟ.3 kilogramom P2O5. s_1. ,In the individual experiments of this series, the following average dosing rates of H3BO4 were used (11.84; 16.22; 19.52 and 22.56). 10 3 kg · H3PO4. with “1,” which replied · (7.39; 10.12; 12.18 · and 14.08). . ΙΟ. 3 kilograms P2O5. s_1. .
Přepočtem na základe .určených hodnot objemových . hmotností reakčnej . zmesi na výstupe z reaktora (305 až 563 kg .. m3) sa určilo, že středná doba zotrvania . reakčnej zmesi klesala úměrně so · zvyšujúcim sa . . dávkováním H3PO4 a NH3(g) z . .245 . až · 273 na 81 až 90 sekúnd. Stupeň premeny · inonofos-7 forečnanov na kondenzované fosforečnanysa pohyboval od 61,1 do 67,5 %.Recalculation based on the specified volumetric values. reaction mass. The mixture at the outlet of the reactor (305 to 563 kg .. m 3) was determined to have a mean residence time. of the reaction mixture decreased proportionally with increasing. . by dosing H3PO4 and NH3 (g) z. .245. up to 273 to 81 to 90 seconds. The degree of conversion of inonophos-7 formates to condensed phosphate ranged from 61.1 to 67.5%.
V dvoch dalších pokusoch (167 A, B) sa ověřovala funkcia reaktora so súprúdným tokom reagujúcich zložiek v případe použitia termickej trihydrogénfosforečnej kyseliny. Výsledky pokusov potvrdili možnost použitia výplňového reaktora popísanej konštrukcie i pre · přípravu taveniny KFA z termickej H3PO4. Ukázalo se však, že dosiahnutie optimálnej funkcie výplňového reaktora pro spracovaní termickej kyseliny by si při danom výplňovom reaktore vyžadovalo dodržiavanie relativné úzkého rozmedzia hmotnostných rýchlostí dávkovania H3PO4 a amoniaku. Pri spracovávaní termickej trihydrogénfosforečnej kyseliny reakčná zmes nevytvoří penú · ako pri použití extrakčných H3PO4, kde · táto· vyplňa celý volný priestor vo vrstvě výplně a je tu příčinou vzniku priestorového toku reakčnej zmesi. V případe dávkovania termickej H3PO4 táto stéká po povrchu vvýplne vo formě filmovej vrstvy, pričom jej reakcia s plynným amoniakom nastáva · kontaktom reagujúcich fáz na fázovom rozhraní.In two further experiments (167 A, B), the function of the reactor with the co-current flow of the reactants was tested in the case of the use of thermal trihydrogenphosphoric acid. The results of the experiments confirmed the possibility of using a packed-bed reactor of the described construction also for the preparation of KFA melt from the thermal H3PO4. However, it has been shown that achieving the optimum performance of a packed-bed reactor for thermal acid treatment would require maintaining a relatively narrow range of mass feed rates of H3PO4 and ammonia for the packed-bed reactor. In the processing of thermal trihydrogenphosphoric acid, the reaction mixture does not form a foam, as with the use of extraction H3PO4, where it fills the entire void space in the filler layer and is the cause of the spatial flow of the reaction mixture. In the case of thermic H3PO4 dosing, it flows down the surface of the filler in the form of a film layer, whereby its reaction with ammonia gas occurs by contacting the reacting phases at the phase interface.
Z uvedených dovodov je preto · v případe termickej kyseliny doležité pracovat pri · optimálnom zmáčaní výplně kvapalnou fázou, používat jemnejšiu výplň s vačším povrchom a předcházet takto vytváraniu tzv. komínové toku plynného amoniaku vo vrstvě výplně. Odlišný charakter reakčnej zmesi počas skúšok s termickou kyselinou pravděpodobně negativné ovplyvnil velkost’ medzifázového povrchu, čo sa prejavilo v znížení · stupňa premeny monofosforečnanov ná kondenzované fosforečnany absolútne o 10 · až 20· ·% v porovnaní so vzorkami tavenín · připravených za zrovnatefných podmienok z extrakčnej kyseliny. Možno předpokládat, že i v případe výplňového · reaktora ověřovaného typu by prídavok aditívov, znižujúclch povrchové napátie reakčnej zmesi a podporujúcich jej penenie (např. niektorý z derivátov lignosulfónovej kyseliny a pod.), priaznivo ovplyvnil stupeň molekulárnej dehydratácie ·· fosforečnanov pri spracovávaní termickej ' · . · trihydrogénfosforečnej kyseliny.Therefore, in the case of the thermal acid, it is important to work with optimal liquid-phase wetting of the filler, to use a finer filler with a larger surface and to prevent the formation of so-called " the chimney flow of ammonia gas in the filler layer. The different character of the reaction mixture during the thermal acid tests was likely to negatively affect the size of the interfacial surface, resulting in a reduction in the degree of conversion of monophosphates to condensed phosphates by an absolute 10 to 20 · ·% compared to melt samples prepared under comparable extraction conditions. acid. It can be assumed that even in the case of a packed reactor of the tested type, the addition of additives reducing the surface tension of the reaction mixture and promoting its foaming (e.g., one of the lignosulfonic acid derivatives, etc.) would favorably influence the degree of molecular dehydration. . · Phosphoric trihydrogen acid.
