RU2628493C2

RU2628493C2 - Способ получения сульфата-нитрата аммония

Info

Publication number: RU2628493C2
Application number: RU2014132446A
Authority: RU
Inventors: Стефани С. БАРТ; Джеймс А. КВИДИР; Мария А. АЗИМОВА; Рэймонд Г. ВИССИНГЕР; Кристофер Б. ПЕЙС; Джошуа Х. МАКГИЛЛ; Киф Д. КОЧРАН; Эндрю Дж. ХОВС
Original assignee: Ханивелл Интернешнл Инк.
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2017-08-17
Also published as: US20130192323A1; EP2809630A4; CA2863030C; RU2014132446A; US9464008B2; EP2809630B1; WO2013116024A1; EP2809630A1; CA2863030A1; CN110452025A; CN104169240A

Abstract

Изобретение относится к производству частиц сульфата-нитрата аммония (СНА) для использования в удобрениях. Способ производства продукционного твердого сульфат-нитрат аммония предусматривает стадии: отверждения расплава-пульпы, содержащей сульфат аммония и нитрат аммония, в слое для грануляции с образованием твердых гранул сульфат-нитрат аммония, содержащих двойную соль сульфат-нитрат аммония 2:1, причем слой для грануляции имеет рабочую температуру от 90°С до 120°С, и твердые гранулы сульфат-нитрат аммония характеризуются содержанием влаги от 0,4 масс. % до 1,5 масс. %, при этом продукционный сульфат-нитрат аммония содержит менее чем 7 масс. % непрореагировавшего нитрата аммония и двойной соли сульфат-нитрат аммония 3:1. Изобретение позволяет получить продукт для дальнейшего использования его в качестве удобрения, которое характеризуется пониженной чувствительностью к влаге и не считается опасным материалом. 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

Description

Ссылка на родственную заявку

Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США с серийным №61/593627, поданной 1 февраля 2012 г., под названием «Способ получения сульфата-нитрата аммония», причем данная заявка включена в настоящий документ ссылкой во всей своей полноте.

Область техники

Настоящая технология относится к производству частиц сульфата-нитрата аммония (СНА) для использования в удобрениях.

Уровень техники

Сульфат-нитрат аммония (СНА) является одним из первых синтетических удобрений, которое находится в непрерывном использовании в течение почти 100 лет, обеспечивая важные первичные и вторичные питательные вещества, азот и серу. Обеспечение азотом происходит отчасти за счет нитрат-иона, что желательно по причине того, что он легко поглощается многими растениями и вызывает их рост на ранних стадиях.

Удобрения на основе СНА обычно производят грануляцией твердых частиц сульфата аммония (СА) с растворами нитрата аммония (НА). Альтернативно, удобрения на основе СНА можно обрабатывать в виде расплава-пульпы или из составляющих удобрений (нитрата аммония и сульфата аммония), или, альтернативно, из продуктов реакции серной/азотной кислот с безводным аммиаком. Существует несколько вариантов превращения расплава-пульпы в твердые частицы удобрений с физическими свойствами, требуемыми различными рынками.

Приллирование представляет собой способ, в котором жидкий расплав спокойно течет сверху высокого сооружения противотоком охлаждающему воздуху. Поверхностное натяжение делит поток на отдельные капли, которые становятся твердыми перед достижением дна башни. Типичный пример приллирования можно найти в патенте США №7175684, который включен в настоящий документ ссылкой.

Таблетирование подобно приллированию тем, что расплав превращают в капли и затем отверждают. Однако, оно отличается от приллирования двумя особыми аспектами. Во-первых, вместо того, чтобы полагаться на поверхностное натяжения при задании размера капель, капли делят механически, таким образом обеспечивая очень высокую однородность размеров. Во-вторых, вместо того, чтобы пропускать каплю через охлаждающий воздух, каплю наносят на охлаждаемую водой металлическую ленту. Тепло отводят через ленту, а отвержденные частицы падают с края ленты. Типичный пример таблетирования можно найти в патенте США №7985393, который включен в настоящий документ ссылкой.

