DE1817587B2 - Verfahren zur herstellung von monoammoniumphosphat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zum Herstellen .on M Ίο-.mmo; Himphosphat. welches als Stoff für Düngemittel verwendet werden kann oder als Zwischenprodukt dienen um.' anschließend ammoniliert werden kann, um Diammoniumphosphat zu lüden. Die Erfindung betrifft außerdem eine zur Durchführung des erfindungsgeniäß'.n Verfahrens vorzugsweise zu verwendende Vorrichtung.

Volldünger enthalten normalerweise Stickstoff, l'hos- 4« phor und Kalium, die im allgemeinen in Prozentsätzen von N. P.jOr, und K₂O angegeben werden. Ls sind aber mich /weikomponeniciidüngemittcl. das heißt solche Düngemittel, die Stickstoff und Phosphor enthalten, son besonderer Bedeutung. I in ideales Zweikomponentendüngemittcl enthält ammoniertcs Phosphat, wie Monoanimonium- Lind Oder Diamrnoniumphosphat. Die Vorteile solcher konzentrierter Materialien bestehen in den niedrigen Bearbeiuingskosten. den Ersparnissen bei der Verpackung, den Versandkosten usw. Alle diese Vorteile machen derartige konzentrierte Düngemittel weltbewerbsfähig mit normalen Düngemitteln. Audi wird in der Industrie die Kombination der bekannten Pflan/endün lemiltel wie Kaliumchlorid. Ammoniumnitrat. Harnstoff usw. mit Diammonium- :.". phosphat und oder Vloiioammoniumphosphat verwendet. Deshalb isl ein hillige-. Verfahren zum Herstellen von Ammoniumphosphate!! wünsehensweit.

Li> ist ein Verfahren zum 1 !.erstellen ν on Animoiiiiimphosphaten bekannt, gemäß dem Phosphorsäure auf ein rollendes Bett aus bereits hergestelltem Diammoniumphosphat und Düngcmittelfcststoffen aufgesprüht und die Phosphorsäure durch Einspritzen von Ammoniak unter das rollende Bett aus körnigen Feststoffen amnonisiert. d. h. zu Ammoniumsalzen umgewandelt wird. Zum Ammonisieren von Phosphorsäure zu Diammoniumphosphat ist ein Molverhältnis von 2 Mol Ammoniak zu 1 Mol Phosphorsäure notwendig. Damit

liilk l'mt di

soviel Ammoniak mit der Phosphorsäure reagiert, muß die Reaktion mit einem großen Überschuß an Ammoniak durchgefühlt werden, wobei man das überschüssige Ammoniak rückgewinnen und in die Reaktionszone zurückführen muß, wenn man keine übermäßigen Verluste und damit kein unwirtschaftliches Verfahren in Kauf nehmen will. Außerdem muß man granulierte bzw. körnige Feststoffe, d.h. Diammoniumphosphat in einem Verhältnis von wenigstens 3 : 1 und gewöhnlich 5 oder 6: 1 in den Reaktionsbereich zurückführen, um die Reaktionswärme niedrig zu halten, damit die Temperatur in dem Bereich, in dem die Amrnonisierung und Granulierung des Materiales stattfindet, unter etwa 104 C (der Zersetzungstemperatur von Diammoniumphosphat) und vorzugsweise unter 93^rC liegt.

Ein anderes Verfahren zum Herstellen von Diammoniumphosphat besteht darin. Phosphorsäure und wäßriges Ammoniak in einem Tank im flüssigen Zustand mit einem Molverhälinis von Ammoniak zu Säure von etwa i,3i vorreagieren zu lassen, wodurch einWasser-Ammoniumphosphai-Brei mit einem Feuchtigkeitsgehall von 20 bis 22% entsteht. Dieser Brei wird dann in eine Verrichtung zum Ammonisieren und Granulieren auf ein Bett aus Düngemittelfeststoffen gespritzt, wenn man ein Diammoniumphosphai-Pflanzennährstoff-Gemisch herstellen will, oder auf ein Bett aus bereits hergestelltem Diammoniumpliospnat aufgespritzt, wenn nur Diammoniumphosphat hergestellt werden soll. Die Lösung wird ti.inn in einem Molverhältnis von Ammoniak zu Säure von etwa 2.0 ammonisiert. Hierbei weiden große Mengen des bereits hergestellten trockenen granulierten Produktes benötigt, um die Flüssigkeit zu absorbieren. Es sind wenigstens vier bis ach; Tonnen und in bestimmten Fällen bis zu zwölf bis fünfzehn Tonnen bereits hergestellten Diammoniumphosphates oder anderer trokkeiicr granulatförmiger Düngemittelfesi.stoffe für die Herstellung von einer Tonne weiteren Diammoniumphosphales nach diesem Ve!fahren notwendig. Diese große Menge von in den Vcrfahrensablauf zurückzuführenden Stoffen lsi erforderlich, um die Reaktionswärme niedrig zu halten, eine richtige Granulierung zu gewährleisten und die vorhandene Flüssigkeit zu absorbieren.

