RS60047B1 - Proizvodnja amonijum fosfata - Google Patents

Description

Opis

TEHNIČKA OBLAST

[0001] Predmetni pronalazak uopšteno se odnosi na proizvodnju amonijum fosfata od rastvora koji sadrže fosfor, i posebno na proizvodnju amonijum fosfata od napojne tečnosti koja sadrži fosfornu kiselinu.

OSNOV PRONALASKA

[0002] Sve fosfatne soli rastvorljive u vodi, kao što su rastvorljiva đubriva, dobijaju se od fosforne kiseline. Fosforna kiselina se komercijalno proizvodi ili ’mokrim’ ili termalnim postupkom. Mokra digestija fosfatne stene je najčešći postupak. Termička obrada je energetski zahtevna i stoga je skupa. Zbog toga su količine kiseline proizvedene termički mnogo manje i uglavnom se koriste za proizvodnju industrijskih fosfata.

[0003] Fosforna kiselina za proizvodnju đubriva se skoro isključivo zasniva na mokroj digestiji fosfatne stene. Postupak se uglavnom zasniva na rastvaranju apatita sa sumpornom kiselinom. Nakon rastvaranja stene, kalcijum sulfat (gips) i fosforna kiselina se razdvajaju filtracijom. Da bi se proizvela tehnička fosforna kiselina, neophodne su visoke koncentracije kiselina, a voda se uparava. Kalcijum sulfat postoji u vidu niza različitih kristalnih oblika, u zavisnosti od preovlađujućih uslova, kao što su temperatura, koncentracija fosfora u suspenziji, i nivo slobodnog sulfata. Kalcijum sulfat se taloži ili kao di-hidrat (CaSO4·2H2O) ili kao hemi-hidrat (CaSO4·1⁄2H2O). Fosforna kiselina proizvedena ovim postupkom odlikuje se relativno niskom čistoćom.

[0004] Da bi se dobile amonijum fosfatne soli, tehnička fosforna kiselina, koja ima koncentraciju od oko 54% P2O5, neutrališe se amonijakom kako bi se obrazovao ili mono-amonijum fosfat (MAP) ili di-amonijum fosfat (DAP), tako što se kontroliše molarni odnos amonijaka i fosforne kiseline tokom procesa neutralizacije. Amonijak se koristi u tečnom ili gasovitom obliku. Tečni anhidrovani amonijak se obično radije koristi, pošto je dodatna toplota iz drugih sistema neophodna za isparavanje tečnog amonijaka u gasoviti oblik.

[0005] Neutralizacija tehničke fosforne kiseline amonijakom, obično se izvodi u nekoliko stadijuma, koristeći nekoliko reakcionih sudova. Molarni udeo amonijaka u odnosu na fosfornu kiselinu u pre-reaktoru/ima uobičajeno se drži na nivou koji daje maksimalnu rastvorljivost suspenzije (između 1.4 i 1.45 za proizvodnju DAP i obično manje od 1 za proizvodnju MAP). Za kontrolu rada, molski udeo amonijaka prema fosfornoj kiselini određuje se praćenjem pH vrednosti suspenzije. Višak toplote iz reakcije se uklanja iz pre-neutralizatora tako što se u reaktor/e dodaje voda. Isparavanje vode hladi suspenziju. Kada se molarni odnos amonijaka prema fosfornoj kiselini poveća preko 1, neizreagovani amonijak izlazi iz reaktora i oslobođena gasovita isparenja moraju da se prečiste kiselinom.

[0006] Suspenzija iz pre-neutralizacionog/ih reaktora koja obično sadrži između 16 do 23% vode, obično se uvodi u amonifikator-granulator, da bi se dovršilo dodavanje amonijaka željenom proizvodu. Završetak neutralizacije i dodatno uparavanje vode dovodi do obrazovanja čvrstih čestica. Neophodno je da se neizreagovani amonijak rekuperiše iz gasovitih isparenja putem prečišćavanja kiselinom. Posle toga, čvrsti amonijum fosfati se obično suše u odvojenom reaktoru da bi se smanjio sadržaj vlage. Gubitak amonijaka iz sušača obično se nadoknađuje putem prečišćavanja kiselinom. Čvrsti amonijum fosfati se uobičajeno hlade tako što se kroz reaktor za hlađenje sprovodi vazduh.

