Способ получения суперфосфорной кислоты Советский патент 1990 года по МПК C01B25/24 

упаренной кислотой, содержащей 63,5% Рг05, В теплообменник 2 поступает насыщенный водяной пар с температурой 180 С при давлении 10 абсолютных бар. Давление внутри теплообменника 2 поддерживают 0,444 бар, а температура на выходе из него 127°С Смешанную кислоту упаривают в испарителе 3, где поддерживают давление . 0,066 бар и температуру 132°С.

Таким образом, разность давлений между теплообменником и испарителем составляет 0,378 бар. Пары из испарителя 3 поступают в баллоны барометрического конденсатора 4, где они орошаются водой. Конденсатор 4 соединен с вакуум-насосом 5, который обеспечивает вакуум на первой стадии упаривания. Бак 6 служит гидравлической защитой барометрического конденсатора 4.

В испарителе 3 кислоту упаривают до 63,5% PU05, Часть этой кислоты через фильтр 7, где удаляют образовавшийся осадок, с помощью насоса 8 подают в теплообменник 2. Другую часть кислоты направляют на вторую стадию упаривания. Разность давлений между теплообменником и испарителем на первой стадии исключает кипение кислоты. Коррозия аппаратуры на первой стадии практически отсутствует. Выделение отложений на стенках аппаратуры также исключается.

Упаренную на первой стадии фосфорную кислоту вводят в трубопровод,соединяющий испаритель 9 и фильтр 10 - второй стадии. Преимуществом такого оформления процесса является возможность перехода от первой стадии к второй под действием силы тяжести. После фильтрации смесь кислот насосом 11 подают в теплообменник 12 для подогрева, В последний поступает насыщенный водяной пар с температурой 220°С и при давлении 23 абсолютных бар. Давление внутри теплообменника 12 поддерживают 0,524 бар, температура на выходе из него 192°С. В испарителе 9, где поддерживают давление 0,066 бар, кислоту упаривают до 70,5% Р20. Пары из испарителя 9 поступают в барометрический конденсатор

13,где орошаются водой0 Конденсатор имеет бак 15, служащий гидравлическо защитой, и соединен с вакуум-насосом

14,который поддерживает вакуум на- второй стадии. Разность давлений

5

0

5

0

5

0

45

50

5

между теплообменником 12 и испарителем 9 составляет 0,458 бар. Из испарителя 9 часть кислоты поступает на циркуляцию, а часть выводится в виде продукта, С помощью насоса 16 она проходит через теплообменник 1, где нагревает исходную кислоту, и теплообменник 17, где охлаждается в одой.

При разности давлений 0,458 бар кипение на аппаратах на второй стадии исключается. Коррозия аппаратуры в зависимости от температуры и марки стали приведены в таблице.

На первой стадии (140°С) коррозия практически отсутствует, на второй стадии (130-230°С) коррозия ограничена.

По известному способу суперфосфорную кислоту (71-73%) Р205,получают в две стадии, на каждой из которых есть испаритель и сепаратор, находящиеся под вакуумом Кислоту на первой стадии нагревают паром, имеющим давление 10,3 бар. Давление в испарителе 0,55 бар, в сепараторе 0,965 бар. Разность давлений отрицательная. На первой стадии кислоту упаривают до 65% , на второй стадии давление в испарителе 0,34 бар, в сепараторе 0,965 бар. Разность давлений отрицательная. Вследствие турбулентности в испарителях возникают коррозия и отложения твердых осадков на стенках аппаратов, В известном способе она на 12-30% выше, чем в предлагаемом.

Пример2.На первую стадию упаривания вводят кислоту, содержа-. щую 54% РЯ.О и полученную из фосфорита, В теплообменнике ее подогревают паром, имеющим температуру 180 С и давление 10 абсолютных бар«Давление в теплообменнике 0,487 бар„Кис- лота поступает в испаритель, где давление 0,066 бар и температура кислоты в нем 132 С, Разность давлений между теплообменником и испарителем 0,421 бар. На первой стадии кислоту упаривают до 63,5 , ее плотность 1720 кг/м , Указанная разность давлений препятствует кипению кислоты на первой стадии. Коррозия и отложения отсутствуют. Эту кислоту вводят на вторую стадию. Давление в теплообмен- нике 0,516 бар, в испарителе 0,066 бар. Температура в испарите5154

ле 196°С, Получают суперфосфорную кислоту концентрации 70,5% Р О -Разность давлений между теплообменником и испарителем составляет 0,456 бар. Здесь отсутствует кипение кислоты.

ПримерЗ. На первую стадию вводят 54%-ную по Рг05 фосфорную кислоту, где ее нагревают в теплообмен- нике паром с параметрами 180°С и 10 абсолютных бар. Давление в теплообменнике 0,473 бар, давление в испарителе 0,066 бар. Температура кислоты в испарителе 108°С, ее концентрация на выходе из испарителя 60% РгО,

плотность 1,662 кг/м . Разность давлений 0,407 бар препятствует кипению растворов.

Вследствие отсутствия кипения кислоты исключается накипеобразование на стенках аппаратуры первой и второй стадий,,

Формула изобретения

Способ получения суперфосфорной кислоты, содержащей 70-70,5% ., включающий упаривание предварительно нагретой ортофосфорной кислоты с кон

центрацией 54% Р205, полученной сер- но-кислотным разложением природного фосфатного сырья, в две стадии в установке, содержащей на каждой стадии теплообменники и испарители под вакуумом,- нагревание кислоты на первой стадии в теплообменнике посредством теплоносителя, имеющего температуру 180°С и находящегося под давлением

10 абсолютных бар, упаривание в испарителе до содержания 60-63,5% Рг05, рециркуляцию части предварительно упаренной кислоты в теплообменник и испаритель первой стадии, нагревание остальной части кислоты на второй стадии в теплообменнике посредством теплоносителя, имеющего температуру 220°С и давление 23 абсолютных бар, упаривание в испарителе, вывод части кислоты в качестве продукта, рециркуляцию остальной части в теплообменник и испаритель второй стадии, отличающий ся

тем, что, с целью снижения количества твердых отложений на стенках и коррозии аппаратуры, на каждой стадии внутри теплообменника поддерживают давление, превышающее на

0,37-0,460 бар давление в испарителе той же стадиио

Изобретение относится к способу получения суперфосфорной кислоты, содержащей 70-75% P₂O₅, которая может быть использована для производства жидких удобрений. Цель - снижение количества твердых отложений на стенках и коррозии аппаратуры. Способ включает упаривание предварительно нагретой ортофосфорной кислоты с концентрацией 54% P₂O₅, полученной сернокислотным разложением природного фосфатного сырья в две стадии в установке, содержащей на каждой стадии теплообменники и испарители под вакуумом, нагревание кислоты на первой стадии в теплообменнике посредством теплоносителя, имеющего температуру 180°С и находящегося под давлением 10 абсолютных бар, упаривание в испарителе до содержания 60-63,5% P₂O₅, рециркуляцию части предварительно упаренной кислоты в теплообменник и испаритель первой стадии. Включает нагревание остальной части кислоты на второй стадии в теплообменнике посредством теплоносителя, имеющего температуру 220°С и давление 23 абсолютных бар, упаривание в испарителе, вывод части кислоты в качестве продукта, рециркуляцию остальной части в теплообменник и испаритель второй стадии. На каждой стадии внутри теплообменника поддерживают давление, превышающее на 0,37-0,460 бар давление в испарителе той же стадии. 1 табл.,1 ил.