RU2041186C1

RU2041186C1 - Method of mineral fertilizer producing

Info

Publication number: RU2041186C1
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Евгеньевич Буковский
Original assignee: Малое предприятие Научно-инженерный центр "Информ"
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1995-08-09
Also published as: UA15834C2

Abstract

FIELD: mineral fertilizer production. SUBSTANCE: method involves synthesis of product from the parental raw up to semiproduct formation in the form of pulp. Pulp is loaded into container where product crystallization is occurred at fixed temperatures that correspond the crystallization of the concrete product up to the state of hydrothickening at required degrees due to removal of mother liquid. Transport and storage were carried out in the same containers. The end product is used in preliminary dissolved state of required concentration or as crystals. EFFECT: improved method of producing. 2 cl

Description

Изобретение относится к химической, пищевой, медицинской и другим отраслям промышленности, а также сельскому хозяйству и может быть использовано для получения растворов минеральных солей и удобрений различных концентраций и разных составов. The invention relates to chemical, food, medical and other industries, as well as agriculture and can be used to obtain solutions of mineral salts and fertilizers of various concentrations and different compositions.

Известен способ получения минеральных удобрений например, карбамида [1] Он заключается в синтезе карбамида из аммиака (NH₃) и углекислого газа (CO₂) c последующим выпариванием, фильтрацией, центривутированием, грануляцией и обработкой антислеживателем. Конечным продуктом является гранулированный карбамид. Однако такой способ требует значительных энергетических затрат, его реализация экологически вредна, а кроме того, сам полученный продукт содержит в себе повышенные концентрации опасных для здоровья человека и природы примеси, такие, например, как биурет. Известный способ требует существенно больших экономических затрат и пагубно влияет на окружающую среду при транспортировке, перегрузке и хранении.A known method of producing mineral fertilizers, for example, urea [1] It consists in the synthesis of urea from ammonia (NH ₃ ) and carbon dioxide (CO ₂ ), followed by evaporation, filtration, centering, granulation and treatment with an anti-caking agent. The final product is granular urea. However, this method requires significant energy costs, its implementation is environmentally harmful, and in addition, the resulting product itself contains high concentrations of impurities dangerous to human health and nature, such as, for example, biuret. The known method requires significantly greater economic costs and adversely affects the environment during transportation, transshipment and storage.

Известен способ производства жидких комплексных удобрений (ЖКУ) на базе полифосфорной кислоты [2] Он включает синтез продуктов из исходного сырья, транспортировку к потребителю и хранение. A known method for the production of liquid complex fertilizers (HCF) based on polyphosphoric acid [2] It includes the synthesis of products from feedstock, transportation to the consumer and storage.

Недостатками известного способа являются отсутствие в ЖКУ калийных добавок. Добавление их непосредственно на месте у потребителя приводит к ухудшению экологии, дополнительным существенным экономическим затратам. Кроме того, ЖКУ содержит до 50% воды, в связи с чем он не подлежит длительному хранению (не более 6 мес.) и выдерживает ограниченный температурный диапазон (не ниже 18^оС). В известном способе ЖКУ сливается в стационарную емкость непосредственно вблизи потребителя радиусом не более 50 км, а сама транспортировка требует только спецтранспорт.The disadvantages of this method are the lack of potassium supplements in housing and communal services. Adding them directly to the place of the consumer leads to environmental degradation, additional significant economic costs. In addition, HUS contains up to 50% water, and therefore it is not subject to long-term storage (less than 6 months.) And withstand a limited temperature range (not lower than 18 ° ^C). In the known method, the utility unit is discharged into a stationary tank directly near the consumer with a radius of not more than 50 km, and transportation itself requires only special transport.

Технический результат изобретения состоит в получении такого конечного продукта, который при необходимости будет способен находиться в заданных концентрациях и в комплексе с другими продуктами в различных дозировках, а также в существенном снижении экологически загрязняющих добавок, например, биурета в карбамиде, повышении экономической эффективности и сокращении времени на всех стадиях от производства до потребителя. The technical result of the invention is to obtain such a final product, which, if necessary, will be able to be in predetermined concentrations and in combination with other products in various dosages, as well as a significant reduction in environmentally polluting additives, for example, biuret in urea, increasing economic efficiency and reducing time at all stages from production to the consumer.

Сущность нового способа получения минеральных удобрений заключается в использовании на стадии производства в качестве конечного продукта полупродукт в виде пульпы, который загружают в контейнер при фиксированных температурах, соответствующих кристаллизации этих продуктов до состояния гидроуплотнения заданных степеней, его транспортировки и хранении в одних и тех же контейнерах; при этом использование минеральных удобрений и/или сырья осуществляют в предварительно растворенном в заданной концентрации состоянии. The essence of the new method for producing mineral fertilizers is to use an intermediate product in the form of pulp at the production stage as a final product, which is loaded into the container at fixed temperatures corresponding to crystallization of these products to the state of hydraulic compaction of the given degrees, its transportation and storage in the same containers; while the use of mineral fertilizers and / or raw materials is carried out in a state previously dissolved in a predetermined concentration.

