СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ, СОДЕРЖАЩЕГО АЗОТ, ФОСФОР И СЕРУ Российский патент 2008 года по МПК C05G1/06 

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при производстве сложных минеральных удобрений, содержащих азот, фосфор и серу и используемых в сельском хозяйстве, например сульфоаммофоса.

Известен способ получения сульфоаммофоса, включающий нейтрализацию сульфатно- и фосфорнокислого компонента аммиаком, грануляцию и сушку продукта (А.А.Соколовский и другие. Краткий справочник по минеральным удобрениям. - М.: Химия, 1977, с.254). В известном способе осуществляют нейтрализацию сульфатно- и фосфорнокислых растворов - отходов производства заданного состава, что ограничивает номенклатуру получаемых марок удобрения. Необходимость упарки аммонизированной пульпы с удалением большого количества воды повышает длительность процесса и ведет к высоким затратам технологической энергии.

Известен способ получения сульфоаммофоса, включающий двухстадийную нейтрализацию фосфорной и серной кислот аммиаком до заданных значений рН, грануляцию и сушку продукта (Промышленность удобрений и серной кислоты, НИУИФ-Москва, вып.2, 1968). Известный способ не позволяет получить удобрения в широком ассортименте, в котором бы широко варьировался количественный и качественный состав удобрений. Упарка смеси кислот обуславливает повышенный расход технологической энергии. Необходимость получения и использования смеси кислот вызывает повышенную коррозию технологического оборудования.

Известен способ получения удобрений, содержащих азот, фосфор и серу, включающий нейтрализацию смеси фосфорной и серной кислот аммиаком, донейтрализацию полученной пульпы фосфата и сульфата аммония до необходимой величины рН, гранулирование и сушку продукта (патент РФ 2177465, С05В 11/08, С05В 11/10, C05G 1/06, 2001). В известном способе использование смеси двух кислот приводит к высокой коррозии оборудования, используемого для нейтрализации на первой стадии, что увеличивает частоту отказов и ремонтов оборудования и, как следствие, ограничивает производительность способа. Величина рН для первой стадии нейтрализации диктует необходимость получения весьма разбавленной пульпы, в противном случае возможна забивка коммуникаций. Высокая влажность пульпы, подаваемой в гранулятор, также приводит к ограничению производительности всей установки и способа возможностями системы сушки.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения удобрения, содержащего азот, фосфор и серу - сульфоаммофоса, включающий нейтрализацию фосфорной и серной кислот аммиаком при их раздельной подаче, отделение пара от полученной пульпы фосфата и сульфата аммония, грануляцию и сушку продукта (патент РФ №2126374, МПК G01G 1/06, 1999). Известный способ обеспечивает получение пульпы в одну стадию нейтрализацией фосфорной, а затем серной кислот, что ограничивает возможный диапазон соотношений серной, фосфорной кислот и аммиака областью значений, обеспечивающих достаточную подвижность пульпы, т.е. для данного процесса характерен узкий диапазон возможных соотношений питательных веществ в продукте, что ограничивает номенклатуру получаемых по изобретению марок сульфоаммофоса. Тепло, выделяемое при нейтрализации серной кислоты, используется недостаточно рационально, поскольку более полное удаление воды приводит к увеличению вязкости и, как следствие, к недопустимому снижению подвижности пульпы. При использовании аппарата типа САИ для осуществления реакций нейтрализации и отделения пара это приводит к ограничению работоспособности технологического оборудования, нарушениям непрерывности работы и необходимости использования экстракционной фосфорной кислоты низкой концентрации. Сильный разогрев смеси при нейтрализации серной кислоты обуславливает дополнительные потери аммиака, что ограничивает возможность получения марок сульфоаммофоса с близкими и высокими по величине содержаниями азота и фосфора. Кроме того, из условия обеспечения достаточной подвижности следует необходимость сохранения высокой влажности подаваемой на грануляцию пульпы, из-за чего производительность установки, реализующей способ, в целом ограничивается возможностями системы сушки. Необходимость удаления большого количества влаги при сушке обуславливает повышенный расход технологической энергии при реализации известного способа.

