СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТОВ АММОНИЯ Российский патент 2005 года по МПК C01B25/28 C05B7/00 

Описание патента на изобретение RU2255041C1

Изобретение относится к производству фосфатов аммония (а именно аммофоса), широко используемых в сельском хозяйстве в качестве минеральных удобрений.

Известен способ получения фосфатов аммония, включающий нейтрализацию фосфорной кислоты газообразным и/или жидким аммиаком в трубчатом реакторе, при давлении 3-6 ати, перемешивание смеси в транспортном трубопроводе и подачу полученной пульпы на гранулирование и сушку продукта (А.С. СССР №1495330, С 05 В 7/00, 1989 г.).

Недостатком способа является то, что пульпа, поступающая на гранулирование из транспортного трубопровода, имеет достаточно неоднородный состав, что влияет на условия гранулирования и качество готового продукта.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения фосфатов аммония, заявленный в патенте США №4133918. кл. С 01 В 25/28, 1979 г., включающий нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком при повышенном давлении, перемешивание полученной смеси в статическом смесителе и последующие гранулирование и сушку продукта. По этому способу на нейтрализацию подают сразу всю кислоту и аммиак при достаточно высоком давлении до 8 ати. Смесь по транспортному трубопроводу направляется на гомогенизацию в статическом смесителе и далее, если необходимо, продукт гранулируют и сушат.

Недостатком способа является его нетехнологичность вследствие частой забивки оборудования на стадии перемешивания пульпы (гомогенизации ее). Кроме того, подача реагентов в голову процесса в полном объеме из-за высокой вязкости образующейся пульпы приводит к повышенным энергозатратам на ее транспортирование. Процесс гранулирования трудно регулировать, что влияет на однородность и качество продукта.

Задачей разрабатываемого способа было создание технологичного, хорошо регулируемого процесса с получением однородного продукта улучшенного качества при одновременном снижении выбросов аммиака.

Задача решена в предлагаемом способе получения фосфатов аммония, включающем нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком при повышенном давлении, перемешивание полученной смеси в статическом смесителе и последующие гранулирование и сушку продукта. В предложенном способе нейтрализацию ведут в две стадии, на первую из которых подают 80-85% НзРO4 от общего количества и процесс ведут при давлении 3,5-8 ати, а на вторую стадию - подают оставшееся количество кислоты и снижают давление до 1,5-3,0 ати, причем перемешивание ведут в статическом смесителе с обработкой пульпы ультразвуком с мощностью импульса от 100 до 1000 ватт, а перед гранулированием давление снижают на 0,5-0,8 ати по сравнению с давлением второй стадии нейтрализации. Возможно обработку ультразвуком дополнительно проводить и на первой стадии нейтрализации.

По предложенному способу на первую стадию нейтрализации в область высокого давления подают часть фосфорной кислоты. При этом значительно снижается проскок аммиака, поскольку процесс идет в условиях переаммонизации пульпы, вязкость которой значительно меньше. Снижаются также диффузионное сопротивление реакции нейтрализации и расход энергии, которую нужно затратить на перемещение пульпы. Количество подаваемой на 1-ой стадии фосфорной кислоты выбрано исходя из наиболее целесообразной вязкости пульпы и необходимого мольного отношения, а высокое давление на этой стадии позволяет наиболее полно поглотить аммиак. Первая стадия нейтрализации проходит в системе газ-жидкость. На вторую стадию подают оставшуюся фосфорную кислоту и снижают давление. На 11-ой стадии идет процесс раскисления пульпы, приводящий к сохранению низких значений вязкости пульпы за счет эффекта гистерезиса вязкости пульпы при нейтрализации фосфорной кислотой переаммонизированной пульпы. Такой механизм позволяет снизить высокое давление, т.к. процесс идет в системе жидкость-жидкость. Однако снижение его ниже 1,5 ати приводит к потере транспортабельных свойств пульпы, а повышение его выше 3,0 ати приводит к повышенным энергозатратам.

Данный способ предусматривает использование ультразвука прежде всего на стадии перемешивания в статическом смесителе (гомогенизация пульпы). Обработка ультразвуком обеспечивает практически идеальное перемешивание, полностью устраняется забивка смесителя. При этом проскоковая концентрация аммиака приближается к равновесной. Нижний предел мощности импульса обусловлен процессом самоочистки смесителя, а повышение мощности импульса выше верхнего предела нецелесообразно, т.к. может произойти разрушение смесителя.

Перед гранулированием давление снижают, что обеспечивает более равномерное распределение пульпы на частицы ретура и, естественно, приводит к увеличению выхода товарной фракции, регламентируемой определенным размером гранул, а также к снижению ретурности процесса.

Все предложенные технологические параметры позволяют значительно снизить потери аммиака в общем процессе (на стадии нейтрализации и на стадии гранулирования). Способ позволяет получить стабильный продукт как по грансоставу, так и по химсоставу и при этом процесс технологичен и надежен.