Способ получения минеральных удобрений начинается со стадии синтеза исходного сырья, после синтезированный продукт в виде пульпы подается в требуемое количество контейнеров, в которых происходит кристаллизация продукта и отделение маточного раствора. По мере выхода маточного раствора из контейнера в нем происходит гидроуплотнение кристаллов. Маточный раствор возвращают в производство, а контейнеры с гидроуплотненным продуктом поступают на загрузку на транспортное средство. В неизмененном виде контейнеры транспортируют непосредственно на место потребления, а в случае необходимости перегрузки этих контейнеров на другой вид транспорта, контейнеры направляются на перегрузочный комплекс. Затем по мере потребности потребителей в растворах минеральных солей и удобрений последние приготавливаются в определенной концентрации и дозировке непосредственно в парках и доставляются потребителю. The method of producing mineral fertilizers begins with the stage of synthesis of the feedstock, after the synthesized product in the form of pulp is fed into the required number of containers in which the product crystallizes and the mother liquor is separated. As the mother liquor leaves the container, hydrocondensation of crystals occurs in it. The mother liquor is returned to production, and containers with the hydro-compacted product are fed to the vehicle. Unmodified containers are transported directly to the place of consumption, and if it is necessary to reload these containers to another mode of transport, the containers are sent to a transshipment complex. Then, according to the needs of consumers in solutions of mineral salts and fertilizers, the latter are prepared in a certain concentration and dosage directly in the parks and delivered to the consumer.

Предлагаемый способ явился следствием решения актуальной проблемы оперативной связи производитель-потребитель с решением сервисных услуг у потребителя по приготовлению растворов требуемых концентраций и дозировок, а также решение экологических проблем. The proposed method was the result of solving the urgent problem of operational communication between the manufacturer and the consumer with the solution of consumer services for the preparation of solutions of the required concentrations and dosages, as well as the solution of environmental problems.

Впервые новый способ позволяет получить пористый кристаллический продукт непосредственно из пульпы при отводе из нее маточника. Этот продукт благодаря структурному строению в определенном объеме контейнера становится близким к омоноличенному, причем с малым количеством межкристаллической воды. For the first time, a new method allows to obtain a porous crystalline product directly from the pulp when the mother liquor is removed from it. Due to the structural structure in a certain volume of the container, this product becomes close to monolithic, and with a small amount of intercrystalline water.

Другой проблемой таких систем является наличие в процессе выпарки и грануляции, увеличение на каждой последующей стадии содержания вредных для природы и человека примесей биурета. Изобретение позволяет получить конечный продукт со значительно сниженным его содержанием (порядка в 7-8 раз) за счет появившейся возможности исключения таких стадий, которые инициируют его увеличение. Another problem of such systems is the presence in the process of evaporation and granulation, the increase at each subsequent stage of the content of biuret impurities harmful to nature and man. The invention allows to obtain the final product with its significantly reduced content (about 7-8 times) due to the opportunity to exclude such stages that initiate its increase.

Изобретение по сути решает комплексную проблему производитель-потребитель и дает основание предполагать, что фактически предлагается система "Химсервис". The invention essentially solves the complex problem of producer-consumer and gives reason to assume that the Chemservice system is actually offered.

Изобретение промышленно применимо. Способ опробован в производственных условиях, дал хорошие результаты, что видно из следующих примеров. The invention is industrially applicable. The method was tested in production conditions, gave good results, as can be seen from the following examples.

П р и м е р 1. На Черкасском производственном объединении "Азот" (ПО "Азот") были проведены экспериментальные испытания способа получения минеральных удобрений. PRI me R 1. At the Cherkasy production association "Nitrogen" (PO "Nitrogen"), experimental tests were conducted of the method of producing mineral fertilizers.