Согласно одному типу способа грануляции расплав-пульпу распыляют на подвижный слой гранул. Расплав-пульпа как покрывает, так и укрупняет гранулы слоя для увеличения размера. Согласно некоторым вариантам осуществления гранулы выгружают в сушильный барабан, который, если предусмотрен, обеспечивает дополнительное время прокатки для гранул. Гранулы переходят на операцию сортировки, где фракцию продукта извлекают, а материал с меньшим размером и с большим размером возвращают обратно в грануляционный барабан.

Ранее в патенте США №6689181, который включен в настоящий документ ссылкой во всей своей полноте, было раскрыто, что сульфат аммония и нитрат аммония образуют при производстве соединения - двойные соли, включая двойную соль с соотношением НА к С А 3:1 (известную как двойная соль 3:1) и двойную соль с соотношением НА к СА 2:1 (известную как двойная соль 2:1). В патенте '181 показано преимущество двойной соли 2:1 как более стабильного соединения. Дополнительные примеры способов производства двойных солей 2:1 представлены в публикации патента США №2010/0047149, которая также включена в настоящий документ ссылкой.

Сущность изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения включают системы и способы производства твердого сульфата-нитрата аммония, которые дают двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1 в качестве основной соли. Согласно некоторым вариантам осуществления получают твердый сульфат-нитрат аммония, характеризующийся содержанием воды от 0,4 массового процента (масс. %) до 2,0 масс. %, более конкретно от 0,4 масс. % до 1,5 масс. %, еще более конкретно от 0,5 масс. % до 1,5 масс. %.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящее изобретение относится к способу производства продукционного твердого сульфата-нитрата аммония. Расплав-пульпу, содержащую сульфат аммония и нитрат аммония, отверждают в слое для грануляции устройства для грануляции, имеющего рабочую температуру от 90°С до 120°С. Расплав-пульпу отверждают в слое для грануляции устройства для грануляции с образованием гранул сульфата-нитрата аммония, содержащих двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1 и характеризующихся содержанием влаги от 0,4 до 2,0 масс. %.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящее изобретение относится к способу производства продукционного сульфата-нитрата аммония, содержащего двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1. Расплав-пульпу, содержащую сульфат аммония и нитрат аммония, добавляют в устройство для отверждения. Некоторое дополнительное количество аммиака добавляют в устройство для отверждения в дополнение к аммиаку, обеспечиваемому расплавом-пульпой, и расплав-пульпа отверждается в устройстве для отверждения в присутствии дополнительного аммиака с образованием твердого вещества, содержащего двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящее изобретение относится к способу производства продукционного сульфата-нитрата аммония, содержащего двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1. Расплав-пульпу, содержащую сульфат аммония и нитрат аммония, добавляют в слой для грануляции устройства для грануляции, и расплав-пульпа отверждается в слое для грануляции с образованием твердой смеси, содержащей двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1. Твердую смесь передают в устройство для сушки и, по меньшей мере, частично сушат в устройстве для сушки. Во время сушки содержание влаги твердой смеси в устройстве для сушки регулируют на уровне от 0,4 до 2,0 масс. %.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящее изобретение относится к способу производства продукционного сульфата-нитрата аммония, содержащего двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1. Расплав-пульпу, содержащую сульфат аммония и нитрат аммония, добавляют в устройство для отверждения и отверждают в устройстве для отверждения с образованием твердого сульфата-нитрата аммония, содержащего двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1. Отверждение регулируют с обеспечением содержания влаги в твердой смеси от 0,4 до 1,5 масс. %.

Краткое описание чертежей

Конкретные примеры были выбраны для целей иллюстрации и описания и показаны в прилагаемых графических материалах, образующих часть описания.

На фигуре 1 показано схематическое изображение способа грануляции.

На фигуре 2 показано поперечное сечение грануляционного барабана, пригодного для варианта осуществления способа грануляции фигуры 1.

На фигуре 3 показано поперечное сечение сушильного барабана, пригодного для варианта осуществления способа грануляции фигуры 2.

На фигуре 4 дано графическое представление экспериментальных данных.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает системы и способы производства композиций твердого СНА, которые находятся главным образом в виде двойной соли СНА 2:1. Более конкретно, настоящее изобретение обеспечивает системы и способы регулирования содержания воды в частицах СНА (например, гранулах) во время и после производства для максимального увеличения содержания двойной соли СНА 2:1 относительно двойной соли СНА 3:1.