Es ist weiterhin bekannt, ein einen Feuchtigkeitsgehalt von 10 bis 15% Wasser aufweisendes kristallines Monoammonitimphosphat mit gasförmigem Ammoniak /u ammonisieren, um cm im wesentlichen in ckencs kristallines Diammoniumphosphat zu erzeugen. Einer der zahlreichen Nachteile dieses Verfahrens besteht darin, daß das Monoammoniumphosphat durch Neutralisation wäßriger Phosphorsäure und Ammoniak gebildet wird, das freie Wasser jedoch auf jeden Fall entfernt werden muß. um das kristalline Monoammoniumphosphatsalz zu bilden Außerdem muß zum Ammonisieren von kristallinem Vlonoammoniuinphosphai ein Überschuß an Ammoniak verwendet werden, um die Reaktion mit Sicherheit vollständig durchzuführen, weshalb eine Rückgewinnung des überschüssigen Ammoniaks durchgeführt werden muß.

Es wurde weiterhin versucht, im wesentlichen trockenes Monoammoniumphosphat mit Ammoniakgas zu ammonisieren. Durch dieses Verfahren wurde jedoch nur ein unstabiles Produkt erzeugt. Das Produkt riecht stark nach Ammoniak und ist deshalb als über den Handel zu vertreibendes Düngemittel nicht zu gebrauchen. Weil hartes trockenes kristallines Mono-

ummimiiimphosphiit Ammoniak nicht gut absorbiert, wird angenommen, daß diese lnstahiliUil darauf zurüek/iiführen ist, daß die Außenseite der Partikeln in instabiles Triammoniumphospluit umgewandelt wird, während im Inneren der Partikeln das Moiuuimmoniumphosphat unverändert bleibt. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet das, dall die Verteilung von Ammoniak in den kristallinen Monoammoniumphosphatkörnern nicht gleichförmig ist.

Aus der französischen Patentschrift 1 466 391 ist außerdem ein Verfahren zum Umsetzen von konzentrierter Pnosphorsäure, die nach dem Naßverfahren gewonnen wurde, mit wasserfreiem Ammoniak bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Phosphorsäure kontinuierlich in eine geschlossene Reaktionszone eingeführt, in der die Säure eine bewegte Schicht bildet. Konzentriertes Ammoniak wird in der Weise kontinuierlich in die Reaktionszone eingeleitet, daß es in Berührung mit der freien Oberfläche der Säureschicht kommt. Bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch das Ammoniak entweder in der Gasphase zugeführt, oder es verdampft sofort beim Eintritt in die Reaktionszone. so daß als Reaktionspartner in jedem Fall gasförmiges Ammoniak vorliegt. Fach tier Reaktion wird das geschmolzene Umsetzungsprodukt in üblicher Weise abgezogen und weiterverarheitet.

In der französischen Patentschrift 1426 746 wird ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumpolyphospbaten beschrieben, bei dem unter dehydratisierenden Bedingungen gasförmiges Ammoniak mit Phosphorsäure umgesetzt wird. Nach diesem Verfahren wird die wäßiigc Orthophosphorsäure durch Düsen in die Reaklionszone cingcsprüht und in die R",aktionszone gasförmiges Ammoniak im Überschuß eingcblascn. Die Reaktion wird also auch hier in der Gasphase bzw. dei Tröpfchenphase, nicht jedoch in der llüssigen Phase durchgeführt. Das dabei erhaltene Ammoniumpolyphosphat sammelt sich in Form einer geschmolzenen Masse in einem Auffangteil der Reaktionszone und wird durch Abkühlen verfestigt. Ein solches Produkt muß in üblicher Weise zu Teilchen zerkleinert werden, die dann in Form von kompakten, kri'.tallincn Flocken oder Körnern vorliegen, die keinerlei Ähnlichkeit mit dem erfindungsgeniüß erhaltenen Produkt aufweisen.