Процессы синтеза и дистилляции были оставлены без изменения на существующем производстве, а после дистилляции пульпа отводилась для подачи в контейнер. Пульпа после дистилляционного аппарата в заданной концентрации и с температурой до 80^оС поступала в теплообменник, где происходило ее охлаждение и перенасыщение раствора. После этого пульпа подавалась в мягкий контейнер с полиэтиленовой рубашкой, имеющей рукава для отвода маточного раствора, где происходила кристаллизация карбамида и отделение маточного раствора. Маточный раствор возвращался в производство, а гидроуплотненный в виде кристаллов оставался в контейнере. Конечный продукт содержал 0,14% биурета и до 4% воды с плотностью 1 г/см².The synthesis and distillation processes were left unchanged in the existing production, and after distillation, the pulp was discharged for feeding into the container. The pulp after distillation apparatus at a predetermined concentration and a temperature to 80 ° ^C entering the heat exchanger, where it is cooling and supersaturation of the solution. After this, the pulp was fed into a soft container with a polyethylene jacket having sleeves for draining the mother liquor, where urea crystallized and the mother liquor separated. The mother liquor was returned to production, and hydrocondensed in the form of crystals remained in the container. The final product contained 0.14% biuret and up to 4% water with a density of 1 g / cm ² .

Данные опыта показали высокое качество продукта (содержание биурета 0,14% вместо 0,8% ), и в производстве сокращены наиболее энергоемкие процессы, такие как выпарка, фильтрация, центрифугирование и гранулирование. The experience data showed a high quality product (biuret content 0.14% instead of 0.8%), and the most energy-intensive processes such as evaporation, filtration, centrifugation and granulation were reduced in production.

П р и м е р 2. На Черкасском производственном объединении "Азот"(ПО "Азот") были проведены экспериментальные испытания способа на базе производства аммиачной селитры. PRI me R 2. At the Cherkasy production association "Nitrogen" (PO "Nitrogen"), experimental tests of the method based on the production of ammonium nitrate were carried out.

Аналогично предыдущему примеру из процесса производства были исключены выпарка, сушка, гранулирование, а пульпа, имеющая заданную концентрацию и температуру выше 90^оС после нейтрализатора поступает в теплообменник, где происходит ее остывание и она переходит в стадию перенасыщения. Затем пульпа поступает в контейнер, где происходит отделение маточника от готового продукта. Полученная таким способом аммиачная селитра имеет влажность более 3% что позволяет исключить взрывоопасность производства.Similarly to the above example of the production process were excluded residue, drying, granulation, and the pulp having a predetermined concentration and a temperature above ⁹⁰ ° C after the neutralizer is supplied to the heat exchanger, where it is cooling and it goes into step supersaturation. Then the pulp enters the container, where the mother liquor is separated from the finished product. Ammonium nitrate obtained in this way has a moisture content of more than 3%, which eliminates the explosion hazard of production.

П р и м е р 3. На Ровенском производственном объединении "Азот" (Ровенское ПО "Азот") были проведены опытные испытания системы на базе производства аммофоса, который практически не гидроуплотняется. PRI me R 3. At the Rivne production association "Nitrogen" (Rivne PO "Nitrogen"), pilot tests of the system based on the production of ammophos, which practically does not seal.

Как и в примере 1, из технологической схемы были исключены процессы выпарки, фильтрации, сушки и грануляции. Пульпа, имеющая концентрацию 40-47% и температуру 95-105^оС, после нейтрализатора поступает в теплообменник, где остывает до 70-80^оС и дополнительно перенасыщается, Затем она подается в контейнер, в котором маточник определяется от готового продукта. Полученный таким образом аммофос имеет влажность до 10% и удобен для транспортировки в гидроуплотненном состоянии.As in example 1, the processes of evaporation, filtration, drying and granulation were excluded from the technological scheme. The pulp having a concentration of 40-47% and a temperature of 95-105 ^{° C,} after catalyst enters the heat exchanger where it is cooled to 70-80 ^{° C} and further oversaturated, it is then fed into the container, wherein the liquor is determined by the final product. The ammophos thus obtained has a moisture content of up to 10% and is convenient for transportation in a hydrocondensed state.

Аналогичные испытания были проведены и на других минеральных солях, в частности, на калийных, растворы которых получены лабораторным путем. Similar tests were carried out on other mineral salts, in particular, on potassium salts, the solutions of which were obtained by laboratory methods.

Технико-экономическая эффективность способа заключается в получении экологически чистых минеральных солей и удобрений с минимальными производственными и энергетическими затратами. Предлагаемая система решает одну из важных проблем потерь при транспортировке, хранении и потреблении минеральных солей и удобрений. Основной причиной названных в известных системах недостатков является несогласованность технологических процессов производства и потребления между собой, и, как следствие, загрязнение окружающей среды. Устранение данных недостатков возможно путем создания экологически чистых технологий производства, хранения и доставки растворов минеральных солей и удобрений потребителю путем создания системы "Химсервис". Feasibility study of the method consists in obtaining environmentally friendly mineral salts and fertilizers with minimal production and energy costs. The proposed system solves one of the important problems of losses during transportation, storage and consumption of mineral salts and fertilizers. The main reason for the shortcomings mentioned in the known systems is the inconsistency of the technological processes of production and consumption among themselves, and, as a result, environmental pollution. The elimination of these shortcomings is possible by creating environmentally friendly technologies for the production, storage and delivery of solutions of mineral salts and fertilizers to the consumer by creating the "Chemservice" system.

