Способ получения гранулированного сульфата калия Советский патент 1992 года по МПК C01D5/00 C05D1/04 

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении гранулированного сульфата калия на предприятиях нефтехимической промышленности.

Имеется ряд способов получения гранулированных сульфатных калийных удобрений в присутствии связующих добавок.

Известен также способ получения гранулированного продукта, включающий обезвоживание сульфатного стока производства синтетических жирных кислот в кипящем слое, в котором для снижения содержания тонкодисперсных фракций полученный гранулированный продукт пропускают через вспененный слой водного раствора сульфата натрия, содержащего по- верхностно-активнре вещество с последующей сушкой (1).

Недостатком данного способа является сложность его реализации при получении гранулированного продукта заданного состава при повторном его увлажнении в процессе обработки сульфатным раствором.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения гранулированного сульфата калия из побочных продуктов производства синтетических жирных кислот, включающий обезвоживание сульфатных растворов в кипящем слое, при этом в качестве связующей добавки используют калиевые соли жирных кислот (2)

Недостатком способа является образование при сушке сульфатных растворов в присутствии известной связующей добавки мелкодисперсного гранулированного продукта с размером гранул в основном от 0,2 до 0,5 мм.

Наличие пылевидных фракций в продукте вызывает его потери при транспортировке, погрузке и разгрузке, что значительно увеличивает вредность данного производства и загрязняет окружающую среду, а также увеличивает затраты на улавливание пыли на стадии мокрой очистки газа.

Мировой опыт показывает, что калийная продукция выпускается, в основном, трех видов, например, во фракции: гранулисл

с

2

ю ю

рованный - фракции -4,7-1,6 мм бисер - 1,6+0,6 мм и стандартный - 0,1(-0,2)-0,8 мм; при этом бисер по своим физико-механическим свойствам приравнивается к гранулированному продукту. В ГДР гранулированный продукт имете грансо- став - 4+0,2 мм. Аналогичные требования к грансоставу сульфата калия и в СССР.

Применение гранулированного продукта фракции 0,5-5,0 мм обеспечивает равно- мерность его прямого внесения в почву, однородность комплексных удобрений при сухом смешении N, Р, К удобрений, а также снижение потерь продукта, связанных с его транспортировкой и хранением,

Целью изобретения является снижение потерь продукта за счет уменьшения доли тонкодисперсных фракций в готовом продукте.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения сульфата калия из побочных продуктов производства синтетических жирных кислот на основе гидроксида калия, включающем обезвоживание сбросных растворов кислотного раз- ложения мыльного клея в кипящем слое с использованием связующего - калиевых солей жирных кислот, в качестве связующего используют суспензию, содержащую 30- 50% сульфата калия и в жидкой фазе - 5- 10% калиевых солей жирных кислот.

Сущность способа заключается в следующем.

Сульфат калия, содержащийся в суспензии в мелкодисперсном виде, способствует, образованию первичных агломератов из сбросного сульфатного раствора, поступившего в аппарат КС на сушку. Эти агломератыстановятсяцентромгранулообразования. Калиевые соли жир- ных кислот упрочняют поверхность образовавшихся агломератов и обусловливают дальнейшую агломерацию и рост центров грануляции при попадании на их поверхность мелкодисперсных фракций продукта. Одновременно происходит термическое разложение многоатомных жирных кислот, что также способствует укрупнению гранул.

В таблице приведен гранулометрический состав сульфата калия, полученного в аппарате КС с использованием предлагаемой связующей добавки, а также грансостав продукта, полученного в соответствии с прототипом.

Из полученных результатов следует, что использование в качестве связующей добавки предлагаемой суспензии позволяет существенно увеличить размер гранул и уменьшить содержание мелкодисперсных фракций менее 0,5 мм.

Состав связующей добавки определяется из условия максимального содержания в продукте гранул с размером -5,0-10,5 мм и наибольшего допустимого размера частиц, определяющего гидродинамическую устойчивость кипящего слоя.

Из данных, приведенных в таблицы, следует, что существенное увеличение в продукте гранул фракций +0,5 мм начинается при вводе связующего, содержащего не менее 5% калиевых солей жирных кислот, при этом массовая доля гранул с размером блее 0,5 мм составляет 83,4%.

Содержание сульфата калия в суспензии также влияет на размер гранул готового продукта. При увеличении концентрации сульфата калия выше 50% увеличивается содержание фракций более 5 мм в продукте, что связано с ухудшением распределения связующего в кипящем слое и является нежелательным. С другой стороны, использование связующего при содержании в суспензии калия менее 30% ведет к существенному увеличению в продукте фракций менее 0,5 мм, что отрицательно сказывается на его потребительских свойствах и увеличивает нагрузку на систему пылегазоочист- ки.

