RU2030370C1

RU2030370C1 - Installation for production of diammonium phosphate

Info

Publication number: RU2030370C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Бабкин; Ю.А. Колпаков; А.С. Щекотуров; М.И. Резеньков; А.А. Бродский; В.В. Коряков; М.И. Куча; А.Я. Сырченков
Original assignee: Череповецкое акционерное общество открытого типа "Аммофос"; Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им.проф.Я.В.Самойлова
Priority date: 1991-05-28
Filing date: 1991-05-28
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: installation comprises neutralizing unit in the form of a tubular reaction vessel, a transport pipeline for neutralized products, drum-type granulating drier, steam separator and units designed to carry, classify and cool the end product and clean the heat carrier of ammonia dust and fluorine compounds. The installation is also provided with a tubular reaction vessel whose outlet is connected with the transport pipeline, with inlet pipe of main tubular reaction vessel through steam separator made in the form of a dividing vessel connected with cleaning unit made in the form of an ejector mixer mounted above the tank. Installation incorporates a heat exchanger. EFFECT: higher manufacturability of the process and lower power consumption. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к установкам для получения минеральных удобрений, например диаммонийфосфата, и может быть использовано также в других смежных отраслях промышленности. The invention relates to the chemical industry, in particular to plants for producing mineral fertilizers, for example diammonium phosphate, and can also be used in other related industries.

Известна установка для получения минеральных удобрений на базе фосфатов аммония. Установка включает скоростной аммонизатор под давлением (САД) в качестве нейтрализационного оборудования, емкостной бак пульпы, связанный транспортными трубопроводами с САД и через насос с форсункой для диспергирования пульпы, расположенной в "голове" барабанного гранулятора-сушилки. Емкостной бак связан газовым трактом с "малым" абсорбером для очистки пароаммиачной смеси от аммиака и соединений фтора. Установка снабжена узлом "сухой" очистки теплоносителя, выходящего из БГС от пыли и двухступенчатым абсорбером для очистки от аммиака и фтора. Установка содержит узлы транспортирования гранулированного продукта, классификации и охлаждения товарной фракции готового продукта. A known installation for producing mineral fertilizers based on ammonium phosphates. The installation includes a high-speed ammonizer under pressure (SBP) as a neutralization equipment, a capacitive pulp tank connected by transport pipelines to the SBP and through a pump with a nozzle for dispersing the pulp located in the "head" of the drum granulator-dryer. The capacitive tank is connected by a gas path to a "small" absorber for purification of the steam-ammonia mixture from ammonia and fluorine compounds. The unit is equipped with a “dry” unit for cleaning the coolant leaving the BGS from dust and a two-stage absorber for cleaning from ammonia and fluorine. The installation contains nodes for transporting the granular product, classification and cooling of the finished product fraction.

В качестве недостатков данной установки следует отметить низкую технологичность, а также невозможность получения диаммонийфосфата без резкого увеличения энергозатрат на рециркуляцию аммиака в системе. The disadvantages of this installation should be noted low technological effectiveness, as well as the inability to obtain diammonium phosphate without a sharp increase in energy consumption for the recycling of ammonia in the system.

Цель изобретения - повышение технологичности и снижение энергозатрат. The purpose of the invention is improving manufacturability and reducing energy consumption.

Это достигается тем, что установка для получения диаммонийфосфата, включающая два трубчатых реактора, соединенных с узлом грануляции и сушки, связанных с трубопроводом с узлом классификации и охлаждения продукта, дополнительно содержит отделитель пара, эжектор-смеситель и емкостной бак, при этом выход первого трубчатого реактора соединен трубопроводом с входом отделителя пара, снабженного патрубком выхода пульпы, связанного трубопроводом с входом второго трубчатого реактора, и патрубком выхода пара, связанного с входом эжектора-смесителя, выходной трубопровод которого расположен под слоем пульпы в емкостном баке, соединенном трубопроводом с входом эжектора-смесителя, а выход второго трубчатого реактора связан трубопроводом с узлом грануляции сушки, выполненного в виде барабанного гранулятора-сушилки. This is achieved by the fact that the installation for producing diammonium phosphate, including two tubular reactors connected to a granulation and drying unit, connected to a pipeline with a classification and product cooling unit, further comprises a steam separator, an ejector-mixer and a capacitive tank, while the output of the first tubular reactor connected by a pipeline to the input of the steam separator, equipped with a pipe for the output of the pulp, connected by a pipe to the inlet of the second tubular reactor, and a pipe for the output of the steam associated with the input of the ejector mixture a boiler, the outlet pipe of which is located under the pulp layer in the tank tank, connected by a pipe to the inlet of the ejector-mixer, and the outlet of the second tubular reactor is connected by a pipe to the drying granulation unit, made in the form of a drum granulator-dryer.