Angesichts dieses Standes der Technik ist es Aufgabe der Frfmdung. ein Monoammoniumphosphat herzustellen, welches ohne Schwierigkeiten in beliebigen Gianulicrvorrichuingcn ammonisiert werden kann, wobei das Ammoniak für kurze Zeit mit dem anderen Material in Berührung kommt und der für die Durchführung der vollständigen Reaktion erforderliche Überschuß an Ammoniak klein ist. so daß es ohne Schwierigkeiten möglich ist. das überschüssige Ammoniak aufzufangen und in die Reaklionszone zurückzuführen.

Durch die I iTmduiig soll ein kontinuieiliches Verfahren zum Herstellen von Ammoniumphosphate!! zugänglich vserden, bei dem die Mengen der in den Vcrtahrensablauf zurückzuführenden Materialien, gegenüber bekannten Verfahren wesentlich verringert werden, wodurch die Ausbeute einer Vorrichtung bestimmter Größe gegenüber bisher bekannten Verfahren vergrößert wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren soll die Herstellung eines Produkts auf Basis von Stickstoff und Phosphor ermöglicht werden, das den Vorteil hat, daß es in trockenem Zustand gut transportiert und gehandliabt werden kann und anschließend in beliebiger Weise als flüssiger oder trockener Dünger verwendet werden kann.

l:s wurde min gefunden, daß Phosphorsäure in sehr einfacher Weise mit wasserfreiem Ammoniak mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit und in großer Menge zu trockenem feinkörnigem Monoammoniumphosphat umgesetzt werden kann, dessen Partikeln eine große Oberfläche besitzen und äußerst gut Ammoniak absorbieren, so daß sie als Zwischenprodukt verwendet und anschließend weiter zu Diummon.iumphosphat ammonisiert werden können.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von Monoammoniumphosphat durch Umsatz von Ammoniak mit wäßriger Phosphorsäure, das dadurch gekennzeichnet ist, daß wäßrige Phosphorsäure mit gasförmigem wasserfreiem Ammoniak im M öl verhältnis von ungefähr 1 : 1 und unter einem Druck von mindestens 3,5 atü bei kräftiger Bewegung

2Q der Phosphorsäure kontinuierlich vermischt und das Reaktionsgemisch kontinuierlich in einen freien, das gebildete Ammoniumphosphat aufnehmenden Raum entspannt wird.

Das feinzerteilte oder 'einkörnige bzw. pulverförmigc Monoammoniumphosphat kann in einfacher Weise mit Hilfe von Dampf oder Wasser oder zusätzlicher Phosphorsäure und Ammoniak (in dem richtigen Verhältnis) angefeuchtet werden, um eine wirksame Agglomeration in einer Granuliervorrichtimg zu ermöglichen. Das so hergestellte granulierte Monoammoniumphosphat mit jeder gewünschten Partikelgröße kann direkt auf das Erdreich bzw. den. Boden aufgegeben oder mit anderen Pflanzennährstoffen vermischt und dann als Dünger verwendet werden.

Allgemein gesprochen umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die Reaktion von Ammoniak und flüssiger Phosphorsäure unter Druck bei gleichzeitiger sorgfälliger Überwachung des Feuchtigkeitsgehaltes ;-u geschmolzenem Monoammoniumphosphal. woraufhin dieses geschmolzene Monoammoniumphosphat durch einen Luftraum oder ein anderes gasförmiges Medium derart hindurchgedrückt wird, daß sich das geschmolzene Monoammoniumphosphat im Fluge verfestigen kann Durch dieses erfindunesgemäße Verfahren gewinnt mau verfestigtes Momn.mmoniumphosphat in Form trockener, sehr kleiiicr. weitgehend kugelförmiger, poröser Partikeln, die einfach und schnell Ammoniak absorbieren. Will man aus diesem Produkt Diammoniumphosphal herstellen, so braucht man normalcrwcise das Produkt nur in einem Verhältnis von nicht größci als 1 : 1 bei der Reaktion zu verwenden bzw. in die Reaktion zurückzulühren.