Существующая в настоящее время как в стране, так и за рубежом система доставки потребителям минеральных солей и удобрений на конечной стадии предусматривает получение фиксированной концентрации раствора, что не позволяет принимать его для различных видов почв, в связи с тем, что почвы в разных местах содержат различное количество азота, фосфора и калия. Это не только не дает возможность эффективно использовать эти удобрения, но и наносит вред как самой почве, так как способствует выращиванию сельскохозяйственных культур с высоким содержанием нитратов, нитритов и других вредных веществ, отрицательно влияет на экологию и здоровье человека. The current system of delivery of mineral salts and fertilizers to consumers at the final stage, both in the country and abroad, provides for a fixed solution concentration, which does not allow it to be taken for different types of soils, due to the fact that soils in different places contain different amount of nitrogen, phosphorus and potassium. This not only does not make it possible to effectively use these fertilizers, but also harms the soil itself, as it promotes the cultivation of crops with a high content of nitrates, nitrites and other harmful substances, negatively affects the environment and human health.

По сравнению с выбранным прототипом предложенный способ не имеет таких ограничений как ЖКУ. У последнего срок хранения от 3 до 6 мес; температура не ниже 18^оС; транспортировка лишь на спецтранспортировке; слив в стационарную емкость происходит вблизи потребителя радиусом до 50 км; на месте потребителя требуются калийные добавки и т. п. Изобретение лишено этих недостатков, а также имеет дополнительные эколого-экономические преимущества.Compared with the selected prototype, the proposed method does not have such limitations as housing and communal services. The latter has a shelf life of 3 to 6 months; temperature below 18 ^{° C;} transportation only by special transport; discharge to a stationary tank occurs near the consumer with a radius of up to 50 km; in place of the consumer, potassium supplements are required, etc. The invention is devoid of these disadvantages, and also has additional environmental and economic advantages.

Предлагаемое изобретение позволяет:
сократить технологический цикл производства минеральных солей и удобрений путем исключения обработки антислеживателем грануляции и сушки и снизить себестоимость на 20-25%
значительно повысить эффективность транспортной системы путем применения специализированных контейнеров, отличающихся простотой конструкции и низкой себестоимостью;
внедрить новую технологию применения удобрений, обеспечивающую условия для получения экологически чистых продуктов;
исключить потери минеральных удобрений при транспортировке и хранении за счет улучшения схемы производитель-потребитель;
упростить аппаратурное оформление и исключить из технологического процесса вспомогательные операции, что почти в 3 раза снизит удельные капиталовложения;
расширить сферу применения. Это может быть как способ получения удобрений, так и способ получения минеральных солей.The present invention allows:
to shorten the technological cycle of production of mineral salts and fertilizers by eliminating granulation and drying treatment with an anti-caking agent and reduce the cost by 20-25%
significantly increase the efficiency of the transport system through the use of specialized containers characterized by simplicity of design and low cost;
introduce a new technology for the use of fertilizers, providing conditions for environmentally friendly products;
eliminate losses of mineral fertilizers during transportation and storage by improving the producer-consumer scheme;
to simplify the hardware design and exclude auxiliary operations from the technological process, which will reduce unit investments by almost 3 times;
expand the scope. This can be either a method of producing fertilizers or a method of producing mineral salts.

Изобретение привлекательно также широкой областью применения. Оно с успехом может быть использовано в зависимости от постановки конкретной задачи: для сельского хозяйства минеральных удобрений; для промышленности растворов солей, утилизация поваренной соли отходов калийного производства; на транспорте решение проблем транспортировки и перегрузки; для медицины приготовление растворов сбалансированного питания человека. The invention is also attractive in a wide range of applications. It can be successfully used depending on the formulation of a specific task: for agriculture of mineral fertilizers; for the industry of salt solutions, the utilization of table salt of potash production wastes; in transport, the solution of problems of transportation and transshipment; for medicine, the preparation of solutions of balanced human nutrition.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING MINERAL FERTILIZERS, including synthesis of the product from the feedstock, transportation, storage and use of the final product, characterized in that the synthesis of the product is carried out until the formation of the intermediate product in the form of pulp, which is loaded into the container where the product crystallizes at fixed temperatures corresponding to crystallization of a particular product to a state of hydraulic compaction of predetermined degrees due to the constant removal of the mother liquor, transportation and storage are carried out in the same eynerah, and the use of the final product is carried out in a pre-dissolved at a predetermined concentration state or in the form of crystals.

2. The method according to claim 1, characterized in that during transportation and storage, as necessary, at any stage carry out reloading in a stationary container.