Кроме того, установка дополнительно снабжена холодильником абсорбционных растворов и баком-усреднителем, причем вход холодильника трубопроводом связан с емкостным баком, а выход из него связан трубопроводом с входом эжектора-смесителя, бак-усреднитель связан с емкостным баком и с входом первого и второго трубчатых реакторов. In addition, the installation is additionally equipped with a cooler of absorption solutions and an averaging tank, the inlet of the refrigerator being connected by a pipeline to the capacitive tank, and the outlet from it being connected by a pipeline to the inlet of the ejector-mixer, the averaging tank is connected to the capacitive tank and the inlet of the first and second tubular reactors .

На чертеже показана предлагаемая установка. The drawing shows the proposed installation.

Установка включает дополнительный трубчатый реактор 1 с патрубками 2 и 3 подвода, частично нейтрализованной фосфорной кислоты и аммиака (жидкого) соответственно, куда предусмотрена подача (при необходимости) пара. Выход из трубчатого реактора 1 транспортным трубопроводом 4 соединен с разделительным сосудом 5, снабженным верхним патрубком 6 с регулятором 7 расхода отвода пароаммиачной смеси в узел очистки, а также нижним патрубком 8 с регулятором 9 расхода, соединенным транспортным трубопроводом 10 с штуцером 11 подвода пульпы основного трубчатого реактора 12, снабженного патрубками 3 и 13 подвода аммиака и стоков абсорбции. Выход из реактора 12 соединен транспортным трубопроводом 14 с диспергатором 15 продуктов нейтрализации, расположенным в "голове" барабанного гранулятора-сушилки (БГС) 16 (со стороны подачи топочных газов), который, в свою очередь, связан с газовым трактом с узлом 17 очистки теплоносителя, поступающего из ЧГС, который трубопроводом 18 абсорбционных растворов связан с баком-усреднителем 19. Трубопровод 20 отвода пароаммиачной смеси соединяет отделитель пара с входным штуцером 21 пара эжектора-смесителя 22, который снабжен также патрубком 23 ввода абсорбционных растворов. Выход из эжектора-смесителя 22 соединен транспортным трубопроводом 24 с емкостным баком 25, при этом конец трубопровода 24 заведен под слой жидкости в нем. Емкостной бак 25 абсорбционных растворов снабжен циркуляционным насосом 26, выходной патрубок 27 которого соединен транспортным трубопроводом 28 с теплообменником (холодильником) 29, выход из трубчатого пространства которого соединен трубопроводом 28 с входным штуцером 23 абсорбционных растворов эжектора-смесителя 22. Часть абсорбционного раствора может быть направлена в емкостной бак 25 в обход эжектора-смесителя 22 по трубопроводу 28. Патрубок 27 циркуляционного насоса 26 соединен трубопроводом 30 с входным штуцером 2 трубчатого реактора 1, соединенного также трубопроводом 31 с баком-усреднителем 19, который, в свою очередь, соединен трубопроводом 28 с входным штуцером 27 циркуляционного насоса 26. Бак-усреднитель 19 трубопроводом 32 связан также с входным штуцером 13 трубчатого реактора 12. Выход из БГС 16 связан трактом 33 транспортирования с узлами классификации 34 и охлаждения 35 продукта. The installation includes an additional tubular reactor 1 with nozzles 2 and 3 for supplying partially neutralized phosphoric acid and ammonia (liquid), respectively, to which steam is supplied (if necessary). The exit from the tubular reactor 1 by a transport pipe 4 is connected to a separation vessel 5, equipped with an upper pipe 6 with a regulator 7 for the discharge of the steam-ammonia mixture into the cleaning unit, as well as a lower pipe 8 with a flow controller 9 connected by a transport pipe 10 with a fitting 11 for supplying the main pipe pulp reactor 12, equipped with nozzles 3 and 13 for supplying ammonia and absorption effluents. The outlet of the reactor 12 is connected by a transport pipeline 14 to a dispersant 15 of neutralization products located in the “head” of a drum granulator-dryer (BGS) 16 (from the flue gas supply side), which, in turn, is connected to the gas path with the coolant purification unit 17 coming from the CHG, which is connected by a pipe 18 of absorption solutions to the averaging tank 19. A pipe 20 for diverting the steam-ammonia mixture connects the steam separator to the inlet fitting 21 of the steam of the ejector-mixer 22, which is also equipped with an outlet rbionnyh solutions. The outlet of the ejector-mixer 22 is connected by a transport pipe 24 to a capacitive tank 25, while the end of the pipe 24 is brought under a layer of liquid in it. The capacitive tank 25 of the absorption solutions is equipped with a circulation pump 26, the outlet pipe 27 of which is connected by a transport pipe 28 to a heat exchanger (refrigerator) 29, the outlet of the tubular space of which is connected by a pipe 28 to the inlet fitting 23 of the absorption solutions of the ejector-mixer 22. A part of the absorption solution can be directed into the tank 25 bypassing the ejector-mixer 22 through the pipe 28. The pipe 27 of the circulation pump 26 is connected by a pipe 30 to the inlet fitting 2 of the tubular reactor 1, also connected by a pipe 31 to the averaging tank 19, which, in turn, is connected by a pipe 28 to the inlet fitting 27 of the circulation pump 26. The averaging tank 19 by a pipe 32 is also connected to the inlet fitting 13 of the tubular reactor 12. The output from the BGS 16 is connected by a path 33 transportation with nodes classification 34 and cooling 35 product.