Bei der Durchführung des erfindungsgcmäßen Verfahrens werden insbesondere Phosphorsäure. Ammoniak und als Verdünnungsmittel verwendetes Wasser, das normalerweise mit der Säure zugeführt wird, in einem Zweistromreakior zu Reaktion gebracht. Das aus dem Reaktor austretende Reaktionsprodukt ist geschmolzenes Monoammoniumphosphat. das in cinein mit hoher Geschwindigkeit bewegten Strom aus überhitztem Dampf in Suspension vorliegt, im aus dem Reaktor austretenden Strom verfestigt sich das Monoammoniumphosphat in sehr kleine, runde und poröse Partikeln, bevor es auf eine Unterlage oder

6s irgendeine Fläche eines Sammelraumes fällt. Dampf und heiße Luft werden noch im Fluge von dem Monoammoniumphosphat getrennt und gesondert abgeführt. Zweckmäßig werden Dampf und heiße Gase

am oberen Ende des Sammelbehälters abgelassen. Die abgesetzten Monoammoniumpliospahtpartikcln werden aus dem Sammelbehälter durch geeignete Einrichtungen wie Schleppketten od. dgl. entfernt und werden in eine Vorrichtung zum Granulieren und Ammonisieren eingegeben.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann noch im geschmolzenen Zustand befindliches Monoammoniumphosphat auf eine feste Oberfläche auftreffen bzw. aufpiallen und sich dann verfestigen. Das auf dieser Prallflächc entstandene verfestigte Produkt kann von der I lache beispielsweise abgeschabt oder sonstwie entfernt und dann auf die gewünschte Partikelgrößc gemahlen werden. Das \ erfestigen des geschmolzenen Monoammoniumphosphates im Fluge ist jedoch vorzuziehen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in tier Zeichnung ein Ausfiihrungsbcispicl eines in Form einer Düse ausgebildeten Zwcistromicaktors im Längsschnitt tiargestellt, welcher zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

In dem Zweistronireaktor gelangt Ammoniak durch cmc I eilung 1 in die Reaktionszone, während Phosphorsäure durch eine Leitung 2 in die Reaktionszone derart eingeleitet wird, daß sic den /cntia! /ugefüh. ten Strahl aus Ammoniak \oll-tändig umschließt. Die keaktions/one ist tier Inncnraum eines sich zu einem Düsenmundstück 6 allmählich verjüngenden Düsen· kopfes 7.

An den Reaktor ist ein als weiterer Reaktionsraum dienendes Rohr 5 angeschlossen, welches auf ilen Düsenkopf 7 aufgeschraubt ist. Dieses Rohr 5 is! normalerweise mit zwei Krümmungen von 45 (nicht daigcstellt) versehen, um eine vollständige Reaktion der Reaktionskomponenten sicherzustellen.

Die Phosphorsäure muß in eine kräftige Zentrifugal- und Drehbewegung versetzt werden, bevor sie mit dem Ammoniak in Berührung kommt, wozu jede geeignete Einrichtung verwendet werden kann. Beispielsweise wird die Phosphorsäure mit hoher Geschwindigkeit tangential in Form eines das zentral /ligeführte Ammoniak unvjc^enden Ringes eingeleitet.

Heim Durchführen des erlinthmgsgemäßcn \ crfahiens werden Ammoniak und Phosphorsäure in einem Molverhältnis von praktisch 1 : 1 zugeführt und miteinander zur Reaktion gebracht. Normalerweise einhält die Phosphorsäure this für die Verdünnung heiiotigte Wasser, jedoch kann zusätzliches Wasser

wenn notwendig ■- durch die Leitung I oder 2 zugegeben werden. Wenn wasserfreies Ammoniak verwendet wird, steht das Ammoniak unter einem Druck. der ausreicht, es im flüssigen Zustand zu halten, so daß es durch die Leitung 1 strömen kann. An der Kontaktstelle mit tier Phosphorsäure wird der Druck des Ammoniaks, wenn es wasserfrei ist. verringert, und das Ammoniak reagiert mit der flüssigen Phosphorsäure.

Die Phosphorsäure strömt mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 230 m, Min. über ein Flügelrad 3 und besitzt an der Kontaktstelle A eine dreimal größere Dichte wie das Ammoniak. An der Kontaktstelle .4 hüllt die Phosphorsäure das Ammoniak ein und verhindert die Bildung von festen Partikeln im Reaktor. Ab der Kontaktstelle .-! bildet sich Monoammoniumphosphat. das vollständig gebildet ist. wenn der aus beiden Komponenten bestehende Strom das Rohr 5 verlassen hat.

