Способ управления процессом получения кристаллического диамонийфосфата Советский патент 1980 года по МПК C01B25/28 G05D27/00 

Изобретение относится к производству кристаллического диаммоиийфосфа та на основе ортофосфорной кислоты и может быть использовано в химической промышленности. Известен способ управления процессом получения кристаллического диаммонийфосфата путем регулирования подачи реатентов по данньпу молярного соотношения NHjjHjPO, определяемым по значениям рН 11 . Недостаток известного способа управления заключается в том,что в нем не учитывают компонентный состав реакционной среды, в связи с чем исключается возможность точного регу, лирования технологического процесса. Этс( объясняется тем, что растворы аммония представляют собой буферные системы, в которых величина рН характеризуется соотношением солей фосфорной кислоты и при, наnpHNjep, разбавлении величина рН в них не меняется, хотя концентрации составных частей раствора, при этом подвергается изменению. Кроме того, второй способ предусматривает опре- деление плотности маточного раствора -Р .этом случае данный параметр связа с величиной рН и предназначен, главHt-iM образом, для установления факта, изменения кислоткости маточного раствора . Наиболее близким по технической сущности и до::ти1аемому результату к заявляемому техническому решению является способ управления процессом получения кристаллического диаммонийфосфата путем изменения расходов фосфорной кислоты, воды и аммиака в зависимости от текущих значений температуры и плотности реакционной ереДГ.1 2 . Недостаток указанного способа заключается втом, что этот способ не позволяет эффективно управ.аять процессом. В результате наблюдается варьирование дисперсности и слеживаемости кристаллов диаммонийфосфата. Кроме того, недооценивается роль воды при получении днаммонийфосфата. Вода является важным компонентом, с помощью которого можно регулировать оптимальный ход процесса кристаллизации. УвеличеЛИе или уменьшение контдентрации воды в системе от заданной приводит к снижению выхода кристаллов диаммонийфосфата, повышению доли мелких кристаллов, что в конечном счете вызывает ухудшение качества го товой продукции и снижение производительности технологической линии. В любой бинарной системе содержание воды легко можно определить по плотности раствора..В трехкомпонентной более сложной системе такая возможность не исключена, но определение воды в этом случае затруднено из за отсутствия достоверной зависимост содержа ния воды от плотности рэ.створа. Целью настоящего изобретения является повышение качества готового продукта за счет улучшения точ;ности регулирования. Поставленная цель достигается тем чтодополнительно измеряют концентра цию моноам /юнийфосфата, определяют концентрацию воды и контролируют ее предельно-допустимое значение, определяют концентрацию диаммонийфосфата сравнивают текущие значения концентраций диамг/юнийфосфата, моноаммонийфосфата- и воды с заданными и в зависимости от величины и знака отклонения изменяют расходы аммиака v, ноды и тем, что при превышении пред ельнодопустимой, концентрации воды лзменяю расход фосфорной кислоты. На чертеже показана блок-схема, .реализующая предложенный способ. Он состоит из реактора 1, в который по ступают фосфорная кислота,, а-мглиах, вода и маточный раствор, блоков 2, 3, 4 измерения температуры,плотност и концентрации моноаммо 1Ийфосфата с ответственно, арифметических устройств 5 и.б для определения концен рации воды и диаммонийфосфатаi блоков сравнения 7 текущего и задранног значения концентрации соответсггзующего компонента, фазочувствитегльных усилителей небаланса 8, блоков запретов 9, 10, размещеннЕЛх усилителями, и соответствующими исполни тельными механизмами 11, 12, 13, Процесс управления осуществляется следующим образом. В реактор 1 непрерывно подают ортофосфорную кис лоту, воду и маточный раствор. Изме ряют температуру и плотность раство ра в реакторе (блоки 2 и 3 соответс венно) . Одновременно концентрация моноаммонийфосфата С,д в 6JpKe 4 анилитическим путем,, например, титрованием. Текущее значение концентрации моноаммонийфосфата сравнивается в .