Počas pokusov 168/A, B sa opat., pracovalo s-už Specifikovanou ·· extrakčnou · ' H3PO4 tzv. čierneho typu. Tieto pokusy bolí zametané na experiméntálne preverenie možnosti využitia · · výplňového reaktora s vertikálnym tokom · reakčnej zmesi na vysokoteplotnú neutralizáciu komerčných trihydrogénfosforečných kyselin, obsahujúcich 52 až 54 % • P2O5, · bez ich predcházajúceho zakoncentrovania plynným amoniakom. Dosiahnuté výsledky pokusov potvrdili zásadnú vhodnost výplňového reaktora nvedenej konštrukcie pre študovaný proces.During experiments 168 / A, B, the procedure was carried out with the already specified extraction H3PO4 so-called. black type. These experiments have been swept to experimentally investigate the possibility of using a · · · · · · · · · · vertical flow reactor · reaction mixture for high temperature neutralization of commercial trihydrogenphosphoric acids containing 52-54% • P2O5, · without prior concentration with ammonia gas. The achieved results of the experiments confirmed the fundamental suitability of the packed reactor of the supported structure for the studied process.
Spriemernené výsledky pokusov, ako · . i prehfad niektorých · nameraných a vypočítaných parametrov · pre skúšky s grafodurovými neutralizačno-dehydratačno výplňovými reak|tormi sú uvedené v · . tabufke 2 a 3.Moderate test results such as. An overview of some of the measured and calculated parameters for the tests with graphodure neutralization-dehydration-packed reactors is given in. Tables 2 and 3.
to CD COto CD CO
со сосо со
ωω
Гх СП со од со од со <Гх СП со од со од со <
од соод со
одод
CM h мл ω ν m СП CM CO^ to^ CO 4^ 4* CO* Γχ* СП* 4<* o* ю ю ΗH h h h CO CO CO CO CO CO * * * * * * * * * * * *
СП r-Ι О. 41 О 00 СП СП ОД^ СП ОД Гч СП 41* to* 4<* 0Q СЧ О* to СО тЧСП r-Ι О. 41 О 00 СП СП ОД ^ СП ОД Гч СП 41 * to * 4 <* 0Q СЧ О * to СО тЧ
г- о со CMг- о со CM
CQ СП СО ОД~ xr ю уЧ*ОД*4<* О гЧ* со тН со см со cn 4i оо oots οσ| сосо’Ф тЧ ОД ОД СО* 5^0 О СП ООCQ СП СО ОД ~ xr ю * ОД * 4 <* О гЧ * со тН со см со cn 4i оо oots οσ | сосо'Ф тЧ ОД ОД СО * 5 ^ 0 О СП ОО
HO00S Он гч со смHO00S Он гч со см
СМ СЧ тЧ СЧ гЧ гЧ §СМ СЧ тЧ СЧ гЧ гЧ §
оо
сосо
ю н [s m о о сп од~ со тч со 41* со” со со 41* о ю ю н ю 4< см СП тЧ” СП со сою н [s m о о сп од ~ со тч со 41 * со ”со со 41 * о ю ю н ю 4 <см СП тЧ” СП со со
Зя tx счЗя tx сч
СМ сч тЧ одСМ сч тЧ од
сч тЧ Гч СП СП со СП 04 СЭ оо о сч 4<* СО* Γχ* од гч* о LO toсч тЧ Гч СП СП со СП 04 Со оо о сч 4 <* СО * Γχ * од гч * о LO to
СЧ 41 СП С^ соСЧ 41 СП С ^ со
Tabulka č. 2Table no. 2
со Λί 4'CQ а Рч βсо Λί 4'CQ and Рч β
Celkový objem reaktorového telesa, VR (m3) : 10,91.10'Total reactor body volume, V R (m 3 ): 10,91.10 '
Ob jem výplně, Vv (m3) : 10,12.10'Filling capacity, V in (m 3 ): 10,12.10 '
Stredný medzerový objem vo vrstvě výplně : 67,9Mean void volume in the filler layer: 67.9
Počas tejto série pokusov na modelovom kontinuálně pracujúcom zariadení sa používá výplňový neutralizačno-dehydratačný reaktor zhotovený z impregnovaného grafitu v zmysle vynálezu, charakterizovaný takto:During this series of experiments on a model continuously operating device, a packed neutralization-dehydration reactor made of impregnated graphite according to the invention is used, characterized as follows:
Specifikácia jednotlivých vrstiev výplně:Specification of individual filler layers:
— celková výška telesa reaktoru 1000 mm — vnútorný priemer reaktorového telesa 120 mm — počet a velkosť kruhových otvorov v perforovenom dne:- total reactor body height 1000 mm - reactor body inner diameter 120 mm - number and size of circular holes in perforated bottom:
otvorov, 0 12 mmholes, 0 12 mm
V rámci jednotlivých pokusov tejto série sme spracovávali extrakčnú H3PO4 čierneho typu komerčnej akosti, obsahujúcu:In the individual experiments of this series we processed extraction H 3 PO 4 of the black type commercial grade, containing:
53,62 % hmot, celkovej P2O5 (stanovené spektrofotometrickou analýzou)53.62% by weight, total P2O5 (determined by spectrophotometric analysis)
54,39 % hmotnosti P2O5 stanovené prepočtom acidity kyseliny54.39% by weight of P2O5 as determined by acidity conversion
0,23 % hmotnosti Fe0.23% Fe by weight
0,16 % hmotnosti Al0.16% Al
0,16 % hmotnosti Mg a0.16% Mg and a
0,19 % hmotnosti F, alebo jej zmes s technickou kyselinou síro vou. Při přípravě kondenzovaných fosforečnanov amonných vysokoteplotnou neutralizáciou zmesných kyselin (H3PO4 4-H2SO4) plynným amoniakom sa hmotnostný poměr P2O5/S v spracovávanej kyselině počas jednotlivých pokusov měnil od 2,498 do 11,005. Teplota zmesnej kyseliny na vstupe do reaktora kolísala od 75 do 110 °C. Prehlad základných technologických parametrov je obsahom tabulky 4.0.19% by weight of F, or a mixture thereof with industrial sulfuric acid. In the preparation of condensed ammonium phosphates by high temperature neutralization of mixed acids (H3PO4 4-H2SO4) with ammonia gas, the weight ratio P2O5 / S in the acid treated varied from 2,498 to 11,005 during each experiment. The temperature of the mixed acid at the reactor inlet varied from 75 to 110 ° C. An overview of the basic technological parameters is contained in Table 4.
230286 cd H230286 cd H
Číslo pokusu Priemerné dávkovanie [g . min“1} Hmotnostný Teplota Stupeň premeny TrvanieExperiment number Average dosage [g. min “ 1 } Mass Temperature Degree of conversion Duration
H3PO4 H2SO4 [ 96,58 %} NH3 poměr P2O5/S reakčnej zmesi monofosforeč- kontinuálneho г i— л лл Л/ -л ч ' · 1 · ______ Г ___í_ »H3PO4 H2SO4 [96.58%} NH3 ratio of P2O5 / S of mono-phosphorus-continuous reaction mixture · 1 · ______ Г ___ _ »
oabout
СЧ .OСЧ .O
О ОЮ ID О Ю Ю X 00 СО X CM 00 O) Η Η Η Η N H σΓ σΓ I cm co co in X ID CO LD X rdЮ О О 00 00 00 00 00) 00 00 00 00 00 H H H H cm cm cm cm cm cm cm cm cm ID ID ID
O cm co CO CMAbout cm what CO CM
X 00 I cm x o? co I X Ю X O CM CM CM CMX 00 I cm xo? co X Ю XO CM CM CM CM
X CO o ID U0 CD CM Μ 'φ CD O X^ 00 t> co cn o_ cm co co cc od t— rH CO X 00 00 XX CO o ID U0 CD CM Μ CD O X 00 00 t> co cn o_ cm what co cc from t— rH CO X 00 00 X
X tx CM^ 00 C0~ 00 00 σΓ x? x c° 00 ca x O CM CM rH O CO O CM CM CM CM CM CM rH sn ο in X~ h co_ X co rH o uo co ud co o tx Η O H x 00 CO CO CM CM rH rHX tx CM ^ 00 C0 ~ 00 00 σΓ x? xc ° 00 ca x O CM CM rH O CO CM CM CM CM rH sn ο in X ~ h co_ X what rH o uo what what about tx Η OH x 00 CO CO CM CM rH rH
ID CO CO O U0 C0~ CM~ ΙΩχ CD_ UD O^ co CO* 00 x 00 t> rd CO 00 CD tx O CD X U0 CD X X 00 CO CD rH CM CO X. X ID 00 uD U0 U0ID CO CO O U0 C0 ~ CM ~ CDχ CD_ UD O ^ co CO * 00 x 00 t> rd CO 00 CD tx O CD X U0 CD X X 00 CO CD rH CM CO X. X ID 00 uD U0 U0
X tx X ιό in X x rH rH tH Ο» X rH rHX tx X γ in X x rH rH tH Ο X rH rH
Horúca tavenina kondenzovaných fosfo- nuálne spracovávaná rozpúšťaním v čpavkorečnanov amónnych získávaná počas poku- vej vodě na stabilizované kvapalné hnojivo.Hot melt condensed phosphonally processed by dissolution in ammonium ammonia obtained during the trial water to stabilize liquid fertilizer.