Das das Rohr 5 verlassende Reaktionsprodukt besteht aus geschmolzenen Monoammoniumphosphattröpfchen, die in Suspension in mit hoher Geschwindig keit strömendem überhitztem Dampf vorhanden sind Die Verweilzeit der Reaktionskomponenten im Reak tor ist kleiner als 1 Sekunde, und das geschmolzen- Monoammoniumphosphat und der überhitzte Damp treten aus dem Reaktor mit einer Geschwindigkeit aus die in der Größenordnung von etwa 800 kin.-Std. ode 14 m/Min, liegt.

Wie die Zeichnung zeigt, ist das Flügelrad 3 an inneren Ende der Leitung 1 befestigt und besitzt ge bogene Flügel 4. welche ilen die Leitung 2 verlassendei Strom aus Phosphorsäure in eine kreisende, unter Luv lluß der Zentrifugalkraft stehende Bewegung versetzen so daß tier Stroir aus Phosphorsäure ilen /entravr Strom aus Ammoniak bis /ur Kontaktstelle I iimg;bi und sieh nicht eher mit demselben vertiu >c!n.

Nachfolgend werden einige Au-fiihrung-heispielt. /w weiteren I !'läuterung dei Erfindung gegeben.

e i s ρ i e I

Zum Durchführen dieses Beispiele- wurde ein Düsenieaktor mit einem für zwei strömende Medien bestimmten Düsenkopf verwendet, wdther in ein etwa ES m langes Rohr eingeschraubt war. Der.Dii-c:ikopf bestand aus Messine und besaß zwei I lüssi.ikeii--/uiciiungen Zunächst war in ihn ein etwa ^!ü> ein langes 25."■ mm-Rohr eingeschraubt. .Außerdem war dei DT; enkopf an ein weitere-., zwei ¹H) -Krümmer enthaltendes, etwa 'Klein langes 38-mm-Rohr ange-chrai.lM Die Öffnung ties Düseninundsiücke- besaß einen Durchmesser von 1.2" cm. während die gesamte Fläche der vom Flügelrad frei gelassenen Öffnung i).^l)22tm-' betrug.

In den Reaktor wurde /11 behandelnde na-se Phosphorsäure mit einem PJ|,-( ieliah von 52" „ und einem Feuchtigkeitsgehalt von 22",, in einer Menne von 64 kg Min. unter einem Druc.-. von N.43 aiii (°.43kL! cm-; eingeleitet. Gleichzeitig vurde in den Reaktor flüssiges wasserfreies Ammoniak in einer Meiiiie von 8 kg Min. unter einem Druck \o\\ S.43 aiii eiuccieben. Die Vcrweilzeit im Reaktionsbereich war kicinei al- ! Sekunde, mit! das Reaktioiisproilukt. welche- in Suspension in einem mit hoher Geschwindigkeit strö-Viiendem überhitzicm Dampfstrom enthalten wai. bestand aus geschmolzenen Tröpfchen aus Monoammoniumphosphat. Der Reaktor war etwa ¹H) cm über dem Boden angeordnet und in einem solchen Winkel zum Boden angestellt, daß der die Reaktionskv. ,nponenicn enthaltende Strom eine solche Bahn beschrieb, dal.' sich das geschmolzene Monoammoniumphosphat während des Eiliges in im wesentlichen trockene, kleine runde Partikeln verfestigte.

Das fertige Produkt enthielt Partikeln folgender Größe:

Partikelcröße

Anicii

i'ber 3 mm ; O.tS ° ,-,

3 bis 1.6 mm | 4.3 ^ft ,,

1.6 bis 0.83 mm j 5.6 ° ,-,

0.83 bis 0.59 mm j 11.3⁰I'

0.59 bis 0.42 mm ,' 24.4" „

0-42 bis 0.25 mm j 39.$ <\ '_n

0,25 bis 0.18 mm j ] 1.9" ₀

0.18 bis 0.15 mm j 1.8° ₀

0.15 bis 0.074 mm o'.l ⁰I

Unter 0.074 mm 0.1 ° „

1976

Der größte Teil der Partikeln des fertigen Produktes, d. h. wenigstens 8O°'_O. besaß eine Partikelgröße zwischen 0.83 und 0.18 mm. Genauer gesagt besaßen 85 bis 90 "/„der Partikeln des fertigen Produktes eine Größe zwischen 0.83 und 0.18 mm.