Процесс получения диаммонийфосфата на установке осуществляют следующим образом. The process of producing diammonium phosphate in a plant is as follows.

Предварительно нейтрализованная и усредненная фосфорная кислота концентрацией 40-45% Р₂О₅ с молярным отношением NH₃:H₃PO₄=0,30-0,70 по патрубку 2 поступает в трубчатый реактор 1, туда же через патрубок 3 подают жидкий аммиак из расчета получения продуктов нейтрализации с молярным отношением NH₃: H₃PO₄= 1,20-1,25. Продукты нейтрализации вместе с образующимся паром в виде парожидкостной эмульсии из трубчатого реактора 1 поступают в транспортный трубопровод 4, а затем под слой продуктов нейтрализации в разделительном сосуде 5. В сосуде 5 происходит разделение жидкой и паровой фаз парожидкостной эмульсии, усреднение состава жидкой фазы и донейтрализации. Давление в разделительном сосуде регулируется нагрузкой на трубчатый реактор 1, а также регулировкой расхода жидкой и паровой фаз регуляторами 9 и 7 расхода соответственно. Рабочее давление регулируется в пределах 1,5-2,0 ати, а температура - в пределах 120-140^оС.Pre-neutralized and averaged phosphoric acid with a concentration of 40-45% P ₂ O ₅ with a molar ratio of NH ₃ : H ₃ PO ₄ = 0.30-0.70 through pipe 2 enters the pipe reactor 1, liquid ammonia is also fed through pipe 3 there based on the production of neutralization products with a molar ratio of NH ₃ : H ₃ PO ₄ = 1.20-1.25. The neutralization products, together with the steam formed in the form of a vapor-liquid emulsion from the tubular reactor 1, enter the transport pipe 4, and then under the layer of neutralization products in the separation vessel 5. In the vessel 5, the liquid and vapor phases of the vapor-liquid emulsion are separated, the composition of the liquid phase and the de-neutralization are averaged. The pressure in the separation vessel is regulated by the load on the tubular reactor 1, as well as by adjusting the flow rate of the liquid and vapor phases by flow controllers 9 and 7, respectively. Working pressure is regulated within the range of 1.5-2.0 ati, and the temperature is within the range of 120-140 ^о С.

Продукты нейтрализации (пульпа с молярным отношением NH₃:H₃PO₄=1,20-1,40) через патрубок 8 и регулятор 9 расхода по трубопроводу 10 поступает во входной патрубок 11 основного трубчатого реактора 12, куда подают также и жидкий аммиак в количестве, необходимом для получения продуктов нейтрализации с молярным отношением 1,65-1,70 в готовом продукте. С целью регулирования температуры и оптимизации технологического процесса в трубчатый реактор 12 через патрубок 13 подается часть усредненных стоков с абсорбции по трубопроводу 32 из бака-усреднителя 19. Продукты нейтрализации вместе с образующимся паром из трубчатого реактора 12 по трубопроводу 14 поступают в БГС 16, где диспергируются диспергатором 15 на завесу ретура. В "голову" БГС 16 поступают также топочные газы (220-270^оС). Гранулированный диаммонийфосфат из БГС 16 по тракту 33 транспортирования поступает в узел 34 классификации, а затем по тракту 33 поступает в узел 35 охлаждения готового продукта, а затем на склад. Отработанный теплоноситель из БГС 16 по газовому тракту поступает в узел 17 очистки теплоносителя, где очищается от пыли, аммиака и соединений фтора, а затем выбрасывается в атмосферу.The neutralization products (pulp with a molar ratio of NH ₃ : H ₃ PO ₄ = 1.20-1.40) through the pipe 8 and the flow controller 9 through the pipe 10 enters the inlet pipe 11 of the main tubular reactor 12, which also serves liquid ammonia in the amount required to obtain neutralization products with a molar ratio of 1.65-1.70 in the finished product. In order to control the temperature and optimize the technological process, a portion of the averaged effluents from absorption through the pipe 32 from the averaging tank 19 is fed through the pipe 13 through the pipe 13. The neutralization products, together with the generated steam from the pipe reactor 12, are passed through the pipe 14 to the BGS 16, where they are dispersed dispersant 15 on the veil of retura. Flue gases (220-270 ^о С) also enter the “head” of the BGS 16. The granular diammonium phosphate from BGS 16 through the transportation path 33 enters the classification unit 34, and then through the path 33 enters the finished product cooling unit 35, and then to the warehouse. The spent coolant from the BGS 16 through the gas path enters the site 17 cleaning the coolant, where it is cleaned of dust, ammonia and fluorine compounds, and then released into the atmosphere.