Предлагаемое изобретение решает задачу получения сложных удобрений, содержащих азот, фосфор и серу, а именно: азотно-фосфорных с содержанием N:Р₂O₅ от 0,4 до 1 и высоким содержанием сульфатной серы, например сульфоаммофоса. Технический результат изобретения заключается в расширении номенклатуры марок получаемых удобрений, в том числе сбалансированных по питательным веществам и содержащих большие количества азота, фосфора и серы, в повышении производительности за счет непрерывности и устойчивости процессов, надежной работы технологического оборудования и возможности получения и грануляции концентрированных пульп, в обеспечении высокой надежности работы технологического оборудования за счет снижения коррозионного воздействия на оборудование, в снижении расхода технологической энергии за счет рационального использования тепла реакции нейтрализации.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что в способе получения удобрения, содержащего азот, фосфор и серу, включающем нейтрализацию фосфорной и серной кислот аммиаком при раздельной подаче кислот, отделение пара от пульпы, грануляцию и сушку полученного продукта, из пульпы формируют циркуляционный поток, а нейтрализацию кислот последовательно осуществляют в два этапа, причем на первом этапе нейтрализацию раздельно подаваемых кислот проводят в циркуляционном потоке пульпы при величине рН 2,0÷2,8, а на втором этапе осуществляют донейтрализацию пульпы.

Причем на втором этапе донейтрализацию пульпы осуществляют в трубчатом реакторе (что дополнительно повышает производительность способа и расширяет номенклатуру получаемых удобрений). При этом донейтрализацию проводят до величины рН 5,0÷8,0 (что расширяет номенклатуру удобрений и обеспечивает требуемое качество продукта). Дополнительно этому на первом этапе на нейтрализацию подают экстракционную фосфорную кислоту с концентрацией по Р₂О₅ 25÷29 мас.%, серную кислоту с концентрацией по моногидрату 92÷95 мас.% и абсорбционную жидкость (что позволяет оптимизировать управление технологическими процессами, способствует более высокой производительности способа, сокращает затраты технологической энергии). Кроме того, перед грануляцией в продукт дополнительно вводят азотсодержащий компонент в количестве, соответствующем 0,5÷6,5 мас.% от содержания азота в конечном продукте (что расширяет номенклатуру получаемых удобрений). При этом в качестве азотсодержащего компонента используют карбамид, растворы карбамида и аммиачной селитры, причем карбамид вводят в ретур, а растворы в пульпу (это способствует расширению номенклатуры).

Сущность способа поясняется следующим. Согласно изобретению нейтрализацию кислот производят в непрерывном режиме в два этапа (в две стадии). На первом этапе нейтрализацию производят в циркуляционном (постоянно циркулирующем, движущемся по замкнутому контуру) потоке пульпы с величиной рН 2,0÷2,8. Для этого на нейтрализацию подают фосфорную и серную кислоты (раздельно, без предварительного смешения кислот), аммиак и часть пульпы. Причем из возвращаемой пульпы перед подачей на нейтрализацию формируют циркуляционный поток. Смешение с потоком обеспечивает нейтрализацию кислот в объеме возвращенной (циркулирующей) пульпы. Аммиак на первую стадию нейтрализации подают в количестве, обеспечивающем достижение и поддержание рН в циркуляционном потоке в пределах 2,0÷2,8. В этих условиях, поскольку серная кислота является сильной кислотой, а фосфорная кислота - кислотой средней силы, в ходе нейтрализации в основном обеспечивается нейтрализация серной кислоты. Выделяемое тепло нейтрализации серной кислоты идет на нагрев возвращенной пульпы и, преимущественно, на парообразование (испарение влаги). Пары турбулизируют поток, что усиливает теплообмен. Циркуляционный поток обеспечивает интенсивный тепло- и массоперенос из зоны нейтрализации, что способствует пароотделению и охлаждению пульпы, улучшает охлаждения стенок реактора, повышает величину рН. Отделение пара от пульпы обеспечивает удаление из нее основного количества водяного пара и охлаждение. В силу этого сформированный после пароотделения поток, направляемый на первый этап нейтрализации, выполняет функцию охлаждающего агента. В результате удаления влаги из пульпы происходит ее концентрирование, концентрированно находящейся в ней фосфорной кислоты, увеличение вязкости пульпы. В этих условиях нейтрализация в потоке возможна только при принудительном нагнетании (подаче) пульпы, что и предполагает формирование циркуляционного потока. В силу этого, при нейтрализации в циркуляционном потоке за счет тепла химической реакции обеспечивается удаление из пульпы большей части воды и формирование сульфатного компонента удобрения. Таким образом, на первом этапе обеспечивается рациональное использование, утилизация тепла реакции нейтрализации серной кислоты.

Количество подаваемого в циркуляционный поток аммиака обеспечивает получение рН в пределах 2,0÷2,8. Указанные пределы рН определяют условия существования циркуляционного потока и возможность непрерывной нейтрализации кислот. При рН менее 2,0 и при рН более 2,8 нарушается непрерывный режим нейтрализации соответственно из-за коррозионного разрушения оборудования и из-за резкого снижения подвижности пульпы.