Il e i s ρ i e I 2

Dij zum Durchführen dieses Aiisführiingsbeispieles verwendete Vorrichtung war derart abgewandelt, daß die Öffnung des Düsenmundstückes 6 auf einen Durchmesser von 1.9 cm erweitert war. während die Gesamtfläche der vom Flügelrad freigelassenen Öffnungen auf 1.76 cm² vergrößert wurde. Das für die Zufuhr von gwei strömenden Mrdien geeignete Diiscnmundstiick ♦ar in ein etwa 90 cm 'anges 5 l-mm-Rohreingeschraubt. An dieses Rohr warin zwei 45 -Krümmer mit einem thirchmesser von 7.Wem angeschlossen und außerdem ein etwa 90cm langes 76-mm-Rohr. Mit dieser ibgevvandelten Vonichtung konnten 16 t Trocken-Arodukl pro Stunde 1 ergcstellt werden, während mit der Vorrichtung gemäß Beispiel I nur 4 t Trockenprodukt |iro Stunde zu erzeugen waren.

In den Reaktor wurde feuchte zu verarbeitende Phosphorsäure mit einem P.,O.,-Gehalt von 48ⁿ/₀ und tincm Feuchtigkeitsgehalt von 25 ⁰Z_n in einer Menge von J67 kg/Min, unter einem Druck von 11.23 atii (12.23 kg/cm²) eingegeben. Gleichzeitig wurde in den Reaktor flüssiges wasserfreies Ammoniak in einer Niengc von 32.43 kg/Min, unter einem Druck von !»J atii (10.83 kg crn²) eingeleitet. Das Reaktionsprotlukt wurde durch einen Luftraum hindurchgcdriickt lind konnte sich im Fluge verfestigen.

Das Produkt war ein trockenes (2 bis 3% Feuchtigkeit) feinkörniges frei llicßfähigcs Produkt, dessen Partikeln eine große Oberfläche und Porosität besaßen, so tlaß sie leicht Ammoniak für die Umwandlung in Diammoniumphospliat absorbieren können.

"Beispiel 3

Phosphor ;äurc. die durch Verbrennung von reinem l'hosphor in Luft und Absorption des entstehenden IP.,O-, in Wasser, unter Bildung einer reinen Lösung von Phosphorsäure mit einem P₂O₅-GeIIaIt von 56.5% und einem Wassergehalt von 22% erzeugt worden war. wurde in einer Menge von 49.44 kg/Min, unter einem Druck von 8.43 atii (9.43 kg/cm²) in den Reaktor eingegeben. Gleichzeitig leitete man in den Reaktor wasserfreies Ammoniak in einer Menge von 6.67 kg /Min. unter einem Druck von 8.43 atii ein. Das durch die Reaktion entstehende Produkt verfestigte sich im fluge.

Bei der Herstellung von Monoammoniumphosphat wird flüssiges Ammoniak mit einem Druck, der ausreicht, dasselbe im flüssigen Zustand zu erhalten, mit flüssiger Phosphorsäure unter einem Druck von wenigstens 3.5 atü (4.5 kg/cm²) und mit einer kreisenden Geschwindigkeit von wenigstens 228 m/Min, in Berührung gebracht. An der Kontaktstelle hat die Phosphorsäure eine etwa dreimal größere Dichte als das Ammoniak und neigt dazu, den Anrnoniakstrahl einluhüllen. wodurch verhindert wird, daß sich Feststoffe im Reaktor absetzen. Das geschmolzene Monoammoniumphosphat und der überhitzte Dampf verlassen den Reaktor mit einer Geschwindigkeit, die vermutlich In der Größenordnung von etwa 800 Stundenkilometer oder 13 bis 14 m/Min, liegt. Das geschmolzene Monoammoniumphosphat verfestigt sich dann und fällt aus dem Dampf und der heißen Luft aus. wobei ein im wesentlichen trockenes (weniger als 3% Feuchtigkeit) Monoammoniumphosphat entsteht, das in sehr feinen Partikeln vorliegt, die insgesamt eine sehr große Oberflache aufweisen.