При использовании в настоящем документе выражение «двойная соль» означает химическое соединение, состоящее из ионов двух соединений-предшественников, кристаллическая структура которого отличается от таковой соединений-предшественников. Молярное соотношение соединений-предшественников в двойной соли представляет собой отношение небольших целых чисел, например, 1:2, и не изменяется непрерывно как в твердом растворе.

Комплексный продукт настоящего изобретения состоит из небольших кристаллов сульфата аммония, встроенных в матрицу из других составляющих. Комплексный продукт настоящего изобретения следует отличать от смеси свободных частиц. Основная масса кристаллов сульфата аммония имеет приблизительно такой же размер как исходные частицы сульфата аммония, но при отверждении приблизительно 5 масс. % осаждается в виде кристаллов с размером менее чем приблизительно 2 микрометра. Кристаллы сульфата аммония распределены в матрице однородно. Небольшой размер и однородное распределение кристаллов сульфата аммония в двойной соли 1:2 значительно повышает стабильность продукта в отношении взрывоопасности.

Согласно некоторым вариантам осуществления менее чем приблизительно 7 масс. % продукта состоят из непрореагировавшего и слабо прореагировавшего нитрата аммония или частиц двойной соли 1:3. Согласно некоторым вариантам осуществления менее чем приблизительно 5 масс. % или даже менее чем приблизительно 3 масс. % продукта состоят из непрореагировавшего и слабо прореагировавшего нитрата аммония или частиц двойной соли 1:3. Комплексные продукты настоящего изобретения пригодны в качестве удобрений, характеризуются пониженной чувствительностью к влаге, не считаются опасными материалами согласно Разделу 49 Свода нормативных актов федеральных органов исполнительной власти США, «Транспорт», часть 172, «Таблица опасных материалов», от 1 октября 2000 г., и не классифицируются как окислители согласно Рекомендациям ООН по перевозке опасных грузов, «Руководство по испытаниям и критериям, 1995», «Раздел 34, Процедуры классификации, методы испытаний и критерии, относящиеся к окисляющим веществам подкласса 5.1».

Согласно одному варианту осуществления содержание воды регулируют так, что получаемая композиция твердого СНА характеризуется содержанием воды всего лишь приблизительно 0,4 масс. %, всего лишь приблизительно 0,5 масс. % или всего лишь 0,6 масс. % и вплоть до приблизительно 1,5 масс. %, вплоть до приблизительно 1,75 масс. % или вплоть до приблизительно 2,0 масс. %. Согласно другим вариантам осуществления получаемая композиция твердого СНА характеризуется содержанием воды, которое находится в пределах любого диапазона, определенного между любой парой вышеуказанных значений. Путем регулирования содержания воды в пределах этих диапазонов превращение двойной соли СНА 2:1 максимизируют, в то же время все еще сохраняя структурную целостность (например, прочность на раздавливание) получаемого материала. При использовании в настоящем документе содержание воды относится к среднему содержанию воды образца материала твердого СНА, что определено посредством обычного гравиметрического анализа, проведенного во время или вскоре после получения, как указано.

Хотя варианты осуществления, обсуждаемые ниже, относятся главным образом к материалам твердого СНА, получаемым грануляцией, аналогичные техники регулирования содержания влаги можно применять для процессов приллирования или таблетирования для обеспечения такого же регулирования содержания воды. При использовании в настоящем документе выражение «устройство для отверждения» охватывает любой тип устройства, в котором расплав-пульпу можно отверждать, причем неограничивающие примеры устройств для отверждения включают устройства для грануляции, устройства для приллирования и устройства для таблетирования.

На фигуре 1 представлено схематическое изображение типичного, но не ограничивающего, варианта осуществления установки 10 для грануляции. Как показано, установка 10 для грануляции содержит грануляционный барабан 12, сушильный/охлаждающий барабан 14, грохот 16 и дробилку 18. Установка 10 для грануляции сконфигурирована в виде замкнутого цикла для возврата не отвечающего техническим характеристикам (т.е. слишком большого размера и/или слишком малого размера) материала обратно в грануляционный барабан 12 до тех пор, пока его не доведут до целевых технических характеристик. Следует иметь в виду, что установки для грануляции могут включать ряд различных типов оборудования, установок, размеров и рабочих параметров.