Величина рН пульпы подобрана исходя из допустимой скорости коррозии и подвижности пульпы. После ввода всех компонентов, рН пульпы должен быть не менее 2,0. Понижение величины рН пульпы менее 2,0 резко увеличивает скорость коррозии технологического оборудования, превышение величины рН 2,8 снижает подвижность пульпы. Экспериментально установлено, что в частично нейтрализованных аммиаком пульпах, полученных на первом этапе нейтрализации, величина рН 2,0 является критической для скорости коррозии: при более низких чем 2,0 величинах рН скорость коррозии высоколегированных сталей резко возрастает. Для иллюстрации в таблице 1 приведены скорости коррозии высоколегированной стали в частично нейтрализованных пульпах с разными значениями рН при температуре 110°С.

Таблица 1PH3,22,82,42,01,3Скорость коррозии стали 06ХН28МДТ, мм/год0,10,10,10,22,1

Содержание исходных серной и фосфорной кислот до подачи на нейтрализацию при этом соответствовало примеру 1 (см. ниже).

При подаче сформированного циркулирующего потока в зону нейтрализации происходит разбавление подаваемых в циркуляционный поток исходных компонентов и продуктов реакции пульпой, в результате этого при нейтрализации кислот в циркулирующей пульпе не повреждается оборудование. При этом исключаются локальные коррозионные повреждения оборудования, коррозия его осуществляется в допустимых пределах. Благодаря этому, а также высокой подвижности пульпы обеспечивается непрерывность процесса, высокая долговечность оборудования. При рН более 2,8 резко возрастает вязкость пульп для получаемых марок удобрений, снижается их подвижность, что приводит к сбоям в работе насосного оборудования, используемого для формирования циркуляционного потока, вследствие его забивки.

На втором этапе осуществляется донейтрализация (дополнительная нейтрализация), при которой аммиак подают до значений, обеспечивающих получение заданной марки удобрения. При этом в подаваемой на второй этап нейтрализации пульпе осуществляется преимущественная нейтрализация фосфорной кислоты, а регулированием соотношений кислота/аммиак формируются удобрения заданного качественного и количественного состава, включая соотношения моно- и диаммонийфосфатов. Количество подаваемого аммиака до достижения величины рН от 5,0 до 8,0 определяет количественный и качественный состав получаемых на втором этапе фосфатов аммония и состав продукта. При рН пульпы менее 5,0 продукт получается кислым, гигроскопичным, слеживающимся. При рН более 8,0 заметно возрастают потери аммиака.

Использование концентрированной серной кислоты обеспечивает высокую производительность процесса, возможность максимального использование теплоты реакции нейтрализации серной кислоты для удаления влаги из пульпы. При концентрациях серной кислоты 92÷95 мас.% и фосфорной 25÷29 мас.%(по Р₂О₅) обеспечиваются оптимальные условия для формирования высококонцентрированной, подвижной пульпы за счет использования теплоты разбавления и нейтрализации серной кислоты. При этом для всех получаемых согласно заявляемому способу марок удобрения удается подобрать режимы циркуляции и нейтрализации, исключающие конденсацию влаги в коммуникациях на стадии грануляции. При уменьшении концентрации моногидрата в серной кислоте менее 92 мас.% и при концентрациях фосфорного ангидрида P₂O₅ в фосфорной кислоте в пределах 25÷29 мас.% возрастает нагрузка на систему абсорбции из-за повышенного пароотделения, при дальнейшем уменьшении концентрации требуется увеличение мощности и продолжительности циркуляции для удаления влаги, а при использовании концентрации серной кислоты более 95 мас.% в зимних условиях затрудняется транспортировка кислоты из-за возможности замерзания кислоты в коммуникациях. Для обеспечения подвижности пульпы в зависимости от концентраций применяемых кислот и вводимых добавок на первый этап подается абсорбционная жидкость. Добавление абсорбционной жидкости на первом этапе не только увеличивает подвижность пульпы, но и обеспечивает возможность утилизации избытка тепла нейтрализации серной кислоты на парообразование. При увеличении концентрации фосфорной кислоты более 29 мас.% по фосфорному ангидриду и концентрациях серной кислоты 92÷95 мас.% по моногидрату, добавки абсорбционной жидкости становятся обязательными. При концентрациях фосфорной кислоты 25÷29%, а серной - менее 92%, в зависимости от марок получаемых удобрений, добавки абсорбционной жидкости становятся нецелесообразными.