[0007] Za nekoliko primena kao što je fertigacija, tj. primena vodotopivih đubriva u vodi za irigaciju, i đubrenje listova, tj. prskanje đubriva na listove, postoji potreba za potpuno rastvornim amonijum fosfatima, kako bi se izbeglo začepljenje opreme za fertigaciju nerastvorenim čvrstim supstancama. Fosforna kiselina iz mokrog postupka sadrži znatnu količinu nečistoća kao što su gvožđe, aluminijum, kalcijum, magnezijum, kadmijum, itd., koji prilikom neutralizacije sa amonijakom obrazuju čvrste supstance nerastvorne u vodi tako da amonijum fosfati koji se koriste kao đubriva nisu sasvim rastvorljivi u vodi. Dakle, potpuno vodotopiva P đubriva za potrebe fertigacije moraju specijalno da se proizvode od prečišćene fosforne kiseline, što podrazumeva dodatnu obradu.

[0008] Savremena tehnologija za prečišćavanje fosforne kiseline zasniva se na ekstrakciji fosforne kiseline sa nečistoćama, poreklom iz mokrog postupka, u organski rastvarač (ketoni, tri-alkil fosfati, alkoholi, itd.) za kojom sledi povratna ekstrakcija vodom pri kojoj se obrazuje čista fosforna kiselina, ali sa nižom koncentracijom, koja se nakon toga koncentruje uparavanjem vode. Prečišćena fosforna kiselina se posle toga neutrališe amonijakom, čime se obrazuju potpuno rastvorni proizvodi amonijum fosfata u skladu sa prethodno u tekstu opisanim postupkom.

[0009] Nedostaci savremenih tehnologija za proizvodnju amonijum fosfata su brojni. Fosforna kiselina, kada se proizvodi iz gips filtera, u dihidratnom postupku, nije pogodna za direktnu proizvodnju amonijum-fosfatnih soli. Neophodno je da se kiselina dodatno koncentruje uparavanjem vode do pogodne koncentracije fosforne kiseline (obično oko 54% P2O5). Uobičajeno, koncentrovanje fosforne kiseline se obavlja u tri stadijuma. Kiselina iz filtera (28% P2O5) uparava se do 40% P2O5u jednostepenom vakuumskom evaporatoru. Kiselina se zatim izbistri da bi se uklonili čvrsti talozi i potom se izbistrena kiselina koncentruje do 54% P2O5u dva stadijuma. Koncentracija u među-stadijumu je oko 48% P2O5. 54% P2O5kiselina se koristi za proizvodnju amonijum fosfata u skladu sa prethodno u tekstu opisanim postupkom.

[0010] Koncentrovanje kiselina putem uparavanja je postupak sa visokom potrošnjom energije. Količina pare potrebne za koncentrovanje fosforne kiseline obično varira između 2.5 - 5 tona pare po toni fosfora, u zavisnosti od uslova proizvodnje. Ako se fosforna kiselina prečišćava ekstrakcijom pomoću rastvarača, količina potrebne energije iznosi oko 7 tona pare po toni fosfora. Energetske potrebe za koncentrovanje fosforne kiseline predstavljaju najveći deo proizvodne cene. Skupa oprema, kao što su sistemi za distribuciju pare, evaporatori, skruberi za otpadne gasove, sistemi za kondenzaciju, vodeni sistemi za hlađenje, sistemi za obradu tečnog otpada i postrojenja za skladištenje kiselina, neophodna je za proizvodnju tehničke fosforne kiseline. Oko 50 tona vode za hlađenje je neophodno da bi se kondenzovala jedna tona pare. U barometarskom kondenzatoru para direktno dolazi u kontakt sa vodom i usled toga nečistoće u pari zagađuju vodu za hlađenje, što dovodi do nastajanja velikih količina zagađenog otpada. Osim toga, potrebna je i dodatna oprema za neutralizaciju fosforne kiseline amonijakom u nekoliko stadijuma, sušenje, hlađenje i prečišćavanje amonijaka iz gasovitih isparenja. Proizvodnja amonijum fosfata tehničkog kvaliteta zahteva dodatne korake obrade, kao što je prethodno u tekstu opisano.