Грануляционный барабан 12

Грануляционный барабан 12 содержит впускное отверстие 20, которое обеспечивает подачу повторно используемого материала из дробилки 18 и грохота 16. Впускное отверстие 22 для разбрызгивания расплава/раствора обеспечивает подачу источника свежего расплава-пульпы в грануляционный барабан 12, а также одного или нескольких из источника воды, источника пара и источника аммиака. Источник 24 воздуха обеспечивает подачу воздуха с регулируемой температурой и/или влажностью с желаемым расходом через впускное отверстие 26 для воздуха с тем, чтобы выборочно изменять скорость потока воздуха через слой для грануляции. Воздух выпускают из грануляционного барабана 12 через выхлопное отверстие 28. Посредством выпускного отверстия 30 продукт передается в сушильный барабан 14.

На фигуре 2 представлено поперечное сечение грануляционного барабана 12, взятое вдоль линии 2-2 фигуры 1, показывающее внутренние компоненты грануляционного барабана 12. В соответствии с показанной ориентацией грануляционный барабан 12 вращается в направлении, указанном стрелкой 30. Грануляционный барабан 12 имеет внутреннюю поверхность 32 и содержит множество гранул 34.

Грануляционный барабан 12 содержит одну или несколько распылительных насадок 36 для расплава-пульпы, которые распределены и сконфигурированы для распыления на гранулы 34 свежего расплава-пульпы. Хотя показана одна распылительная насадка 36 для расплава-пульпы, следует иметь в виду, что согласно некоторым вариантам осуществления можно использовать множество насадок 36. Блок 38 распылительных насадок в дополнение к насадкам 36 для расплава-пульпы может, как показано, содержать одну или несколько распылительных насадок 40 для раствора, которые могут быть сконфигурированы для распыления жидкой воды или раствора удобрения, используемого повторно или полученного при необходимости из других производств, на гранулы 34. Согласно некоторым вариантам осуществления дополнительный аммиак можно добавить для регулирования pH либо путем добавления аммиака отдельно, либо в комбинации с одним или несколькими из воды или раствора удобрения. Согласно некоторым вариантам осуществления блок 38 содержит одну или несколько насадок 42 для впрыска пара, которые могут быть сконфигурированы для впрыска пара в грануляционный барабан 12.

Согласно некоторым вариантам осуществления расплав-пульпа образуется путем объединения частиц нитрата аммония и сульфата аммония в присутствии небольшого количества воды и нагревания до температуры, достаточной для расплавления нитрата аммония, и тщательного перемешивания для распределения твердого сульфата аммония. Размер частиц нитрата аммония не нормируют, однако согласно некоторым вариантам осуществления приблизительно 95 масс. % частиц нитрата аммония проходят через сито Tyler №6 (отверстие 3,36 мм). Что касается сульфата аммония, чем меньше частица, тем быстрее реакция между сульфатом аммония и нитратом аммония, и тем более тонкой будет степень их дисперсии. Согласно некоторым вариантам осуществления по меньшей мере приблизительно 85 масс. % сульфата аммония проходит через сито Tyler №48 (отверстие 0,30 мм). Сульфат аммония, прошедший промышленный размол на шаровой мельнице, обычно удовлетворяет этому показателю без дополнительного отсева. Согласно некоторым вариантам осуществления приблизительно 99 масс. % сульфата аммония проходит через сито Tyler №48. Согласно другим вариантам осуществления приблизительно 99 масс. % сульфата аммония проходит через сито Tyler №48 и приблизительно 50 масс. % проходит через сито Tyler №200 (отверстие 0,074 мм).

