SU715558A1

SU715558A1 - Method of isolating calcium nitrate crystallohydrate

Info

Publication number: SU715558A1
Application number: SU782621265A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Смолин; Аврам Липович Гольдинов; Виктор Александрович Одинцов; Федор Иванович Новоселов; Виктор Александрович Постников; Олег Борисович Абрамов; Людмила Тимофеевна Цветкова; Николай Дмитриевич Логинов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1297; Предприятие П/Я А-1619
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1978-04-10
Publication date: 1980-02-15

Description

. .: i : Изобретение относитс к техаопогий получени сложных удобрений азотнокиб лотным методом и Может быть использовано в химической промышленности. Одной из основных стадий азотнЬкислотной технологии получени сложных удобрений вл етс выделение кристаллогидрата нитрата, кальци из азотнофосфор- нокислого раствора, получаемого при разложении фосфатного сырь азотной киспбтой . Известен способ выделени крисгаппогидрата нитрата кальци из азотнофосфорнокислого раствора охлаждением его в ап паратах, снабженных мешалками и змее . виками, по которым циркулирует озшажденный рассол tl3 . Недостаток этого способа - налипание на охлаждающей поверхности выдел ющихс при охлаждении раствора кристаллов Са (МОэ), снижающее тепло пере- дачу. Поэтому процесс осуществл ют в аппаратах периодического действи . После окончани операции кристаллизации и опорожне1ш аппаратов в змеевики подают пар или гор чую воду дл плаалешг налишиих кристаллов. « Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату способ выделейий кристаллогидрата нитрата кальций, состо щий в охлаждении азотнофосфорнокислого раствора сначйпа до температуры не ниже -20 С с последующим доохлаждёниеы образующейс суспензии до выделени пепевого продукта. Недостаток способа - сложность процесса в промышленных услови х. Необходимо применить сложное фггльтрующее оборудование дл дополнительной очистки азотнофосфорнокислого раствора от твердых примесей, а процесс доохлаждегш раствора, который проводитс в ре шме памипарного потока, характеризуетс низкими значени ми коэффициента теплопередачи , поэтому процесс малоинтенсивен. Цель изобретени - упрощение процесса за счет исключени дополнительной очистки азотнофосфорнокислого разтвора 37 от твердых взвесей и интенсификации процесса ётю доохлаждени . Цель достигаетс тем, что в известном способе выделени кристалпогидрата нитрата кальци из азотнофосфорнокислого раствора, охлаждаемого сначала до температуры не ниже +20°с с последующим доохпаждением образующейс Ьуспен зии до ыделени целевого продукта, доохлаждение ведут в присутствии кристаллогидрата нитрата кальци в количестве 25 - 45% (массовых). При этом разнос температур между охлаждаемой суспензией и охлаждающим агентом от 1 до 15 С; причем доохлаждение ведут при линейной скорости суспензии относительн темплообменной поверхности - от 1,5 до 3,0 м/сек. Проведение процесса при указанных параметрах характеризуетс высокими значени ми коэффициента теплопередачи (445 - ТОО ккал/м ч- град) и; позвол е выдел ть кристаллогидрат нитрата кальци из растворов, содержащих 1,2% твер дых взвесей, без дополнительной очистки этих растворов. Технологи способа состоит в следую щем. Исходный азотнофосфорнокислый раствор получайт путем разложени апатитового концентрата азотной кислотой с последующим отстоем азотнокислотной вы т жки Пблучетшй таким образом, азотнофосфорнокислый раствор охлаждают сначала от температуры +50 С до температуры н ниже + 2О С, а затем доохлаждают в кристаллизаторах с выносными трубчатыми теплообменниками до выделени целе вого продукта а присутствии 25 - 45% (массовых) кристаллогидрата нитрата кальци , при разности температур между охлаждаемой суспензией и охлаждающим 8 агентом в любой точке тонлообмеНной поверхности от 1 до 15-V:. При этом линейна скорость суспензии относительно геплообменной поверхности составл ет 1,5-3,0 м/сек. Пример. Способ проверен на полупромышленной установке непрерывного действи , состо щий из теплообменника дл охлаждени азотнофосфхэрнокислого раствора от температуры + до + 20С, трех последовательно соединенных по раствору циркул ционных крисгаллиза- , торов с выносными кожухотрубньгми теплообменник ами дл доохлаждени рас тво- ра и фильтра дл отделени кристаллогид- рата нитрата кальци от маточного раствора .. Циркул ционный кристаллизатор представл ет собой цилиндрический аппарат еКжостью 200 л, устанавливаемый в комплекте с насосом дл циркул ции охлаждаемой суспензии. Выносной кожухотрубчатый теплообменник имеет поверхность теплообмена 1 м, состо щую из 2 трубок длиной 5 м и диаметром 38 мм. Азотнофосфорнокислый раствор состава , масс, %: кальций 10,0; п тиокись фосфора 11,9; твердые взвеси 1,2 охлаждают в предварительном теплообменнике до температуры 20 - 35°С, а затем в количестве 180 л/ч (290 кг/ч) непрерывно подают в первый по ходу раствора кристаллизатор установки, состо щей из трех последовательно соединенных кристаллизаторов с выносными кожухотрубными теплообменниками, В кристаллизаторах раствор доохлаждают до температуры 15 С. Режим выделени кристаллогидрата нитрата кальци при доохлаждении раствора в установке .