Способ проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1

В трубчатый реактор подают 41,6 т фосфорной кислоты с концентрацией Р2О5 - 40% (80% от общего) и смешивают с 6,120 т аммиака при давлении 3,5 ати. Затем смесь направляют на вторую стадию нейтрализации, куда также вводят 10,4 т (20% от общего количества) фосфорной кислоты. При подаче на вторую стадию нейтрализации давление редуцируется до 1,5 ати. Предварительно полученную смесь продуктов нейтрализации на второй стадии перемешивают лопастным статическим смесителем, лопасти которого являются излучателями ультразвуковых колебаний с мощностью импульса Nакустич.=100 вт. При этом мольное отношение NН32РO4 в продуктах нейтрализации на первой стадии нейтрализации поддерживается =1,25, а на второй стадии =1,17. Полученная гомогенная смесь продуктов нейтрализации и пара (Т=125°С) редуцируется до давления 1,0 ати (снижение давления на 0,5 ати) с получением однородной парожидкостной эмульсии (Т=120°С), которая подвергается грануляции и сушке в аппарате БГС. Рецикл аммиака по предлагаемому нами способу - 5% (306 кг) от вводимого в процесс, снижение рецикла пыли 40% (с 37 г/м3 до 22 г/м3). Выход - 40 т МАФ, марки 12,0-52,0. Выход товарной фракции 2-5 мм - 85%, после БГС.

Пример 2

В трубчатый реактор подают 42,9 т фосфорной кислоты с концентрацией Р2O5 - 40% (82,5% от общего) и смешивают с 5,543 т аммиака при давлении 5,0 ати. Затем смесь направляют на вторую стадию нейтрализации, куда также вводят 9,1 т (17,5% от общего количества) фосфорной кислоты и стоков. При подаче на вторую стадию нейтрализации давление редуцируется до 2,25 ати. Предварительно полученную смесь продуктов нейтрализации на второй стадии перемешивают лопастным статическим смесителем, лопасти которого являются излучателями ультразвуковых колебаний с мощностью импульса Nакустич.=500 Вт. При этом мольное отношение NН22РO4 в продуктах нейтрализации на первой стадии нейтрализации поддерживается =1,30, а на второй стадии =1,08. Полученная гомогенная смесь продуктов нейтрализации и пара (Т=125°С) редуцируется до давления 1,55 ати (снижение давления на 0,7 ати) с получением однородной парожидкостной эмульсии (Т=120°С), которая подвергается грануляции и сушке в аппарате БГС. Рецикл аммиака по предлагаемому нами способу - 3,0% (161,4 кг), от вводимого в процесс, снижение рецикла пыли 50% (с 37 г/м3 до 18,5 г/м3). Выход - 40 т МАФ, марки 11,1-52,0. Выход товарной фракции фракция 2-5 мм - 90%, после БГС.

Пример 3

В трубчатый реактор подают 44,2 т фосфорной кислоты с концентрацией Р2O5 - 40% (85,0% от общего) и смешивают с 5,337 т аммиака при давлении 8,0 ати. Полученную смесь продуктов нейтрализации перемешивают лопастным статическим смесителем, лопасти которого являются излучателями ультразвуковых колебаний с мощностью импульса Nакустич.=1000 Вт. Полученная гомогенная смесь продуктов нейтрализации и пара (Т=130°С) редуцируется до давления 3,0 ати и направляется на вторую стадию нейтрализации, где подается оставшееся количество фосфорной кислоты - 7,8 т (15% от общего количества) фосфорной кислоты с концентрацией 40% Р2О5. Смесь продуктов нейтрализации на второй стадии также перемешивают лопастным статическим смесителем, лопасти которого являются излучателями ультразвуковых колебаний с мощностью импульса Nакустич.=1000 Вт. При этом мольное отношение NH32РO4 в продуктах нейтрализации на первой стадии нейтрализации поддерживается =1,45, а на второй стадии =1,05. Полученная гомогенная смесь продуктов нейтрализации и пара (Т=125°С) редуцируется до давления 2,2 ати (снижение давления на 0,8 ати) с получением однородной парожидкостной эмульсии (Т=120°С), которая подвергается грануляции и сушке в аппарате БГС. Рецикл аммиака по предлагаемому нами способу - 2,0% (104,7 кг) от вводимого в процесс, снижение рецикла пыли 55% (с 37 г/м3 до 18,5 г/м3). Выход - 40 т МАФ марки 10,8-52,0. Выход товарной фракции 2-5 мм - 93%, после БГС.