Использование на первом этапе нейтрализации фосфорной кислоты с концентрацией Р₂O₅ 25÷29 мас.% и серной кислоты с концентрацией моногидрата 92÷95 мас.% позволяет обеспечить получение широкой номенклатуры марок удобрений, а также выбрать оптимальные режимы, позволяющие вводить азотсодержащие добавки в продукт.

Использование трубчатого реактора для реализации второго этапа нейтрализации позволяет обеспечить высокую производительность получения продукта, а также расширить номенклатуру получаемых марок удобрения.

Благодаря вышеописанной нейтрализации кислот в два этапа, обеспечивается возможность получения широкой номенклатуры удобрений с заданными количествами азота, фосфора и серы, включая марки удобрений, сбалансированных по азоту и фосфору. Экспериментально установлено, что предлагаемый способ допускает введение в продукт азотсодержащих добавок с целью получения марок удобрений, у которых отношение содержания азота к фосфору близко к 1 (т.е. N/ Р₂O₅ ˜1). Так введение в продукт карбамида до стадии грануляции, например в ретур, в количестве не более 6,5% от массы продукта в пересчете на азот (или в количестве не более 13,9% от массы получаемого продукта) позволяет гарантированно получить указанные марки удобрений (т.е. N/P₂O₅=1). При введении карбамида в ретур в количестве более 6,5% от массы продукта в пересчете на азот (или в количестве более 13,9% от массы получаемого продукта) нарушается процесс грануляции, при этом вместо гранул образуется жидкая подвижная масса. При введении карбамида в ретур менее 0,5% в пересчете на азот (1,1% от массы продукта) состав гранулируемого удобрения практически не изменяется.

Установлено, что добавление растворов карбамида, карбамида и нитрата аммония в продукт в количестве 0,5÷6,5 мас.% в пересчете на азот до стадии гранулирования также позволяет получить вышеуказанные сбалансированные марки удобрений. Однако при введении таким образом азота в количестве более 6,5 мас.% нарушается процесс грануляции. Введение растворов целесообразно в пульпу на первом этапе нейтрализации.

Экспериментально обнаружено, что указанные азотсодержащие добавки не увеличивают скорость коррозии технологического оборудования по сравнению с пульпами, получаемыми без добавок. Для иллюстрации, в таблице 2 приведены скорости коррозии высоколегированной стали в частично нейтрализованных пульпах с разными значениями рН при температуре 110°С с азотсодержащей добавкой КАС 32.

Таблица 2pH3,22,82,42,01,3Скорость коррозии стали 06ХН28МДТ, мм/год0,10,10,10,22,0

Содержание исходных серной и фосфорной кислот, добавки КАС 32 при получении пульп соответствовало примеру 6 (см. ниже).

Таким образом, введение азотсодержащих добавок позволяет расширить номенклатуру получаемых марок удобрений не только за счет допустимых количественных соотношений компонентов, но и за счет изменения их качественного состава и возможности получения удобрений с различными видами азота.

Введение в продукт карбамида в качестве азотсодержащей добавки или азотсодержащего компонента добавки также позволяет уменьшить потери аммиака в предлагаемом способе.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет выбрать оптимальные условия для поочередного формирования сульфатной и фосфатной составляющих удобрения и регулирование пароотделения на этапах нейтрализации. На стадии грануляции это позволяет ускорить выбор оптимальных режимов грануляции для различных марок удобрений. Сброс основного количества воды до подачи пульпы в гранулятор за счет тепла реакции нейтрализации на первом этапе обеспечивает возможность стабильной работы гранулятора, благодаря уменьшению конденсатообразования в нем, его длительную непрерывную работу, что приводит к высокой производительности процесса. Рациональное использование тепла реакции нейтрализации серной кислоты позволяет уменьшить затраты технологической энергии на стадии сушки, а также в целом повысить экономичность процесса (несмотря на затраты, обусловленные формированием циркуляционного потока). Проведение процесса нейтрализации в два этапа с обеспечением при этом возможности нейтрализации на первом этапе преимущественно серной, а на втором - преимущественно фосфорной кислоты, позволяет улучшить управление основными технологическими операциями, обеспечить получение широкой номенклатуры марок удобрений.

На обоих этапах нейтрализации используется пульпа с рН более 2,0 и традиционные легированные стали, что позволяет использовать для реализации способа традиционные материалы и исключить как нецелесообразное применение дорогостоящих коррозионно-стойких материалов.