Приведен в,таблице.. .: i: The invention relates to the technical preparation of complex fertilizers using the nitrogen-chitin method and can be used in the chemical industry. One of the main stages of the nitric acid technology for the preparation of complex fertilizers is the isolation of nitrate crystalline hydrate, calcium from the nitric acid phosphate solution obtained by decomposing the phosphate raw material with nitric acid. A method is known for isolating calcium nitrate cryptohydrate from a nitric-phosphate solution by cooling it in apparatuses equipped with agitators and a snake. vikami through which circulated brine tl3 circulates. The disadvantage of this method is the adherence of Ca crystals (MOe) released during cooling of the solution on the cooling surface, which reduces heat transfer. Therefore, the process is carried out in batch apparatus. After the crystallization and emptying of the apparatus is completed, steam or hot water is supplied to the coils to place the crystals in place. "The method of extraction of calcium nitrate crystalline hydrate is the closest to the invention in terms of its technical essence and the achieved result. It consists in cooling the nitric acid phosphate solution to a temperature not lower than -20 ° C, followed by further cooling of the resulting suspension until the precipitated product is released. The disadvantage of the method is the complexity of the process in industrial conditions. It is necessary to use sophisticated equipment to further purify the nitric-phosphoric acid solution from solid impurities, and the process of cooling the solution that is carried out in the vapor pressure stream is characterized by low values of heat transfer coefficient, therefore the process is low-intensity. The purpose of the invention is to simplify the process by eliminating the additional purification of the nitrophosphate solution 37 from suspended solids and the intensification of the cooling process. The goal is achieved by the fact that in a known method of extracting calcium nitrate crystal hydrate from a nitric-phosphoric acid solution, first cooled to a temperature not lower than + 20 ° C, followed by subsequent cooling of the resulting suspension to a target product, cooling is carried out in the presence of calcium nitrate crystal hydrate in an amount of 25 - 45% (mass). In this case, the temperature difference between the cooled suspension and the cooling agent is from 1 to 15 C; moreover, the cooling is carried out at a linear velocity of the suspension relative to the heat exchange surface - from 1.5 to 3.0 m / s. Carrying out the process at the indicated parameters is characterized by high values of the heat transfer coefficient (445 - TOO kcal / m – h) and; Allowing the calcium nitrate crystalline hydrate to be isolated from solutions containing 1.2% solid suspensions without further purification of these solutions. The process technology is as follows. The initial nitric-phosphate solution is obtained by decomposing the apatite concentrate with nitric acid followed by sifting of nitric-acid extract. Thus, the nitric-phosphoric acid solution is cooled first from the temperature of +50 ° C to the temperature n below + 2 ° C, and then, it is iparate, and I should be given a mix of 4% to 1% of temperature. in the presence of 25–45% (mass) calcium nitrate crystalline hydrate, with a temperature difference between the cooled suspension and the cooling 8 agent in any ochke tonloobmeNnoy surface of 1 to 15-V :. In this case, the linear velocity of the suspension relative to the hepatoexchange surface is 1.5-3.0 m / s. Example. The method was tested on a semi-industrial continuous installation consisting of a heat exchanger for cooling the nitrogen-phosphoric acid solution from the temperature + to + 20 ° C, three series of circulation crysallisation tori, in series with external shell-and-tube heat exchangers connected to dissolve the solution and a filter for separating the crystal hydride - Calcium nitrate from the mother liquor .. The circulating crystallizer is a cylindrical apparatus with a capacity of 200 liters, which is installed complete with a pump for circulating the cooled slurry. The external shell-and-tube heat exchanger has a heat exchange surface of 1 m, consisting of 2 tubes 5 m long and 38 mm in diameter. Nitrogen phosphate solution composition, mass,%: calcium 10.0; phosphorus pentoxide 11.9; Suspended solids 1.2 are cooled in a pre-heat exchanger to a temperature of 20–35 ° C, and then in an amount of 180 l / h (290 kg / h) are continuously fed to the first crystallizer of the installation along the solution, consisting of three serially connected crystallizers with remote shell-and-tube heat exchangers. In crystallizers, the solution is cooled to a temperature of 15 ° C. The mode of extraction of calcium nitrate crystalline hydrate during the after-cooling of the solution in the installation. Shown in the table.

Температура суспензии, СThe temperature of the suspension,

Разность температур между сусдензией и хладоагентом, СTemperature difference between suspension and coolant, С

Линейна скорость охлаждаемой суспензии в теплообменнике, м/сек.Linear speed of the cooled suspension in the heat exchanger, m / s.