Похожие патенты RU2255041C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАММОНИЙФОСФАТА 2004
  • Колпаков Ю.А.
  • Гриневич В.А.
  • Гришаев И.Г.
  • Долгов В.В.
  • Норов А.М.
  • Резеньков М.И.
RU2261221C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ФОСФАТОВ АММОНИЯ 2011
  • Гришаев Игорь Григорьевич
  • Малявин Андрей Станиславович
  • Норов Андрей Михайлович
  • Черненко Юрий Дмитриевич
RU2455228C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ 2003
  • Бродский А.А.
  • Гриневич В.А.
  • Колпаков Ю.А.
  • Гришаев И.Г.
  • Лобачева М.П.
RU2230051C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММОФОСА 2001
  • Алексеев А.И.
  • Богач Е.В.
  • Киселев А.Ю.
  • Кузьмичева Т.Н.
  • Ракчеева Л.В.
  • Малютина Н.Ю.
  • Иванова И.К.
RU2200722C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТОВ АММОНИЯ 2003
  • Гриневич А.В.
  • Бродский А.А.
  • Гриневич В.А.
  • Мошкова В.Г.
  • Кузнецов Е.М.
RU2230026C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ 2013
  • Левин Борис Владимирович
  • Норов Андрей Михайлович
  • Пагалешкин Денис Александрович
  • Малявин Андрей Станиславович
  • Горбовский Константин Геннадьевич
  • Колпаков Вячеслав Михайлович
  • Михайличенко Анатолий Игнатьевич
  • Калеев Игорь Александрович
  • Глаголев Олег Львович
  • Шибнев Андрей Владимирович
RU2541641C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО СУЛЬФАТА АММОНИЯ 2015
  • Пагалешкин Денис Александрович
  • Малявин Андрей Станиславович
  • Норов Андрей Михайлович
  • Цикин Максим Николаевич
RU2618763C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ФОСФАТОВ АММОНИЯ 2008
  • Гришаев Игорь Григорьевич
  • Норов Андрей Михайлович
  • Евграшенко Вадим Валерьевич
  • Ахметшин Магди Муратович
  • Никитин Николай Ильич
RU2371424C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ФОСФАТОВ АММОНИЯ 2008
  • Кесоян Геворг Арутюнович
  • Колосс Константин Юрьевич
  • Малык Герман Андреевич
  • Муллаходжаев Тимур Исмайлходжаевич
  • Олифсон Аркадий Львович
RU2368567C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТОВ АММОНИЯ 2002
  • Черненко Ю.Д.
  • Бродский А.А.
  • Гриневич А.В.
  • Гриневич В.А.
  • Родин В.И.
  • Шапошник Ю.П.
  • Ахметшин М.М.
  • Кисляк И.И.
  • Олифсон А.Л.
RU2201394C1

Реферат патента 2005 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТОВ АММОНИЯ

Изобретение относится к производству фосфатов аммония (а именно аммофоса), широко используемых в сельском хозяйстве в качестве минеральных удобрений. Способ включает нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком при повышенном давлении, перемешивание полученной смеси в статическом смесителе и последующие гранулирование и сушку продукта, при этом нейтрализацию ведут в две стадии, на первую из которых подают 80-85% Н3PO4 от общего количества и процесс ведут при давлении 3,5-8 ати, а на вторую стадию подают оставшееся количество кислоты и снижают давление до 1,5-3,0 ати, перемешивание ведут одновременно с обработкой смеси ультразвуком с мощностью импульса от 100 до 1000 ватт и перед гранулированием давление снижают на 0,5-0,8 ати по сравнению с давлением второй стадии нейтрализации. Возможно обработку ультразвуком дополнительно проводить и на первой стадии нейтрализации. Технический результат состоит в создании технологичного, хорошо регулируемого процесса с получением однородного продукта улучшенного качества при одновременном снижении выбросов аммиака. 1 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 255 041 C1

1. Способ получения фосфатов аммония, включающий нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком при повышенном давлении, перемешивание полученной смеси в статическом смесителе и последующие гранулирование и сушку продукта, отличающийся тем, что нейтрализацию ведут в две стадии, на первую из которых подают 80-85% НзРO4 от общего количества и процесс ведут при давлении 3,5-8 ати, а на вторую стадию подают оставшееся количество кислоты и снижают давление до 1,5-3,0 ати, причем перемешивание ведут одновременно с обработкой смеси ультразвуком с мощностью импульса от 100 до 1000 Вт и перед гранулированием давление снижают на 0,5-0,8 ати по сравнению с давлением второй стадии нейтрализации.2. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что обработку ультразвуком дополнительно проводят и на первой стадии нейтрализации.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2255041C1

US 4313918 А, 29.05.1979
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТОВ АММОНИЯ 1972
SU436019A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММОФОСА 2001
  • Алексеев А.И.
  • Богач Е.В.
  • Киселев А.Ю.
  • Кузьмичева Т.Н.
  • Ракчеева Л.В.
  • Малютина Н.Ю.
  • Иванова И.К.
RU2200722C2
GB 1491051 А, 09.11.1977.

RU 2 255 041 C1

Авторы

Колпаков Ю.А.

Гриневич В.А.

Гришаев И.Г.

Норов А.М.

Резеньков М.И.

Даты

2005-06-27Публикация

2004-05-18Подача