На чертеже приведена упрощенная технологическая схема, реализующая предлагаемый способ.

Технологическая установка содержит реактор 1 для нейтрализации серной и фосфорной кислот, на выходе из которого установлен отделитель пара (например, сепаратор) 2, накопительную емкость 3, циркуляционный насос 4, соединенный магистралью с реактором 1, трубчатый реактор 5; гранулятор 6; сушильный барабан 7. Схемы классификации, абсорбции, подачи компонентов на чертеже не показаны. Позициями 8÷10 отмечены соответственно вводы аммиака 8, серной 9 и фосфорной 10 кислот в реактор 1, позициями 11, 12, 13 соответственно показано удаление пара и аммиака из пароотделителя 2, пыли и газов из гранулятора 6 и сушильного барабана 7 на абсорбцию; позициями 14, 15 и 16 отмечен ввод аммиака в трубчатый реактор 5, азотсодержащей добавки в ретур 17 и накопительную емкость 3 соответственно. Позицией 17 отмечен ввод ретура в гранулятор 6. Выход продукта на классифицирование, охлаждение и складирование отмечен позицией 18.

Для реализации способа из накопительной емкости 3 циркуляционным насосом 4 в реактор 1 нагнетают под давлением пульпу, полученную при нейтрализации аммиаком серной и фосфорной кислот. В реактор 1 подают так же на смешение фосфорную, серную кислоты и аммиак. Поскольку количество подаваемой в реактор 1 за единицу времени пульпы значительно превышает количество подаваемых на нейтрализацию реагентов, в реакторе 1 формируется поток, в котором условия для нейтрализации кислот значительно мягче из-за более низкой концентрации активных компонентов. При этом происходит нейтрализация преимущественно более сильной серной кислоты. Выделяемое тепло и пары потоком уносятся из реактора 1 в пароотделитель 2, находящийся при атмосферном давлении. В нем пар, расширяясь, уходит в систему абсорбции (позиция 11), а поток обезвоженной и охлажденной пульпы попадает в накопительную емкость 3, где усредняется по составу. Часть обезвоженной и усредненной по составу пульпы снова насосом 4 возвращают на нейтрализацию в реактор 1. При этом в контуре «реактор 1, пароотделитель 2, насос 4, реактор 1» формируется и поддерживается движущийся по замкнутому контуру поток пульпы. Количество реагентов (кислот и аммиака) подают на смешение в реактор 1 до достижения величины рН в циркулирующей пульпе 2,0÷2,8, при этом регулированием подачи аммиака и кислот обеспечивают поддержание рН в пределах 2,0÷2,8 во всем циркуляционном контуре «реактор 1, пароотделитель 2, насос 4, реактор 1». Мощность циркуляционного потока подбирают исходя из требуемой степени пароотделения. Получающиеся пары воды отводят из пароотделителя 2 в систему абсорбции, находящуюся при атмосферном давлении (позиция 11). Часть пульпы непрерывно отбирают из емкости 3 (при выходе в непрерывный режим) в трубчатый реактор 5, где пульпа нейтрализуется аммиаком (позиция 14) на втором этапе нейтрализации от величины рН 2,0÷2,8 до требуемого значения рН из интервала 5÷8. Требуемую марку удобрения получают регулированием расхода кислот и аммиака, подаваемых в реакторы 1, 5 через соответствующие вводы. Абсорбционную жидкость подают в реактор 1 или в магистраль между емкостью 3 и реактором 1 (ее ввод на чертеже не показан). Из трубчатого реактора 5 пульпа поступает на грануляцию в гранулятор 6, а затем в сушилку 7. Подача азотсодержащей добавки (позиция 15) в ретур (позиция 17) или ее подача (позиция 16) в накопительную емкость 3 увеличивает возможности получения требуемой марки удобрения по азоту и фосфору.

При реализации указанной технологической схемы возможно разное конструктивное решение реакторов 1, 5, гранулятора 6, сушилки 7. В частности, возможно использование аммонизатора - гранулятора, барабанных и иных грануляторов и сушилок разных конструкций. Пароотделитель 2 и накопительная емкость 3 могут быть выполнены в виде единого аппарата (на фигуре изображено пунктиром), реализованного на основе единой емкости.

Для осуществления предлагаемого в качестве изобретения способа используют аммиак, серную кислоту 75÷98 мас.% концентрации по моногидрату, экстракционную фосфорную кислоту (ЭФК) 20÷54 мас.% концентрации по фосфорному ангидриду (P₂O₅), абсорбционную жидкость, карбамид, жидкие азотные удобрения марок КАС.

