ES2208068A1 - Reactor tubular para obtencion de sales amonicas empleadas en la fabricacion de fertilizantes. - Google Patents
Reactor tubular para obtencion de sales amonicas empleadas en la fabricacion de fertilizantes.Info
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Abstract
Reactor tubular para la obtención de sales amónicas empleadas en la fabricación de fertilizantes. En el cuerpo tubular (1) del reactor, concretamente en la cabeza o zona de inyección (2), se establece una tubería de alimentación (4), en disposición axial, con una entrada (5) para el ácido sulfúrico y otra entrada (6) para el ácido fosfórico, contando dicha cabeza (2) con una entrada radial (7) para el amoniaco en forma de gas, rematándose dicha cabeza o zona de inyección (2) en una acusada estrangulación (8) determinante de la zona de mezcla de los componentes químicos anteriormente citados, tras la que se establece una zona de reacción (9) rematada en una zona de descarga (11), donde la papilla resultante de la reacción química sale hacia el granulador a través de dos o más tuberías de salida (12), también en disposición radial.
Description
Reactor tubular para obtención de sales amónicas
empleadas en la fabricación de fertilizantes.
La presente invención se refiere a un reactor
tubular, que ha sido especialmente concebido para la obtención de
sales amónicas, de las empleadas en la fabricación de
fertilizantes.
El objeto de la invención es conseguir un reactor
versátil, altamente eficiente, que supone además un notable ahorro
de energía en la obtención de las sales amónicas.
Las sales de amoniaco tales como fosfosulfatos
amónicos, fosfato monoamónico o sulfato amónico son muy utilizadas
como fertilizantes o interviniendo en la fabricación de abonos
complejos debido a las propiedades físicas de estas sales, su alta
concentración en nutrientes y a que permiten fijar fácilmente
nitrógeno amoniacal en forma sólida.
El proceso tradicional para la fabricación de
estas sales consiste en la neutralización del ácido fosfórico con
el amoniaco en un reactor previo con agitación y bombear la papilla
formada al granulador donde se mezcla con las materias primas y el
reciclo y, en algunos casos, se completa la amonización.
Descripciones de ese tipo de proceso pueden encontrarse en las
patentes US 3153574, US 2902342 y en la patente española n°
P0385734.
Además del coste que implica la instalación de
este equipo y del espacio que ocupa en las instalaciones, un grave
inconveniente de este proceso consiste en que para que la papilla
sea manejable evitando la cristalización de la misma en el circuito
hasta el granulador es necesario que la papilla contenga como
mínimo un 12% de agua, siendo habitual un contenido del 15 al 20%,
lo que obliga a trabajar con reciclos más altos para regular la
relación fase líquida/sólida, a un mayor consumo de energía en el
secado y a la utilización de equipos de mayor tamaño para la
granulación, secado, transporte y clasificación.
En 1971 Sociedad Anónima Cros desarrolló el
proceso de obtención de sales amónicas en un reactor tubular,
objeto de la patente española P-0395199, en el que
el amoniaco anhídrido y el ácido correspondiente reaccionan en la
cámara de mezcla del reactor y la papilla es descargada
directamente en el tambor granulador. Con ese proceso se reduce el
número y tamaño de equipos, se consiguen ahorros de energía y
mejoras en la calidad del producto. El reactor tubular de S.A. Cros
fue instalado en numerosas plantas de fabricación de abonos en
diferentes países. Distintas firmas desarrollaron otras versiones
de reactor tubular como por ejemplo las descritas en las patentes
FR2194478, FR 2172826 ó US3954942.
La producción de fosfatos amónicos conteniendo
sulfato amónico, introduciendo en el reactor ácido fosfórico y
ácido sulfúrico o una mezcla de ambos ocasiona grandes problemas de
corrosión. El empleo de la invención permite la fabricación de
estos productos minimizando la corrosión y obteniendo un gran
rendimiento y versatilidad.
Para ello y de forma más concreta el reactor de
la invención es un reactor tubular que incorpora en su cabeza una
tubería de alimentación, en disposición axial con el propio tubo
constitutivo del reactor, tubería a través de la que se alimentan
tanto el ácido sulfúrico como el ácido fosfórico, a la vez que en
dicha cabeza se establece una tubería radial para alimentación de
amoniaco en fase gaseosa. A continuación de la citada cabeza se
establece una zona de mezcla constituida por un acusado
estrechamiento en el cuerpo tubular del reactor, tras el que se
establece un sector de reacción, que se introduce en el interior
del granulador y que cuenta con dos o más tubos radiales, es decir
perpendiculares al eje del reactor, para descarga de la papilla
resultante.
De esta manera se consigue utilizar cantidades de
ácido sulfúrico superiores a 250kg/tonelada de producto
simultáneamente con ácido fosfórico y amoniaco, sin que se originen
problemas de corrosión complementariamente se consiguen otras
ventajas, específicamente un sustancial ahorro de energía debido a
la posibilidad de utilización del ácido fosfórico diluido, así como
un considerable aumento de la eficiencia de reacción y reducción de
las pérdidas de amoníaco, debido al alto grado de mezcla que se
consigue entre los ácidos y el amoníaco en fase gaseosa.
Se consigue también una gran versatilidad en la
operación, ya que todos los grados de MPK y NP, así como de DAP
pueden ser fabricados, si bien donde su empleo es más ventajoso
frente al resto de los reactores tubulares es en los casos en que
se emplean grandes cantidades de ácido sulfúrico.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, una figura única en la que se ha
representado, esquemáticamente, en alzado lateral y en sección, un
reactor tubular para la obtención de sales amónicas empleadas en la
fabricación de fertilizantes, realizado de acuerdo con los
perfeccionamientos objeto de la presente invención.