блоке сравнения 7 с заданным (оптимальным) значением, в результате чего на выходе блока сравнения появляется сигнал небалан са С дд„который усиливается фс13очувствительным усилителем 8 и возде ствует на исполнительный механизм 1 К.ОТОРЫЙ в соответствии со знаком и еличиной разбаланса изгоняет расход мгу1иака, В арифметическом устройстве 5 опеделяют концентрацию воды по эмпиической формуле. На основании длительных исследоании в Черкасском производственном бъединении Азот были найдены знаения козффициентов К,К2,К. Для роцесса кристаллизации уравнение ринимает вид: Cj.0 -137р - 0,03В + 225,53 (1 ) де р - значение плотности раствора при температуре О с - (г/см) Q- измеренная температура. Аналогично, в арифметическом устойстве 6 реализуется уравнение: 0- ыаф-Ск, ijp.1, т.е. определяетя концентрация .пиаГаюнийфосфата. Г1о.пу:енные значени;; концентраций O.ffb: и .Г1;иа /11/юнийфосфатс сравнивают.F в соответствуюптих блок.э-х. сравнения разбаланс усиливается соответствуюими фазочувствительными усилителяи 8. H3jMe ;eHHe рас.кода а:шиака и кислоты и.1еют не.; оторые особенности. Управление п;роцессо:л криата..ллизации ,в основном, осуществляегтся за счет измехения расход., зоды и ам-лиака, а расход ортоф.эсфорн.эй кислоты стараются лодщержиБать постоя тным,. С этой 1;.е. з устройстве 5 контролируют лрсде. концентрацию зo.qы и пока ее :ог:центрация мекыле предельной на вхо..-те б.пока запрета Э имеется запрещакиг;- i .сигнал jvl , который не дает Бозможность изменить расход кислоты. Б STOivi случае на входе блока запрета J.O нет запрещаю/лего сигнала f, а сигр-ал F, на изменение расхода аммкака оступает ка испо.лнительный механизм 11.произойдет соответствующее знаку и величине разбаланса изме.«ек;-.е ра.схода амм.иака. Однако, если предельн51Я концентра:и 1я водгй Б реакторе превысит предельно-допустимое значение, запрещающий сигнал Jvl с .зхода блока запрета 9 снимается, а на. блоке запрета 10 появляется сигнал f запрещающий у.меньшенйе расхода амглиака, но в сторону :увеличеиия р.асход ам/.-шака изменять /южно. Тогда сигнал F-J поступает на исполнительный механизм 12 и происходит изменение расхода кислоты. Когда концентрация воды достигнет заданного значе зия, на блоке запрета 9 появится сигна.л.1, а. сигнал Fj с блока запрета 1C сн.имается, и. вновь управление процессом получения диаммонийфосфата будет оп.ределяться расходом воды и амг4иака, в соответствии с разбалансом концентраций соответствующих компонентов ..

Формула изобретения

1. Способ управления процессом получения кристаллического диаммонийфосфата, путем изменения расходов фосфорной кислоты, воды и аммиака в зависимости от текущих значений температуры и плотности реакционной среды, отличающийся тем, что, с целью повышения качества готового продукта за счет увеличения точности регулирования, дополнительно измеряют концентрацию моноаммонийфосфата, определяют концентрацию воды и контролируют ее предельно-допустимое значение, определяют концентрацию диаммонийфосфата, срйвнивают текущие значения концентраций

диаммонийфосфата, моноаммонийфосфата и воды с заданными и в зависимости от величины и знака-отклонения изме-, няют расходы аммиака и воды.

2. Способ по п. 1, отличающ и и с я тем, что при превышении предельно-допустимой концентрации воды изменяют расход фосфорной кислоты.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. ваггман В,Фосфорная кислота, фосфаты и фосфорные удобрения, м:,

1967.

15

2. Журн. Кокс и химия, 1968, с.37-41 (прототип).

маточ.Р-Р л..З-Н О Cdaf зад