Согласно одному варианту осуществления грануляционный барабан 12 работает с получением гранул, характеризующихся содержанием воды всего лишь приблизительно 0,4 масс. %, всего лишь приблизительно 0,5 масс. % или всего лишь приблизительно 0,6 масс. % и вплоть до приблизительно 1,5 масс. %, вплоть до приблизительно 1,75 масс. % или вплоть до приблизительно 2,0 масс. %. Согласно другим вариантам осуществления получаемая композиция твердого СНА характеризуется содержанием воды, которое находится в пределах любого диапазона, определенного между любой парой вышеуказанных значений. Согласно некоторым вариантам осуществления слой гранул поддерживают при температуре всего лишь приблизительно 90°C или всего лишь приблизительно 95°C и вплоть до приблизительно 105°C или вплоть до приблизительно 120°C. Согласно другим вариантам осуществления слой гранул поддерживают при температуре, которая находится в пределах любого диапазона, определенного между любой парой вышеуказанных значений. Данные температуры находятся значительно ниже температуры плавления материала СНА. Согласно некоторым вариантам осуществления температуру слоя для грануляции определяют при помощи термочувствительного датчика с активным элементом, погруженным в подвижные твердые частицы. Напротив, обычные способы грануляции работают при температуре слоя 140-160°C, что намного ближе к температуре плавления материала СНА и приводит к получению гранул с содержанием воды, как правило, ниже 0,4 масс. %.

С учетом режима охлаждения для отверждения расплава-пульпы в вариантах осуществления настоящего изобретения регулируют воду, воздух и пар, которые распыляют/распрыскивают на слой гранул для регулирования содержания влаги, в то же время все еще сохраняя желаемые физические свойства получаемого материала СНА, включая прочность на раздавливание. В общем, по сравнению с обычными рабочими параметрами в вариантах осуществления настоящего изобретения используют сниженный расход воздуха, однако увеличенное количество распыленной воды и/или впрыска пара для обеспечения отвода тепла для отверждения расплава-пульпы.

Согласно другому варианту осуществления дополнительный аммиак добавляют в грануляционный барабан 12 или посредством распылительного блока 38, или любым другим подходящим способом. Согласно некоторым вариантам осуществления дополнительный аммиак добавляют для доведения pH ближе к pH продукта с тем, чтобы pH на момент выгрузки из слоя для грануляции был по существу таким же как нормальный pH продукта. Как дополнительно изложено в примерах, аммиак повышает pH материала твердого СНА, что может содействовать более быстрому и полному превращению двойной соли сульфата-нитрата аммония 3:1 в двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1.

Сушильный барабан 14

Возвращаясь к фигуре 1, рассмотрим устройство для сушки или сушильный барабан 14, предусмотренный для дополнительного регулирования содержания влаги в гранулах 54. Продукт из грануляционного барабана 12 входит в сушильный барабан 14 через выпускное отверстие 30. Источник воздуха 44 с контролируемой температурой и/или влажностью входит в сушильный барабан 14 через впускное отверстие 46 для воздуха с тем, чтобы выборочно изменять скорость потока воздуха через устройство для сушки. Выхлопное отверстие 48 обеспечивает выход отработанного воздуха из сушильного барабана 14. Согласно некоторым вариантам осуществления сушильный барабан 14 может содержать распылительный блок 58, который содержит одну или несколько распылительных насадок 60 для раствора, которые могут быть сконфигурированы для распыления аммиака на гранулы 54, при необходимости.

На фигуре 3 представлено поперечное сечение сушильного барабана 14, взятое вдоль линии 3-3 фигуры 1, показывающее внутренние компоненты сушильного барабана 14. В соответствии с показанной ориентацией сушильный барабан 14 вращается в направлении, указанном стрелкой 50. Сушильный барабан 14 имеет внутреннюю поверхность 52 и содержит множество гранул 54.

Подобно грануляционному барабану 12 сушильный барабан 14 может работать с обеспечением содержания влаги при выгрузке, т.е. содержания влаги гранул при выгрузке из сушильного барабана 14, всего лишь приблизительно 0,4 масс. %, всего лишь приблизительно 0,5 масс. %, всего лишь приблизительно 0,6 масс. % и вплоть до приблизительно 0,8 масс. %, вплоть до приблизительно 1,0 масс. % или вплоть до приблизительно 1,5 масс. %. Согласно другим вариантам осуществления содержание влаги при выгрузке находится в переделах любого диапазона, определенного между любой парой вышеуказанных значений. Следует иметь в виду, что на режим, в котором работает сушильный барабан 14, оказывает влияние режим, в котором работает грануляционный барабан 12.