Возможность реализации предлагаемого способа и достижения заявляемого технического результата иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. На первый этап нейтрализации (в реактор 1, см. чертеж) подавали 29,56 т/ч (т/ч - тонн в час) ЭФК с содержанием Р₂О₅ 27,4 мас.%, серную кислоту в количестве 16,25 т/ч с содержанием моногидрата 92,5 мас.%, абсорбционную жидкость в количестве 8 т/ч с содержанием 0,64% азота, 2,32% Р₂O₅, остальное - вода, аммиак в количестве 5,1 т/ч с получением рН пульпы 2,24, возвратную пульпу, сформированную (насосом 4, см. чертеж) в виде циркуляционного потока с мощностью 200 м³/ч. После нейтрализации пар отделяли от пульпы при атмосферном давлении (в пароотделителе 2, см. чертеж). Пароотделение составило 12,71 т/ч. Далее полученную пульпу нейтрализовали в трубчатом реакторе (см. чертеж, поз.5) аммиаком при дозировке 2,1 т/ч до получения рН пульпы 6,14. При этом пароотделение составило 8,5 т/ч. Полученную на втором этапе нейтрализации пульпу подавали прямо из трубчатого реактора в барабанный гранулятор (см. чертеж, поз.6), куда в ретур (при скорости подачи 300 т/ч) дозировали 4,8 т/ч карбамида. После сушки продукта в сушильном барабане (см. чертеж, поз.7) и классификации получили 40 т/ч удобрения состава N_общ. - 20,3%, P₂O₅ - 20,4%, S - 12,2%, влажность - 1,2 мас.%, рН продукта 6,14. Газообразные продукты после операций пароотделения, грануляции и сушки направляли на абсорбцию.

Получаемый продукт соответствует ТУ 2186-678-00209438-04 «Удобрение азотно-фосфорное марки 1:1»:

1. Внешний видГранулированный продукт2. Массовая доля общего азота, %20±13. Массовая доля общих фосфатов в пересчете на Р₂О₅, %20±14. Массовая доля сульфатов в пересчете на серу, % не менее85. Массовая доля воды, % не более1,56. Гранулометрический состав. Массовая доля гранул размером:
менее 1 мм, %, не более
от 2 до 5 мм, % не менее
менее 6 мм, %3
90
1007. Статическая прочность гранул, МПа, не менее3,08. Рассыпчатость, %100

Пример 2. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 39,41 т/ч ЭФК с содержанием Р₂O₅ 20,5 мас.%, серную кислоту в количестве 16,25 т/ч с содержанием моногидрата 92,0 мас.%, аммиак в количестве 5,1 т/ч с получением рН пульпы 2,24, возвратную пульпу в виде циркуляционного потока с мощностью 200 м³/ч.

Получили 40 т/ч удобрения состава N_общ 20,2%, Р₂О₅ 20,2%, S 12,2%, влажность 1,2 мас.%, рН продукта 6, 14.

Пример 3. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 37,7 т/ч ЭФК с содержанием P₂O₅ 26,5 мас.%, 23,2 т/ч серной кислоты с содержанием моногидрата 95%, абсорбционную жидкость из систем абсорбции и аспирации в количестве 12,5 т/ч, имеющую состав 0,64% азота, 2,32% Р₂O₅, вода - остальное, аммиак в количестве 7,23 т/ч с получением в циркуляционном контуре величины рН 2,3, пульпу в виде циркуляционного потока мощностью 200 м³/ч, а на второй этап нейтрализации в трубчатый реактор подавали аммиак в количестве 5,09 т/ч до достижения рН в пульпе 8,0, количество ретура, подаваемого на грануляцию, составляло 400 т/ч.

Получили 50,9 т/ч удобрения, состава N_общ. 19,9%, Р₂O₅ 19,6%, S 14,1%, влажность 1,2 мас.%, рН продукта около 8.

Пример 4. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 27,9 т/ч ЭФК с содержанием Р₂О₅ 29,0 мас.%, 9,8 т/ч серной кислоты с содержанием моногидрата 94%, абсорбционную жидкость из систем абсорбции и аспирации в количестве 8,0 т/ч, имеющую состав 2,0% азота, 1,6% P₂O₅, вода - остальное, аммиак в количестве 3,49 т/ч с получением в циркуляционном контуре величины рН 2,4, пульпу в виде циркуляционного потока мощностью 200 м³/ч, а на второй этап нейтрализации в трубчатый реактор подавали аммиак в количестве 3,49 т/ч до достижения рН в пульпе 7,8, количество ретура, подаваемого на грануляцию, составляло 460 т/ч, причем в ретур подавали 5,0 т/ч карбамида.