[0011] SAD patent 3,894,143 opisuje postupak za dobijanje kristalnog amonijum fosfata iz fosforne kiseline i amonijaka, mokrim postupkom. Postupak se sastoji od a) obrazovanja smeše vodenog rastvora fosforne kiseline i acetona u kojoj sve komponente mogu da se mešaju sa vodom, b) taloženja nečistoća dodavanjem amonijaka i razdvajanje istaloženih nečistoća kako bi se obrazovala prečišćena smeša, c) dovođenja prečišćene smeše u kontakt sa amonijakom kako bi se proizveli kristali amonijum fosfata i tečni supernatant, i d) odvajanja kristala amonijum fosfata od tečnog supernatanta i destilacija supernatanta da bi se odvojio aceton za recikliranje. Nedostaci ovog postupka uključuju destilaciju velikih količina acetona, ograničen prinos amonijum fosfata i proizvodnju velikih količina otpadnih voda sa razblaženim amonijum fosfatom. Dodatno glavno ograničenje ovog postupka je nedovoljna selektivnost. Rastvarači koji mogu da se mešaju sa vodom se približavaju svojstvima vode što dovodi do toga da se u velikoj meri istovremeno ekstrahuju katjonski i anjonski zagađivači.

[0012] SAD patenti 3,975,178 i 4,236,911 su slični SAD patentu 3,894,143 i sastoje se od obrazovanja smeše vodenog rastvora fosforne kiseline i acetona ili metanola u kome sve komponente mogu da se mešaju sa vodom, nakon čega sledi dodavanje amonijaka da bi se istaložile nečistoće, i nakon njih amonijum fosfat. Nedostaci su slični nedostacima koji su prijavljeni za SAD patent 3,894,143.

[0013] SAD patent 4,132,540 opisuje postupak za uklanjanje rastvarača iz rafinata ekstrahovane fosforne kiseline. Rezidualni rastvarač se uklanja iz rafinata dodavanjem amonijaka ili katjona alkalnih ili zemnoalkalnih metala u atomskom odnosu prema fosforu od između 0.1:1 i 0.6:1.

[0014] SAD patent 4,311,681 opisuje postupak za razdvajanje nečistoća kao što su silicijum dioksid i organske nečistoće, od organskog rastvarača, ispiranjem vodenim alkalnim rastvorom ortofosfata, što je dovoljno da se pH vodene smeše rastvarača održava na vrednostima od oko 9.5 do oko 12.5

[0015] SAD patent 4,678,650 opisuje postupak za proizvodnju vodenog alkalnog rastvora fosfata, mešanjem vodene faze koja sadrži alkalno jedinjenje sa organskom fazom koja sadrži fosfornu kiselinu u zapreminskom odnosu većem od 1:1, i, nakon toga, razdvajanjem dobijenog vodenog alkalnog rastvora fosfata od organske faze.

[0016] SAD patent 4,751,066 opisuje postupak za alkalno skidanje fosforne kiseline, koja potiče iz mokrog postupka, iz organskog rastvarača koji se ne meša sa vodom, kako bi bio proizveden rastvor natrijum fosfata.

[0017] U objavljenoj internacionalnoj patentnoj prijavi WO 2008/115121, prikazani su postupak i sistem za rekuperaciju fosfora. Joni fosfora se ekstrahuju iz rastvora tako što se joni fosfora adsorbuju u sredstvu za uklanjanje jona i tako što se joni fosfora oslobađaju u eluat tokom regeneracije sredstva za uklanjanje jona. Regeneracija se sprovodi pomoću amonijaka. Nakon uvođenja amonijaka u višku, fosfatni anjoni se talože u obliku tri-amonijum fosfata. Amonijak koji ostaje u rastvoru nakon taloženja tri-amonijum fosfata ponovo se koristi za regeneraciju sredstva za uklanjanje jona. Nažalost, tri-amonijum fosfat je nestabilan na sobnoj temperaturi i atmosferskom pritisku, što dovodi do raspadanja kristala, praćenog oslobađanjem amonijaka koji zahteva dodatnu obradu u stabilne oblike amonijum fosfata. Tri-amonijum fosfat nije pogodan za direktnu upotrebu u poljoprivredi.

[0018] GB 636,035 prikazuje poboljšanja postupaka za proizvodnju diamonijum fosfata. Kristali monoamonijum fosfata se uvode u rastvor diamonijum fosfata u reaktoru i anhidrovani amonijak se dovodi u reaktor. Kristali diamonijum fosfata se sakupljaju na dnu komore.