sov tejto experimentálnej série bola konti-Owners of this experimental series were continual
Claims (2)
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS101682A CS230266B1 (en) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | Method of and apparatus for continuously preparing melt of condensed ammonium phosphates |
BG5923283A BG42239A1 (en) | 1982-02-15 | 1983-01-04 | Method and device for continuous preparation of melt from liquified ammonium phosphates |
DD24713983A DD252514A3 (en) | 1982-02-15 | 1983-01-10 | METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF A MELT OF CONDENSED AMMONIUM PHOSPHATE |
YU33483A YU33483A (en) | 1982-02-15 | 1983-02-14 | Process for the contiuous obtaining of a solution of condensed ammonium phosphate |
BE0/210110A BE895901A (en) | 1982-02-15 | 1983-02-14 | PROCESS FOR THE CONTINUOUS PREPARATION OF A MOLTEN MASS OF CONCENTRATED AMMONIUM PHOSPHATES AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS PROCESS |
PL24057083A PL138341B2 (en) | 1982-02-15 | 1983-02-14 | Method of obtaining a molten composition of condensed ammonium phosphates and flow-through reactor therefor |
RO109999A RO86024B (en) | 1982-02-15 | 1983-02-14 | Continuous process for preparing a condensed ammonium phosphate smelt and reactor for carrying out this process |
FR8302311A FR2521544B1 (en) | 1982-02-15 | 1983-02-14 | PROCESS FOR THE CONTINUOUS PREPARATION OF A MOLTEN MASS OF CONDENSED AMMONIUM PHOSPHATES AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
GB08304141A GB2116158B (en) | 1982-02-15 | 1983-02-15 | A process and apparatus for preparation of ammonium phosphates |
YU167485A YU167485A (en) | 1982-02-15 | 1985-10-22 | Device for continuous obtaining of condensed alluminium phosphate solution |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS101682A CS230266B1 (en) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | Method of and apparatus for continuously preparing melt of condensed ammonium phosphates |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS230266B1 true CS230266B1 (en) | 1984-08-13 |
Family
ID=5343458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS101682A CS230266B1 (en) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | Method of and apparatus for continuously preparing melt of condensed ammonium phosphates |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE895901A (en) |
BG (1) | BG42239A1 (en) |
CS (1) | CS230266B1 (en) |
DD (1) | DD252514A3 (en) |
FR (1) | FR2521544B1 (en) |
GB (1) | GB2116158B (en) |
PL (1) | PL138341B2 (en) |
RO (1) | RO86024B (en) |
YU (2) | YU33483A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4006862A1 (en) * | 1990-03-05 | 1991-09-12 | Hoechst Ag | PLANT FOR THE PRODUCTION OF AMMONIUM POLYPHOSPHATE |
ES2357009T3 (en) * | 2005-12-05 | 2011-04-15 | Buss-Sms-Canzler Gmbh | LARGE VOLUME REACTOR OR THIN FILM EVAPORATOR WITH A PREMIX EQUIPMENT. |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1426746A (en) * | 1964-03-18 | 1966-01-28 | Dorr Oliver Inc | Production of ammonium phosphate |
US3775534A (en) * | 1971-11-15 | 1973-11-27 | Tennessee Valley Authority | Ammonium polyphosphate solutions from super wet acid |
US3950495A (en) * | 1973-12-21 | 1976-04-13 | Standard Oil Company | Method for the continuous preparation of stable aqueous ammonium polyphosphate compositions |
DE2415996A1 (en) * | 1974-04-02 | 1975-10-16 | Gewerk Victor Chem Werke | METHOD FOR PRODUCING NEUTRAL AMMONIUM POLYPHOSPHATE |