Исходя из полученных результатов, концентрацию сульфата калия в суспензии связующего необходимо поддерживать в интервале 30-50%.

Допустимая верхняя граница содержания калиевых солей жирных кислот (10%) определяется количеством в готовом продукте крупных частиц размером более 5 мм, т.к. при высоком их содержании в аппарате КС нарушаются условия, необходимые для стабильной работы, вследствие залегания слоя на газораспределительной решетке, что ведет к срыву процесса, а также необходимости установки узла дробления крупных фракций, т.к. в сельском хозястве используют гранулы размером -5+0,5 мм. Согласно опыту 14 при массовой доле связующей добавки 15% в готовом продукте находится 18,1% частиц размера более 5 мм. В этом случае ухудшается перемешивание материала в слое и возникает условие для срыва процесса псевдоожижения. Кроме того, при увеличении в связующем доли калиевых солей жирных кислот ухудшается прочность гранул (опыты 12-14, 18).

Предлагаемый способ обеспечивает получение продукта с размером гранул 0,5- 5,0 мм.

Способ осуществляют следующим образом.

В емкости с мешалкой готовится связующее, содержащее 5-10% калиевых солей

жирных кислот и 30-50% сульфата калия с размером частиц менее 0,5 мм Полученную суспензию направляют в аппарат кипящего слоя, в котором происходит обезвоживание сульфатного раствора с получением крупнодисперсных частиц сульфата калия, которые выводятся из аппарата КС в бункер готового продукта.

Пример 1. 47,2 мае.ч. калиевых солей жирных кислот смешивают с 425 мае.ч. воды, к полученному раствору добавляют 300 мас.ч. мелкодисперсного сульфата калия. Образовавшуюся суспензию направляют в аппарат КС, куда одновременно подают 5560 мас.ч. сульфатного раствора. В результате сушки образуется 1300 мас.ч. сульфата калия, в том числе 1171,3 мас.ч, частиц с размером более 0.5 мм и 27,3 мас.ч. частиц размером менее 0,2 мм.

Массовая доля фракций +0,5 мм в готовом продукте при этом составляет 90.1%, содержание пылевидных фракций (-0,2 мм) 2,1%.

Пример 2. В соответствии с примером 1 смешивают 500 мас.ч. раствора сульфата калия, содержащего 8% K2SCM, 8% калиевых солей жирных кислот с 270 мас.ч. сульфата калия фракции менее 0,2 мм, полученного в системе пылегазоочистки аппаратов кипящего слоя.

При сушке сульфатных растворов в аппарате КС в присутствии предложенного связующего образуется 1270 мас.ч. сульфата калия, в том числе 1180 мас.ч. фракций более 0,5 мм и 25,1 мас.ч. частиц с размером менее 0,2 мм.

Массовая доля фракции +0.5 мм в готовом продукте -92,9%. Массовая доля пылевидной фракции - 0,2 мм - 2,0%.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

-позволяет значительно увеличить раз- мер гранул готового продукта с одновременным уменьшением содержания в нем мелкодисперсных (-0,2 мм) фракций до 2% и тем самым снизить потери продукта.

-использование в качестве связующей добавки суспензии сульфата калия в растворе калиевых солей жирных кислот обеспечивает получение гранулированного продукта с размером частиц от 0,5 до 5,0 мм без изменения технологических параметров

сушки сульфатных растворов, при этом не требуется дополнительных энергозатрат на обезвоживание связующей добавки, т.к. она вводится в аппарат КС в виде суспензии.

-позволяет получать весь продукт в гра- нулированном виде, т.к. пылевидные фракции сульфата калия (-0,2 мм), после их улавливания в системе пылегазоочистки могут использоваться при приготовлении связующей добавки.

Формула изобретения

Способ получения гранулированного сульфата калия из побочных продуктов производства синтетических жирных кислот, включающий обезвоживание сбросных растворов кислотного разложения мыльного клея в кипящем слое в присутствии связующего раствора калиевых солей жирных кислот, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь целевого продукта за счет

уменьшения содержания тонкодисперсных фракций, раствор калиевых солей жирных кислот используют с концентрацией 5-10 мас.%, в который предварительно вводят сульфат калия до получения суспензии с содержанием его в твердой фазе 30-50 мас.%.

Продолжение таблицы

Использование: на предприятиях нефтехимической промышленности при получении гранулированного сульфата калия. Гранулированный сульфат калия получают из побочных продуктов прбизводства синтетических жирных кислот обезвоживанием, сбросных растворов кислотного разложения мыльного клея в кипящем слое в присутствии связующего, в качестве которого предлагают использовать суспензию с содержанием 30-50 мас.% сульфата калия и концентрацией калиевых солей жирных кислот в жидкой фазе суспензии 5-10 мас.%.

В опытах 5-11 динамическая прочность гранул - не менее 90, в опытах 12,13114,18 - 76%