[0019] U SAD patentu 3,415,619, prikazan je postupak za pravljenje amonijum fosfata. Amonijum fosfat rastvorljiv u vodi dobija se ekstrakcijom vodenog rastvora fosforne kiseline koji u osnovi ne sadrži gvožđe, dobijene iz reakcije rude koja sadrži kalcijum fosfat i jake mineralne kiseline, u ekstraktant koji ne može da se meša sa vodom, odvajanjem ekstraktanta napunjenog fosfornom kiselinom od zaostale vodene faze, uklanjanjem iz nje nečistoće kalcijuma, dovođenjem u kontakt ekstraktanta sa fosfornom kiselinom i anhidrovanim amonijakom na temperaturi od između oko 20 i 90°C, i odvajanjem od ekstraktanta čvrstog amonijum fosfata rastvorljivog u vodi. Navodi se da se čvrsti amonijum fosfat ispira ugljovodoničnim rastvaračima sa niskom temperaturom ključanja, kako bi se uklonio neorganski ekstraktant koji sa njim ostvaruje adheziju. Postupak prema ovom prikazu ima nekoliko nedostataka. Iz eksperimenta koje je sproveo podnosilac patentne prijave za predmetni pronalazak, zaključuje se da je veoma teško proizvesti di-amonijum fosfat u skladu sa predstavljenim idejama, čak i sa velikim viškom amonijaka. Glavna poteškoća u ovom pristupu je ta što velike količine rastvarača ostaju u adheziji sa istaloženim kristalima amonijum fosfata, a ovaj gubitak skupog rastvarača bio bi ekonomski neprihvatljiv. Uklanjanje adherirajućeg rastvarača putem destilacije je teško, pošto tačka ključanja za rastvarače kao što je tributil fosfat (289°C) premašuje tačku topljenja mono-amonijum fosfata (190°C). Pokazalo se da ispiranje rastvarača koji ostaje adheriran, nekim drugim ugljovodoničnim rastvaračem, nije potpuno, i da značajne količine ekstraktanta zaostaju čak i nakon intenzivnog ispiranja. Osim toga, zbog potrebe za destilacijom, odvajanje ekstraktanta i ugljovodoničnog rastvarača postaje složen i skup zadatak.

[0020] Objavljena internacionalna patentna prijava WO 2010/138045 opisuje postupak koji sadrži dodavanje amonijaka u tečnu fazu napunjenu fosforom, koja se ne meša sa vodom, kako bi se istaložili amonijum fosfati. Istaloženi amonijum fosfati se ispiraju zasićenim vodenim rastvorom amonijum fosfata i isprani kristali se suše. Zaostalo sredstvo za uklanjanje fosfora, isprano sa kristala, odvaja se faznom separacijom sredstva za uklanjanje i zasićenog vodenog rastvora amonijum fosfata, i odvojeno zaostalo sredstvo za uklanjanje se ponovo koristi za dodatno adsorbovanje fosfora, da bi se ponovo koristilo za dodatnu ekstrakciju. Tečnost za ispiranje sa smanjenim sadržajem zaostalog sredstva za uklanjanje fosfora, koristi se ponovo za dalje ispiranje kristala. Nedostatak je potreba za razdvajanjem tri faze.

[0021] Na sličan način, objavljena kineska patentna prijava 1868 865 A opisuje ekstrakciju fosfata iz vodenih rastvora koji sadrže fosfate, pomoću tributil fosfata u kerozinu. Prethodne vrednosti fosfata se regeneriše ekstrakcijom ekstraktanta vodenim rastvorom amonijaka, nakon koga sledi taloženje amonijum fosfata iz prezasićenog rastvora. Organsko sredstvo za ekstrakciju se reciklira u postupku ekstrakcije, dok se stok rastvor odvaja od proizvedenog amonijum fosfata i reciklira kao sredstvo za skidanje.

[0022] SAD patent 3,518,071 opisuje postupak za proizvodnju nitrofosfatnog đubriva i amonijumnitratnih kalcijum-karbonatnih đubriva. Postupak se sastoji od a) digestije fosfatne stene azotnom kiselinom da bi se proizveo rastvor kalcijum nitrata, fosforna kiselina i azotna kiselina, b) ekstrakcije fosforne kiseline i azotne kiseline iz lužnog rastvora amil alkoholom, c) ponovljene ekstrakcije fosforne kiseline i azotne kiseline koncentrovanim rastvorom, uglavnom amonijum nitrata, koji sadrži i nešto amonijum fosfata, sa molarnim odnosom N/P od 95:1, d) uparavanja rastvora za skidanje kako bi se obrazovala suspenzija kristalisanog amonijum fosfata i amonijum nitrata, e) odvajanja kristala od tečnosti, f) recikliranja najmanje dela tečnosti koja se koristi u koraku c, g) obrade rafinata iz koraka b amonijakom i ugljen-dioksidom, da bi se obrazovao rastvor amonijum nitrata i istaložio kalcijum karbonat.