IT1174670B (en) * | 1980-06-05 | 1987-07-01 | Anic Spa | PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF AMMONIUM POLYPHOSPHATES AND EQUIPMENT TO MAKE IT |
-
1982
- 1982-02-15 CS CS101682A patent/CS230266B1/en unknown
-
1983
- 1983-01-04 BG BG5923283A patent/BG42239A1/en unknown
- 1983-01-10 DD DD24713983A patent/DD252514A3/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-14 FR FR8302311A patent/FR2521544B1/en not_active Expired
- 1983-02-14 RO RO109999A patent/RO86024B/en unknown
- 1983-02-14 PL PL24057083A patent/PL138341B2/en unknown
- 1983-02-14 YU YU33483A patent/YU33483A/en unknown
- 1983-02-14 BE BE0/210110A patent/BE895901A/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-15 GB GB08304141A patent/GB2116158B/en not_active Expired
-
1985
- 1985-10-22 YU YU167485A patent/YU167485A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE895901A (en) | 1983-05-30 |
FR2521544A1 (en) | 1983-08-19 |
YU33483A (en) | 1986-02-28 |
RO86024B (en) | 1985-02-01 |
GB8304141D0 (en) | 1983-03-16 |
YU167485A (en) | 1987-10-31 |
DD252514A3 (en) | 1987-12-23 |
BG42239A1 (en) | 1987-11-14 |
FR2521544B1 (en) | 1985-11-22 |
GB2116158A (en) | 1983-09-21 |
RO86024A (en) | 1985-01-24 |
PL240570A1 (en) | 1983-10-10 |
PL138341B2 (en) | 1986-09-30 |
GB2116158B (en) | 1985-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101857213B (en) | Method for preparing food-grade diammonium phosphate from wet-process phosphoric acid | |
CN1651359A (en) | Production method of urocomposite fertilizer | |
CN101343200B (en) | Method for preparing sulphur based compound fertilizer by decomposing rock phosphate with hydrogen nitrate and system thereof | |
CN101230022B (en) | Series production technology of biurea | |
CS230266B1 (en) | Method of and apparatus for continuously preparing melt of condensed ammonium phosphates | |
JPS6116501B2 (en) | ||
Perwitasari et al. | Crystallization of struvite in the presence of calcium ions: Change in reaction rate, morphology and chemical composition | |
CN102556973B (en) | Method for producing hydrofluoric acid from fluorite as raw material | |
PL100625B1 (en) | METHOD OF MAKING STEEL AMMONIUM PHOSPHATE | |
Lozano et al. | Double decomposition of gypsum and potassium chloride catalysed by aqueous ammonia | |
US3449107A (en) | Process for preparing melts comprising ammonium nitrate and phosphate | |
Edahwati et al. | Kinetics analysis of synthesis reaction of struvite with air-flow continous vertical reactors | |
CN104437265B (en) | The preparation facilitiess of cyclohexanone self-condensation reaction | |
CS210335B1 (en) | Method of continuous preparation of the polycondensed ammonium phosphates and device for executing the same | |
CS205849B1 (en) | Method of continuous preparation of the melt of condensated ammonium phosphates and facility for execution thereof | |
USH1697H (en) | Continuous process for sodium methylate | |
US3734708A (en) | Method for making ammonium phosphate fertilizer | |
US3231364A (en) | Fertilizer manufacture with reduced water content | |
IE28179B1 (en) | Apparatus for making slurry fertilizer | |
US5955041A (en) | Natural circulation reactor and use for producing linear and cyclic acetals | |
CN218485937U (en) | Glycine synthesis reaction system | |
KR101978107B1 (en) | Processes for producing silane in a bubble column | |
US4250147A (en) | Reactor for preparation of ammonium polyphosphate | |
CN208234560U (en) | A kind of injection inner circulation reactor | |
CS246865B1 (en) | Double and/or mixed water-soluble compounds containing ammonium phosphate and ammonium sulphate |