Грохот 16/дробилка 18

Как только материал твердого СНА выходит из сушильного барабана 14 через выпускное отверстие 64, его перемещают в грохот 16. Грохот 16 отделяет материал, который удовлетворяет техническим характеристикам, и передает его через выпускное отверстие 68 в систему окончательной обработки (не показана), где выполняют окончательную сушку, охлаждение и покрытие. Согласно некоторым вариантам осуществления желаемые размеры частиц в зависимости от географического расположения рынка сбыта и конечной области применения могут изменяться от приблизительно 2 миллиметров (мм) до приблизительно 3 мм. Согласно некоторым вариантам осуществления материал с меньшими размерами возвращают обратно в грануляционный барабан 12 через выпускное отверстие 66 для того, чтобы он мог продолжить увеличиваться в размере при повторном подвергании процессу грануляции. Согласно некоторым вариантам осуществления, как показано, материал с большими размерами передают в дробилку 18. Дробление материала с большими размерами обеспечивает как повторную рециркуляцию материала по замкнутому циклу для того, чтобы он стал надлежащего размера, так и, что более важно, обеспечивает множество мелких частиц в качестве затравки для будущих гранул.

Вследствие приведения в баланс содержания влаги и физических свойств материала твердого СНА большие количества материала твердого СНА удовлетворяют размерным характеристикам и удаляются из цикла грануляции. Это благоприятно не только для эффективности, а также поскольку используемые повторно гранулы, как правило, вызывают увеличение возможности изменения содержания влаги и/или физических свойств материала твердого СНА. Согласно некоторым вариантам осуществления поддержание соответствующего профиля влажности в цикле грануляции снижает или исключает пересушивание. Повышенное увлажнение также уменьшается или исключается, таким образом, поскольку нет потребности в повторном увлажнении пересушенных гранул. Согласно некоторым вариантам осуществления регулирование содержания влаги может улучшить морфологию гранул. Согласно некоторым вариантам осуществления можно получить по существу сферические гранулы.

Например, мелкие частицы могут образоваться в цикле грануляции вследствие ряда причин. Новые гранулы могут стать слишком влажными, что приводит в результате к повышенному раскрашиванию при переходе в устройство для сушки 14. Изменения в микроструктуре гранул могут приводить к большему выходу мелких частиц, когда материал с большими размерами проходит через дробилку 18. Изменения режима грануляции могут увеличивать количество материала с большими размерами, приводя к образованию большего числа мелких частиц. Независимо от этого, следствием повышенного количества мелких частиц является большее число гранул более мелкого размера.

Пример 1

При тестировании, обнаружили, что гранулы, отобранные свежими из гранулятора, были очень кислыми по природе (имели pH в воде менее 4,0), хотя pH восстанавливали в течение ночи для того, чтобы достичь типичных значений pH приблизительно 5,2. Когда свежий продукт упаковывали в мешки, происходила конденсация, и, как обнаружили, он был очень кислым. Соответственно, эксперименты проводили для определения степени, до которой аммиак терялся во время термической обработки смешанного расплава-пульпы и/или последующего процесса грануляции. Эксперименты показали явную потерю аммиака относительно нитрата и сульфата, соответствующую наблюдаемому сдвигу pH. Последующее восстановление pH в течение ночи и конденсация кислоты из гранул также показывает, что гранулы затем теряли кислоту для приведения pH обратно в равновесие.

Следует иметь в виду, что, если потеря аммиака создает накопление серной кислоты в гранулах, это может, вероятно, привести к отрицательным последствиям для доступной влаги, поскольку серная кислота представляет собой сильное осушающее средство. Таким образом, добавление/образование серной кислоты, такое как вследствие потери азотной кислоты, в практически сухие гранулы может связывать воду и препятствовать ее способности облегчать превращение 3:1 и СА в двойную соль 2:1. Конечно, в лабораторных экспериментах обнаружили, что добавление серной кислоты (для имитации «сверх-подкисления» вместо создания потери аммиака) обеспечивало «замедленную» кинетику превращения 2:1. В противном случае, обычно будет достигаться очень быстрое превращение.