Получили 35,8 т/ч удобрения, состава N_общ. 23,0%, P₂O₅ 22,6%, S 8,4%, влажность 1,4 мас.%, рН продукта около 7,3.

Пример 5. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 48 т/ч ЭФК с содержанием P₂O₅ 25,0 мас.%, 8,95 т/ч серной кислоты с содержанием моногидрата 95%, абсорбционную жидкость из систем абсорбции и аспирации в количестве 6,0 т/ч, имеющую состав 0,9% азота, 1,8% Р₂O₅, вода - остальное, аммиак в количестве 3,87 т/ч с получением в циркуляционном контуре величины рН 2,4, пульпу в виде циркуляционного потока мощностью 200 м³/ч, а на второй этап нейтрализации в трубчатый реактор подавали аммиак в количестве 2,26 т/ч до достижения рН в пульпе 7,3, количество ретура, подаваемого на грануляцию, составляло 280 т/ч, причем в ретур подавали 0,4 т/ч карбамида.

Получили 34,1 т/ч удобрения, состава N_общ. 15,3%, P₂O₅ 35,2%, S 8,1%, влажность 1,5 мас.%, рН продукта 7,3.

Пример 6. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 34,4 т/ч ЭФК с содержанием P₂O₅ 25,2 мас.%, 15,8 т/ч серной кислоты с содержанием моногидрата 92%, абсорбционную жидкость из систем абсорбции и аспирации в количестве 8,0 т/ч, имеющую состав 0,68% азота, 2,3% P₂O₅, вода - остальное, аммиак в количестве 5,0 т/ч с получением в циркуляционном контуре величины рН 2,4, пульпу в виде циркуляционного потока мощностью 200 м³/ч, причем в пульпу (в емкость сепаратора 2, см. чертеж) дозировали 6,9 т/ч смеси карбамида и аммиачной селитры в виде жидкого азотного удобрения марки КАС 32 (с содержанием азота 6,5 мас.% в расчете на конечный продукт), а на второй этап нейтрализации в трубчатый реактор подавали аммиак в количестве 2,14 т/ч до достижения рН в пульпе 5,0, количество ретура, подаваемого на грануляцию, составляло 340 т/ч.

Получили 42,0 т/ч удобрения, состава N_общ. 21,1%, P₂O₅ 21,1%, S 11,8%, влажность 1,3 мас.%, рН продукта - 5,0.

Пример 7. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 24,1 т/ч ЭФК с содержанием P₂O₅ 29,2 мас.%, 16,6 т/ч серной кислоты с содержанием моногидрата 92,5%, абсорбционную жидкость из систем абсорбции и аспирации в количестве 12,0 т/ч, имеющую состав 0,33% азота, 2,75% P₂O₅, вода - остальное, аммиак в количестве 5,1 т/ч с получением в циркуляционном контуре величины рН 2,2, пульпу в виде циркуляционного потока мощностью 200 м³/ч, а на второй этап нейтрализации в трубчатый реактор подавали аммиак в количестве 2,04 т/ч до достижения рН в пульпе 5,0, количество ретура, подаваемого на грануляцию, составляло 300 т/ч.

Получили 34,1 т/ч удобрения, состава азота аммонийного N 17,1%, P₂O₅ 21,5%, S 14,7%, влажность 0,9 мас.%, рН продукта 5,0.

Пример 8. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 37,9 т/ч ЭФК с содержанием P₂O₅ 29,0 мас.%, 8,4 т/ч серной кислоты с содержанием моногидрата 95%, абсорбционную жидкость из систем абсорбции и аспирации в количестве 6,0 т/ч, имеющую состав 0,63% азота, 2,73% P₂O₅, вода - остальное, аммиак в количестве 3,6 т/ч с получением в циркуляционном контуре величины рН 2,8, пульпу в виде циркуляционного потока мощностью 200 м³/ч, а на второй этап нейтрализации в трубчатый реактор подавали аммиак в количестве 2,04 т/ч до достижения рН в пульпе 5,0, количество ретура, подаваемого на грануляцию, составляло 280 т/ч.

Получили 31,7 т/ч удобрения, состава азота аммонийного N 16,4%, P₂O₅ 34,7%, S 8,2%, влажность 1,2 мас.%, рН продукта 5,0.