Es ist sehr wichtig, die in den Reaktor gelangende Flüssigkeitsmenge genau zu überwachen, weil zuviel

ίο Wasser zu einem nassen Monoammoniumphosphat führt. Wenn hingegen zu wenig Wasser vorhanden ist. erhält man ein heißes trockenes Monoammoniumphosphat. das zu großen harten Klumpen zusammengebacken ist. die nur äußerst schwierig zu zerkleinern sind. Allgemein gesprochen wird die Phosphorsäure so überwacht, daß sie etwa 22 bis 25% Wasser enthält. Dementsprechend sollte der P₂O,-Gehalt der Phosphorsäure im Bereich /wischen 48 bis 52% liegen. wenn man mit im Naßverfahren hergestellter Phosphorsäure arbeitet, welche die üblichen Verunreinigungen enthält Wenn man hingegen im Ofenverfahren hergestellte Phosphorsäure verwendet, kann der Wassergehalt etwa 20 bis 24% und der P₂O₅-Gehalt etwa 52 bis"58° „ sein. Bei den Beispielen 1 und 2 wurde im Naßverfahren hergestellte Phosphorsäure verwendet, während beim Beispie! 3 im Ofenverfahrer, hergestellte Phosphorsäure Anwendung fand.

Man kann auch einen Phosphorsäurehrci verwenden, der durch Ausfällen und Niederschlagen von urilösliehen Materialien, die von Natur aus in nach dem Naßverfahren hergestellter Phosphorsäure vorkommen, entstanden ist. Diese unlöslichen Materialien enthalten Eisenpln.sphale. Aluminiumphosphate. Eisenkaliumphosphate. Alkali. Siliziumfluoride, organische Bestandteile usw. Dieser Phosphorsäurebrei enthält normalerweise 40 bis 55° „ P₂O-. 10 bis 25° „ Wasser und 5 bis 20° „ unlösbare Feststoffe.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein trockenes, feinkörniges Monoammoniumphos^hat erhalten, das sich besonders vorteilhaft bei der Herstellung eines Granulats verhält. Dieses feinkörnige Monoaniiiioiiiutiipln^pliäi kanu ieii'itl durch Behandeln mit Wasser oder Dampf in einer Granuliervorrichtung zu Agglomeraten der gewünschten Größe verformt werden.

Außerdem läßt sich das erfindungsgemäß hergestellte Monoammoniumphosphat fünf- bis zehnmal schneller als reines kristallines Monoammoniumphosphat ammonisieren, d. h.. es nimmt fünf- bis zehnmal schneller Ammoniak in der für die Umwandlung erforderlichen Menge auf. Zur Umsetzung von Monoammoniumphosphat in Diamrnoniumphosphat werden gewöhnlich die Monoammoniumphosphatpartikeln in eine Granulier- und Ammonisiervorrichtung gegeben und dort mit flüssigem Ammoniak behandelt. Wird das erfindungsgemäß hergestellte Ammoniumphosphat in diesem Verfahren als Ausgangsmaterial verwendet, so ist es nicht erforderlich, wie bei den bekannten Verfahren. Materialien in den Verfahrenskreislauf zurückzuführen, um Flüssigkeit zu absorbieren oder die Reaktionswärme niedrig zu halten, weil dies durch die erfindungsgemäß durchgeführte vorherige Neutraiisatior überflüssig wird. Erfindungsgemäß hergestelltes Monoammoniumphosphat ist daher besser als die bisher bekannten Produkte zur Verwendung für Düngemittel geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 584/39i

1976

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Moiunimmoniuniphospluu durch Umsatz von Ammoniak mit wäßriger Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Phosphorsäure mit gasförmigem wasserfreiem Ammoniak im Molverhällnis von ungefähr 1 : 1 und unter einem Druck von mindestens 3.5 atü bei kräftiger Bewegung der Phosphorsäure kontinuierlich vermischt und das Reaktionsgemisch kontinuierlich in einen freien, das gebildete Ammoniumphosphat aufnehmenden Raum entspannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß flüssige, im Naßverfahren hergestellte Phosphorsäure eingesetzt wird, die einen P₂O₅-Gthalt von etwa 48 bis 52% und einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 22 bis 25% aufweist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß sie >*^;nen in ein Rohr (5) mündenden Düsenkopf (7) aufweist, der vor dem Düsenmundstück

(6) einen Mischraum enthält, in den koaxial zueinander zwei Leitungen (1.2) für Ammoniak und Phosphorsäure munden, daß sich der im Düsenkopf

(7) befindliche Raum zum Düsenmundstück (6) kontinuierlich verjüngt und in der äußeren Leitung (2) eine dem Phosphorsäurestrom eine Drehbewegung erteilende Eimichtung (3. 4) angeordnet ist.

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