Пример 2

На фигуре 4 представлены кинетические данные для превращения после отверждения двойной соли СНА 3:1 в форму двойной соли СНА 2:1. На фигуре 4 представлен ряд проведенных экспериментов, где расплав-пульпу получали с различными количествами влаги и с небольшим количеством (1×10^-6 эквивалента/грамм) серной кислоты для замедления кинетики 2:1. Образцы затем подвергали последующему рентгеновскому структурному анализу (РСА) для определения двойной соли 3:1. Результаты представлены в виде соотношения 2:1 к 3:1.

Как можно увидеть на фигуре 4, влажности твердого продукта 0,4 масс. % или больше приводили к очень быстрому превращению. Влажность даже 0,26 масс. % приводила к полному превращению в 2:1 в течение 2-3 дней. Это показывает, что потеря аммиака может ограничить превращение двойной соли 3:1 в двойную соль 2:1. Соответственно, согласно некоторым вариантам осуществления небольшие количества дополнительного аммиака можно добавить в гранулы 34 в грануляционном барабане 12 через распылительные насадки 40 для раствора. В некоторых случаях, может быть эффективным дополнительное или взамен этого добавление небольших количеств дополнительного аммиака в гранулы 54 в сушильном барабане 14 для облегчения полного превращения в двойную соль 2:1.

Из вышесказанного будет понятно, что хотя конкретные примеры были описаны в настоящем документе для иллюстрации, различные модификации можно сделать без отклонения от сущности или объема настоящего изобретения. Таким образом, предполагается, что вышеприведенное подробное описание следует рассматривать как иллюстративное, а не ограничивающее, и что следует понимать, что существует нижеследующая формула изобретения, включающая все эквиваленты, которая предназначена для конкретного указания и явного утверждения заявляемого объекта.

Claims

1. Способ производства продукционного твердого сульфат-нитрат аммония, предусматривающий стадии:

отверждение расплава-пульпы, содержащей сульфат аммония и нитрат аммония, в слое для грануляции с образованием твердых гранул сульфат-нитрат аммония, содержащих двойную соль сульфат-нитрат аммония 2:1, причем слой для грануляции имеет рабочую температуру от 90°С до 120°С, и твердые гранулы сульфат-нитрат аммония характеризуются содержанием влаги от 0,4 масс. % до 1,5 масс. %,

при этом продукционный сульфат-нитрат аммония содержит менее чем 7 масс. % непрореагировавшего нитрата аммония и двойной соли сульфат-нитрат аммония 3:1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой для грануляции характеризуется рабочей температурой от 90°С до 105°С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанная стадия отверждения также предусматривает добавление пара в слой для грануляции, и/или распыление водного раствора на слой для грануляции, и/или выборочное изменение скорости потока воздуха через слой для грануляции.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный способ включает стадии:

добавление расплава-пульпы, содержащей сульфат аммония и нитрат аммония, в слой материала устройства для грануляции;

добавление некоторого количества дополнительного аммиака в устройство для грануляции в дополнение к аммиаку, обеспечиваемому расплавом-пульпой;

отверждение расплава-пульпы в устройстве для грануляции в присутствии дополнительного аммиака с образованием твердой смеси, содержащей двойную соль сульфата-нитрата аммония 2:1,

при этом дополнительный аммиак добавляют в слой материала устройства для грануляции и/или в слой материала устройства для сушки ниже по потоку относительно слоя для грануляции.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что способ включает стадии:

добавление расплава-пульпы, содержащей сульфат аммония и нитрат аммония, в слой для грануляции устройства для грануляции;

отверждение расплава-пульпы в слое для грануляции устройства для грануляции с образованием твердого сульфат-нитрат аммония, содержащего двойную соль сульфат-нитрат аммония 2:1;

сушку твердой смеси в устройстве для сушки с тем, чтобы содержание влаги твердого сульфат-нитрат аммония в устройстве для сушки составило от 0,4 масс. % до 1,5 масс. %.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанная стадия регулирования дополнительно предусматривает выборочное изменение скорости потока воздуха через устройство для сушки.