Пример 9. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 26,3 т/ч ЭФК с содержанием P₂O₅ 32,0 мас.%, 14,8 т/ч серной кислоты с содержанием моногидрата 90%, аммиак в количестве 5,2 т/ч с получением в циркуляционном потоке мощностью 200 м³/ч величины рН 2,7, а на второй этап нейтрализации подавали 4,4 т/ч аммиака до достижения рН пульпы величины рН 7,9.

Получали 40 т/ч удобрения, содержащего азота аммонийного N 19,8%, P₂O₅ 21,0%, S 12,1%, влажность 0,7 мас.%, рН продукта 7,9.

Пример 10. Способ осуществляли аналогично примеру 1.

Отличия от примера 1 состояли в том, что на первый этап нейтрализации подавали 26,8 т/ч ЭФК с содержанием P₂O₅ 30,0 мас.%, 10,2 т/ч серной кислоты с содержанием моногидрата 98%, аммиак в количестве 4,6 т/ч с получением в циркуляционном контуре величины рН 2,0, а на второй этап нейтрализации подавали 3,1 т/ч аммиака до достижения рН пульпы величины рН 5,0.

Получали 34,2 т/ч удобрения, содержащего азота аммонийного N 18,5%, P₂O₅ 23,5%, S 8,7%, влажность 0,8 мас.%, рН продукта 5,0.

Как следует из вышеприведенных примеров, предложенный способ позволяет получить широкую номенклатуру сложных удобрений, содержащих азот, фосфор и серу в различных сочетаниях азота, фосфора и серы, в том числе удобрений с содержанием N/P₂O₅, близким к 1 и высоким содержанием серы.

Изобретение может быть использовано при производстве сложных минеральных удобрений, содержащих азот, фосфор и серу и используемых в сельском хозяйстве, например, при производстве сульфоаммофоса. На первом этапе нейтрализации серную и фосфорную кислоты, аммиак подают в циркуляционный поток пульпы. При нейтрализации в циркуляционном потоке преимущественно нейтрализуется серная кислота и формируется составляющая удобрения на основе сульфата аммония. Пределы рН 2,0÷2,8 пульпы определяют условия существования циркуляционного потока. При рН менее 2,0 резко возрастает коррозионная активность пульпы, а при рН более 2,8 нарушается непрерывный режим вследствие резкого снижения подвижности пульпы. На втором этапе нейтрализации осуществляется донейтрализация пульпы, причем нейтрализуется преимущественно фосфорная кислота. Количество подаваемого аммиака при донейтрализации определяет количественный и качественный состав получаемых на второй стадии фосфатов аммония. Полученный продукт гранулируется и сушится. При этом перед грануляцией в продукт дополнительно вводят азотсодержащий компонент в количестве 0,5÷6,5 мас.%, в качестве которого используют карбамид, растворы карбамида и аммиачной селитры, причем карбамид вводят в ретур, а растворы в пульпу. Реализация изобретения позволяет получить широкую номенклатуру удобрений с различным сочетанием питательных компонентов в непрерывном высокопроизводительном процессе с использованием доступного технологического оборудования. 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Способ получения удобрения, содержащего азот, фосфор и серу, включающий нейтрализацию фосфорной и серной кислот аммиаком при раздельной подаче кислот, отделение пара от пульпы, гранулирование и сушку полученного продукта, отличающийся тем, что из пульпы формируют циркуляционный поток, а нейтрализацию кислот последовательно осуществляют в два этапа, причем на первом этапе нейтрализацию раздельно подаваемых кислот проводят в циркуляционном потоке пульпы при величине рН 2,0÷2,8 а на втором этапе осуществляют донейтрализацию пульпы.2. Способ получения удобрения по п.1, отличающийся тем, что донейтрализацию пульпы осуществляют в трубчатом реакторе.3. Способ получения удобрения по п.2, отличающийся тем, что донейтрализацию пульпы проводят до величины рН 5,0÷8,0.4. Способ получения удобрения по п.1 или 3 отличающийся тем, что на первый этап нейтрализации подают экстракционную фосфорную кислоту с концентрацией по Р₂O₅ 25-29 мас.%, серную кислоту с концентрацией по моногидрату 92÷95 мас.% и абсорбционную жидкость.5. Способ получения удобрения по п.4, отличающийся тем, что перед грануляцией в продукт дополнительно вводят азотсодержащий компонент в количестве 0,5÷6,5% от массы конечного продукта в пересчете на азот.6. Способ получения удобрения по п.5, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего компонента используют карбамид, растворы карбамида и аммиачной селитры, причем карбамид вводят в ретур, а растворы в пульпу.