В узел 17 очистки подают часть ЭФК концентрацией 46-50% Р₂О₅ и воду, а образующиеся растворы абсорбции откачивают в бак-усреднитель 19 по трубопроводу 18.A portion of EPA with a concentration of 46-50% P ₂ O ₅ and water are fed to the purification unit 17, and the resulting absorption solutions are pumped into the averaging tank 19 through a pipe 18.

Пароаммиачная смесь из разделительного сосуда 5 через патрубок 6 и регулятор 7 расхода по трубопроводу 20 поступает во входной штуцер 21 эжектора-смесителя 22, где смешивается с циркулирующим охлаждением абсорбционным раствором, поступающим через патрубок 23. Смесь пара и растворов абсорбции из эжектора-смесителя 22 по трубопроводу 24 поступает под слой растворов абсорбции в емкостном баке 25, куда подают также часть ЭФК конц. и воды для регулирования состава и свойств абсорбента. В эжекторе-смесителе 22 и в баке 25 происходит концентрация пара и абсорбции аммиака и соединений фтора с получением растворов ЭФК с молярным отношением NH₃:H₃PO₄=0,30-0,70. Растворы абсорбции (с 90-95^оС) из бака 25 циркуляционным насосом 26 через патрубок 27 и транспортный трубопровод 28 подаются частично в холодильник-теплообменник 29, а частично в бак-усреднитель 19. Охлажденный (до 50^оС) раствор абсорбента из холодильника-теплообменника 29 по трубопроводу 28 направляется во входной патрубок 23 эжектора-смесителя 22. Кроме того, предусматривается байпасная линия 28 для подачи охлажденных растворов в бак 25, минуя эжектор-смеситель. Подача частично нейтрализованных растворов ЭФК в штуцер 2 трубчатого реактора 1 возможна как по линии 30 с линии нагнетания циркуляционного насоса 26, так и из бака-усреднителя 19 по трубопроводу 31.The steam-ammonia mixture from the separation vessel 5 through the pipe 6 and the flow regulator 7 through the pipe 20 enters the inlet fitting 21 of the ejector-mixer 22, where it is mixed with circulating cooling by the absorption solution entering through the pipe 23. The mixture of steam and absorption solutions from the ejector-mixer 22 the pipeline 24 enters under the layer of absorption solutions in the tank 25, which also serves part of the EPA conc. and water to control the composition and properties of the absorbent. In the ejector-mixer 22 and in the tank 25 there is a concentration of steam and absorption of ammonia and fluorine compounds to obtain EPA solutions with a molar ratio of NH ₃ : H ₃ PO ₄ = 0.30-0.70. Absorbance of the solution (90-95 ° ^C) from the tank 25, circulation pump 26 through pipe 27 and transport pipe 28 is partially supplied to the refrigerator, the heat exchanger 29 and partly in the neutralizer tank 19. The cooled (50 ° ^C) the absorbent solution from the refrigerator the heat exchanger 29 through a pipe 28 is sent to the inlet pipe 23 of the ejector-mixer 22. In addition, a bypass line 28 is provided for supplying cooled solutions to the tank 25, bypassing the ejector-mixer. The supply of partially neutralized EPA solutions to the nozzle 2 of the tubular reactor 1 is possible both through line 30 from the discharge line of the circulation pump 26, and from the averaging tank 19 through the pipe 31.

Claims

1. PLANT FOR PRODUCING DIAMONIUM PHOSPHATE, comprising two tubular reactors connected to a granulation and drying unit, connected by a pipeline to a classification and product cooling unit, characterized in that the installation further comprises a steam separator, an ejector-mixer and a capacitive tank, with the outlet of the first tubular the reactor is connected by a pipe to the inlet of the steam separator, equipped with a pipe for the exit of the pulp, connected by a pipe to the inlet of the second tubular reactor, and a pipe for the output of the steam associated with the inlet ra-mixer outlet conduit which is located under a layer of the pulp in the tank capacitance, connected to the input of the ejector pipe of the mixer and the output of the second tubular reactor connected to conduit granulation-drying unit, configured as a drum granulator-dryer.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a refrigerator of absorption solutions and an averaging tank, and the refrigerator inlet is connected via a pipe to the capacitive tank, and the outlet from it is connected by a pipe to the inlet of the ejector-mixer, the averaging tank is connected to the capacitive tank and with the inputs of the first and second tubular reactors.