Коэффициент теплопередачи в .теплообменнике,, ккал/м ч градHeat transfer coefficient in heat exchanger ,, kcal / m h degree

Концентраци кристаллогидрата нитрата кальци , масс,%:Calcium nitrate crystalline hydrate concentration, mass%:

О - -3 (-12) - (-15) 6,7 - 159 - 13,5 57 ГЗ известном способе азотнофосфорнокиспый раствор, поступаюший на кристаллизацию , должен быть очишен от твердых взвесей до коэффициента светопропускани 85-100% (это соответствует содержанию твердой фазы не более 0,01%). Коэ(ЬФициент теплопередачи при этом 100-; 125 ккал/м ч,град, рекомендуема полезна разность температур между охлаждаемым раствором и охлаждающим агентом 2СРс 121 . Предлагаемый способ позвол ет исключить узел предварительной глубокой очистки раствора от твердых взвесей и более чем в 3 раза сократить поверхность теплообменников. Это упрощает способ выделени кристаллогидрата нитрата кальци . Экономи от использовани предлагаемого способа на заводе сложных удобре НИИ составл ет 0,16 руб. на производство 1 т нитроаммофоски. формула изобретени 1. Способ выделени кристаллогидрата нитрата кальци из азотнофосфорнокислого раствора охлаждением сначала до. температуры не ниже +20 С с последующим 86 доохлаждением образующейс суспензии до выделени целевого продукта, отличающийс тем, что, с целью упрощени процесса за счет исключени дополнительной очистки азотнофосфорнокислого раствора от твердых примесей и интенсификации процесса доохлаждени раствора, доохлаждение ведут в присутствии кристаллогидрата нитрата кальци при разности температур между охлаждаемой суспензией и охлаждающим агентом or 1 С до 15°С. 2.Способ по п. 1, отличающий с тем, что доохлаждение ведут при линейной скорости суспензии относительно теплообменной поверхности от 1,5 м/сек до 3,0 м/сек. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что доохлаждение ведут в пржсутствии кристаллогидрата нитрата кальци в количестве 25-45% (массовых). Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Позин М. Е. Технологи минеральных солей. Изд. Хими , 1D74, с. 13-41. 2.Авторское свидетельство СССР № 566810, кл. С 05 В 11/06, 04.10.74. (прототип).O - -3 (-12) - (-15) 6.7 - 159 - 13.5 57 GZ Of the known method, the nitrogen-phosphate solution fed to the crystallization must be cleaned from suspended solids to a light transmittance of 85-100% (this corresponds to solid phase is not more than 0.01%). CoE (heat transfer factor at the same time 100-; 125 kcal / mh, hail, recommended useful temperature difference between the cooled solution and the cooling agent 2Срс 121. The proposed method eliminates the site of preliminary deep cleaning of the solution from suspended solids and more than 3 times reduce surface of heat exchangers. This simplifies the method of separating calcium nitrate crystalline hydrate. The savings from using the proposed method at the plant for complex fertilizers are 0.16 rubles for the production of 1 ton of nitroammophos. 1. A method of separating calcium nitrate crystallohydrate from a nitric-phosphate solution by first cooling to a temperature not lower than +20 ° C, followed by 86 after cooling the resulting suspension to isolate the target product, characterized in that, in order to simplify the process by eliminating further purification of the nitric-phosphoric acid solution from the solid impurities and intensification of the process of additional cooling of the solution; additional cooling is carried out in the presence of calcium nitrate crystalline hydrate with a temperature difference between the cooled suspension with a cooling agent or 1 C to 15 ° C. 2. The method according to claim 1, characterized in that the aftercooling is carried out at a linear velocity of the suspension relative to the heat exchange surface from 1.5 m / s to 3.0 m / s. 3. The method according to claim 1, wherein the cooling is carried out in the presence of calcium nitrate crystalline hydrate in the amount of 25-45% (mass). Sources of information taken into account in the examination 1.Pozin ME. Mineral salt technologists. Ed. Chemistry, 1D74, p. 13-41. 2. USSR author's certificate number 566810, cl. C 05 V 11/06, 04.10.74. (prototype).

Claims

Claim

1. The method of separation of the crystalline hydrate of calcium nitrate from a nitric phosphate solution by cooling first to. temperature not lower than +20 С followed by further cooling of the resulting suspension until the desired product is isolated, which is possible because, with the simplification of the process, due to the exclusion of 5 additional purifications of the nitric phosphate solution from solid impurities and the intensification of the process of further cooling the solution, further cooling is carried out in the presence of crystalline hydrate calcium nitrate at 10 temperature differences between the cooled suspension and the cooling agent from 1 C to 15 ° C.

2. The method according to π. 1, because of the fact that post-cooling is carried out by ¹⁵ at a linear speed of the suspension relative to the heat exchange surface from 1.5 m / s to 3.0 m / s.

3. The method according to π. 1 of n and m sistent in that the aftercooling lead ²⁰ in the presence of crystalline calcium nitrate in an amount of 25-45% (by weight).