A la vista de la figura reseñada puede observarse
como el reactor que la invención propone está constituido mediante
un cuerpo tubular (1), en uno de cuyos extremos se establece una
cabeza (2) o zona de inyección, de máximo diámetro, cerrada por su
extremidad libre mediante una tapa (3), que puede materializarse en
una verdadera tapa, fijada por cualquier medio al cuerpo (1) o que
puede ser monopieza con este último, tapa que es atravesada
axialmente por una tubería de alimentación (4) hacia la que
confluyen una entrada (5) para el ácido sulfúrico (SO_{4}H_{2})
y una entrada (6) para el ácido fosfórico diluido
(C0_{4}H_{3}).
Complementariamente en la citada cabeza (2) se
establece una entrada lateral o radial (7) para alimentación del
amoniaco (NH_{3}) en forma de gas.
La tubería de alimentación (4) se extiende
axialmente hasta las proximidades de una acusada estrangulación (8)
del cuerpo tubular (1), que relaciona la citada cabeza o zona de
inyección (2) con la zona de reacción (9) la cual es de menor
diámetro y de cota axial sustancialmente superior, estableciéndose
a término de la misma, inmediatamente antes de la correspondiente
tapa de cierre (10), respecto de las que son válidos los mismos
argumentos que en relación con la tapa (3), la zona de descarga
(11), que debe quedar situada en el interior del granulador y que
está provista de dos o más tubos de descarga (12) en disposición
radial, es decir situados perpendicularmente con respecto al eje
del reactor tubular (1).
Volviendo nuevamente a las entradas (5) y (6)
para el ácido sulfúrico y para el ácido fosfórico, éstas pueden
adoptar la disposición mostrada en la figura y corresponderse
funcionalmente con lo anteriormente expuesto, es decir que la
entrada (5) corresponda al sulfúrico y la entrada (6) al ácido
fosfórico, las alimentaciones pueden estar invertidas, es decir
corresponder la entrada (5) al ácido fosfórico y la entrada (6) al
ácido sulfúrico, o estas dos entradas pueden adoptar cualquier otra
configuración, como por ejemplo una configuración en ``T'', una
configuración en ``Y'', o cualquiera otra, sin que ello afecte a la
esencia de la invención.
Un reactor tubular de DN100 ha sido empleado para
fabricar distintas formulaciones utilizando amoniaco, ácido
sulfúrico y ácido fosfórico diluido, con los siguientes
resultados:
a) Se alimenta al reactor tubular con:
- 6950 kg/h de amoniaco gas
- 12535 kg/h de ácido sulfúrico 93%
- 28800 kg/h de ácido fosfórico al 26%
y se obtienen 34365 kg/h de una papilla de las
siguientes
características:
- 15.9% N
- 21.8% P_{2}O_{5}
- 7.6% H_{2}O
además del vapor de agua producido debido al
calor de
reacción.
b) Se alimenta al reactor tubular:
- 7800 kg/h de amoniaco de gas
- 16000 kg/h de ácido sulfúrico 93%
- 27240 kg/h de ácido fosfórico al 26%
y se obtienen 38585 kg/h de una papilla de las
siguientes
características:
- 15.8 N
- 19% P_{2}O_{5}
- 10% H_{2}O
además del vapor de agua generado por el calor de
reacción.
Claims (2)
1. Reactor tubular para la obtención de sales
amónicas empleadas en la fabricación de fertilizantes, en el que se
mezcla ácido sulfúrico, ácido fosfórico y amoniaco en fase gaseosa,
caracterizado porque en el cuerpo tubular (1) constitutivo
del mismo, concretamente en su cabeza o zona de inyección (2), se
establece una tubería de alimentación (4), en disposición axial con
el propio cuerpo tubular (1), sobre la que confluyen las entradas
(5) de ácido sulfúrico y (6) de ácido fosfórico, que pueden adoptar
cualquier disposición, situándose también en esta zona de inyección
(2) la entrada (7) para el amoniaco, con la especial particularidad
de que dicha entrada (7) adopta una disposición radial, es decir
perpendicular al eje del cuerpo tubular (1), habiéndose previsto que
la zona de mezcla del reactor esté determinada por una acusada
estrangulación o estrechamiento (8) del cuerpo tubular (1), tras la
que se establece la zona de reacción (9), que se introduce en el
interior del granulador, rematada en una zona de descarga (11) en
la que se establecen dos o más tubos de descarga (12), para la
papilla resultante, tubos que adoptan también una disposición
radial, es decir que son perpendiculares al eje del cuerpo tubular
(1).
2. Reactor tubular para la obtención de sales
amónicas empleadas en la fabricación de fertilizantes, según
reivindicación 1ª, caracterizado porque en el mismo se
utilizan cantidades de ácido sulfúrico superiores a 250
Kg./tonelada de producto simultáneamente con ácido fosfórico y
amoníaco, en ausencia de problemas de corrosión.
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Citations (5)
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| GB1230759A (es) * | 1967-04-01 | 1971-05-05 | ||
| ES411972A1 (es) * | 1972-02-23 | 1976-01-01 | Charbonnag Soc Chimique Des | Procedimiento y aparato para la preparacion de polifosfatosde amonio. |
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| ES2043683T3 (es) * | 1986-12-18 | 1994-01-01 | Grande Paroisse Sa | Nuevo reactor tubular. |
-
2002
- 2002-04-15 ES ES200200879A patent/ES2208068B1/es not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| ES2208068B1 (es) | 2005-03-16 |
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