Способ получения термической фосфорной кислоты Советский патент 1990 года по МПК C01B25/20 

Изобретение относится к технологии получения термической фосфорной кислоты, используемой для производства фосфорных удобрений, и может быть использовано в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение качества кислоты за счет снижения содержания в ней недоокисленных форм фосфора.

Пример. Расплавленный фосфор температурой 70°С в количестве 3526кг подают к форсунке башни сжигания. На форсунку для распыла фосфора подают 1320 нм /ч сжатого воздуха, нагретого до 75°С, содержащего 393 кг кислорода. В качестве вторичного дутья

в башню сжигания подают технологический газ после башни гидратации в количестве 25600 кг/ч при 55°С, содержащий 1541 кг водяного пара и 8128 кг кислорода, который перед подачей в башню обогащают кислородом техническим в количестве 4228 кг/ч, содержащим 4017 кг кислорода. Общее количество кислорода в смеси поступившего с первичными вторичным дутьем составляет 12538 кг/ч или концентрация кислорода составляет 40,6 мас.%, при этом массовое соотношение кислород: пар равно 8,14:1, коэффициент избытка кислорода ot. 2,77, температура в зоне горения 2060°С. В башню сжигания для охлаждения образующихся газов,

сл

гидратации фосфорного ангидрида и защиты корпуса башни от высокой темпе л ратуры подают 75%-ную циркуляционную фосфорную кислоту температурой 45 С на стакан башни в количестве 612000 кг/ч, на форсунки - 535500 кг/ч В стакан башни сжигания подают также ,45%-ную фосфорную кислоту из башни гидратации температурой 50 С в коли- честве 7350 кг/ч и воду температурой 25аС в количестве 3200 кг/ч.

Газы, охлажденные до 150 С, из башни сжигания по охлаждаемому газоходу поступают в башню гидратации с температурой 120 С, где орошаются 45%-ной фосфорной кислотой в количестве 206400 кг/ч, имеющей температуру 35°С. Сюда же в башню гидратации подают 3700 кг/ч воды температурой 25 С.

Часть кислоты до башни гидратации (уловленной из газов) в количестве 7350 кг/ч подают на стакан башни сжигания. Газы, охлажденные до 55 С, вентилятбром распределяют на два потока: один поток в количестве 25600 кг/ч направляют на сжигание фосфора, предварительно обогатив его кислородом, а другой в количествеС 2300 кг/ч (или 1750 нмэ/ч) направляют на очистку и далее выбрасывают в атмосферу.

Из цикла орошения башни сжигания

отводят товарную 75%-ную фосфорную кислоту в количестве 14785 кг/ч, содержание в которой низших окислов фосфора составляет 0,035 мас.%. Удельный выброс газов в атмосферу на 1 т переработанного фосфора составляет 1750 3,526 т/ч 496 ймэ/т.

По известному способу содержание недр окисленных форм фосфора в продукте достигает 0,2%, а объем выбрасыва- емых в атмосферу газов - до 10000 м3 на 1 т переработанного фосфора.

В табл. 1 представлена зависимость показателей процесса от соотношения кислород : пар.

При соотношении кислород:пар меньше .7,5 : 1 повышается содержание не- дрокисленных форм фосфора в продукте. При соотношении больше 10:1 темпера- тура превышает 2100вС и уже при соотношении 11:1 составляет 2300°С. В этих условиях оборудование требует усиленного охлаждения стенок башни

Q

5

Q

сжигания во избежание,их разрушения от высоких температур. Таким образом, бптимальным соотношением кислорода и водяного пара, обеспечивающем содержание в кислоте низших окислов менее 0,05% и нормальный температурный режим в башне сжигания фосфора, следует считать 7,5-10:1.

В табл. 2 показана зависимость показателей процесса от концентрации кислорода.

При концентрации кислорода ниже 40% увеличивается содержание недооки- сленньгх форм фосфора в продукте, а при концентрации выше 45% температура газов повышается до 2350 С, что влечет необходимость усиления защиты оборудования. Если процесс вести с концентрацией кислорода в паровоздушной среде 39% (на входе в башню сжигания) с одновременным увеличением избытка воздуха до 3,0, это увеличивает объем газов и их скорость в зоне сжигания фосфора, что при тех же габаритах башни сжигания не пр иведет к снижению недоокисленных форм фосфора в кислоте, но увеличит потери кислоты в атмосферу с отходящими газами.

В табл. 3 показана зависимость показателей процесса от избытка кислорода.

Содержание низших окислов в кислоте менее 0,05 мас.% достигается при об в смеси, равном 2,25 и выше, при снижении Ы до 2 содержание низших окислов увеличивается до 0,06 мас.%. Увеличение оЈ ведет и к увеличению количества газов, выбрасываемых в атмосферу, и при ot 3,5 их объем в 1,5 раза превышает объем газов, образующихся при Ы- - 2,25. С выбрасываемыми газами теряется кислород, что приводит к повышению себестоимости кислоты. Поэтому оптимальными значениями оЈ , обеспечивающими положительный эффект, следует считать 2,25 - 3,0.

Таким образом, изобретение позволяет повысить качество кислоты за счет снижения в ней содержания соединений низших окислов фосфора, что при последующей переработке кислоты на соли и удобрения приведет к уменьшению выделения фосфина на стадии нейтрализации и улучшит экологическую

обстановку на рабочих местах; сократить количество выбросов в атмосферу.

Формула изобретения

1. Способ получения термической фосфорной кислоты, включающий сжигание элементарного фосфора с использованием избытка кислорода, охлаждение в башне сжигания образующихся га- зов циркуляционной фосфорной кислотой, гидратацию фосфорного ангидрида, очистку газов от тумана фосфорной кислоты с выводом продукционной кислоты из башни сжигания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества кислоты за счет

0

снижения содержания в ней недоокис- ленных форм фосфора, сжигание ведут в присутствии nagos воды, подаваемых в количестве, обеспечивающем массовое соотношение кислород : пар, равное (7,5-10) : 1, при коэффициенте избытка кислорода 2,25-3,0 и концентрации кислорода в зоне горения 40 - 45 мас.%.

2. Способ по п. I, отличающийся тем, что, с целью снижения выбросов в атмосферу, отходящие после гидратации газы делят на два потока: первый обогащают кислородом и направляют в башню сжигания, а второй направляют на очистку и выбрасывают в атмосферу.

Изобретение относится к технологии получения термической фосфорной кислоты, используемой в производстве фосфорных удобрений. Целью изобретения является повышение качества кислоты за счет снижения содержания в ней недоокисленных форм фосфора. Способ заключается в проведении сжигания в присутствии водяного пара, подаваемого в количестве, обеспечивающем массовое соотношение кислорода и пара (7,5-10):1, при концентрации кислорода в зоне горения 40-45 мас.% и коэффициенте избытка кислорода 2,25-3,0, охлаждении в башне сжигания образующихся газов циркуляционной фосфорной кислотой, гидратации фосфорного ангидрида, давлении газов на два потока, обогащении первого кислородом и подаче его в башню сжигания, очистке и выбросе второго. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

39,0 40,0 40,6 42,0 45,0 47,0

Таблица 1

Таблица 2

442 480 496 518 530 550

1810 1940 2060 2080 2140 2350

Коэффициент избытка кислорода при массовом соотношени кислород:пар 8,28:1 и концентрации кислорода 40,6 мас.%

0,060 0,043 0,036 0,021 0,002

Таблица 3

Температура сжигания фосфора, °С

2400 2150 2060 1890 1740