[0023] Glavni cilj SAD patenta 3,518,071 je upotreba tečno-tečne ekstrakcije za odvajanje kalcijum nitrata umesto da se kalcijum nitrat odvaja taloženjem na niskim temperaturama, što se uobičajeno primenjuje u nitrofosfatnom postupku. Kod ovog postupka postoji niz nedostataka. Krajnji proizvod je u principu smeša amonijum fosfata i amonijum nitrata i mono-amonijum fosfata ili di-amonijum fosfata koji nisu dobro definisani. Osim toga, istovremena ekstrakcija azotne kiseline dovodi do taloženja kalcijum fosfata što onemogućava funkcionisanje tečno-tečnog postupka ekstrakcije. Ovo ograničava prinos ekstrahovane fosforne kiseline. Štaviše, u rastvoru za skidanje neophodna je visoka koncentracija amonijum nitrata, kako bi se smanjila količina amonijum fosfata koja ostaje rastvorena u tečnosti sa amonijum nitratom. Takođe, postupak zahteva obradu amonijum nitrata u krajnji proizvod, uparavanjem vode. Osim toga, fosfatni proizvod sadrži amonijum nitrat u vidu matične tečnosti koja ostvaruje adheziju sa talogom. Osim toga, kristalizacija se postiže premašivanjem rastvorljivosti rastvorenih soli putem uparavanja vode, koje zahteva opremu kao što su evaporatori, sistemi za distribuciju pare, itd., kao i izvor energije. Na kraju, amil alkohol i drugi rastvarači pogodni za ovaj postupak, imaju visoku rastvorljivost u vodi, što postupak usložnjava, jer rastvarač mora da se rekuperira iz vodenih tokova ekstrakcijom i destilacijom.

[0024] Patent GB 1,238,188 opisuje postupak za proizvodnju amonijum fosfata digestijom fosfatne stene pomoću azotne kiseline. Postupak se sastoji od a) obrade lužnog rastvora rastvaračem sastavljenim od alifatičnih alkohola koji sadrže 4 - 6 atoma ugljenika, kako bi se ekstrahovale azotna kiselina i fosforna kiselina, b) prečišćavanja organskog ekstraktanta putem kontakta ekstraktanta sa rastvorom sastavljenim pretežno od amonijum nitrata, c) amonifikacije prečišćenog ekstraktanta kako bi se obrazovao precipitat amonijum fosfata, laka faza koja sadrži rastvarač i teška vodena faza koja sadrži amonijum nitrat i amonijum fosfat, d) odvajanja lake faze dekantovanjem i recikliranja dekantovane lake faze do koraka ekstrakcije, e) odvajanja taloga amonijum fosfata od teške vodene faze, f) ispiranja odvojenog amonijum fosfata vodom, g) voda od ispiranja amonijum fosfata i deo teške vodene faze koja sadrži amonijum nitrat i amonijum fosfat se recikliraju do koraka prečišćavanja ekstraktanta, h) vodeni rastvor iz koraka prečišćavanja se reciklira u korak ekstrakcije, i) rafinat iz koraka ekstrakcije i deo teške vodene faze koja sadrži amonijum nitrat i amonijum fosfat se obrađuju destilacijom da bi se rekuperisao rastvarač iz vodene faze, i j) obrade destilovane vodene faze amonijakom i ugljen dioksidom kako bi se obrazovao rastvor amonijum nitrata i istaloženi kalcijum karbonat.

[0025] Slično kao i u SAD patentu 3,518,071, u postupku u skladu sa patentom GB 1,238,188 postoji niz nedostataka. Istovremena ekstrakcija azotne kiseline dovodi do taloženja kalcijum fosfata, što ograničava prinos fosforne kiseline ekstrahovane iz lužnog rastvora. Osim toga, tokom neutralizacije amonijakom, neophodna je visoka koncentracija amonijum nitrata, kako bi se smanjila količina amonijum fosfata koja ostaje rastvorena u tečnosti sa amonijum nitratom. Takođe, postupak zahteva obradu amonijum nitrata u krajnji proizvod, uparavanjem vode. Pored toga, istaloženi amonijum fosfat sadrži amonijum nitrat, putem matične tečnosti adherirane na precipitat i ispiranje vodom, amonijum nitrata koji ostvaruje adheziju, dovodi do značajnijeg rastvaranja istaloženog amonijum fosfata. Ovo zahteva zakišeljavanje vode za ispiranje azotnom kiselinom (da bi se rastvoreni amonijum fosfat preveo u amonijum nitrat i fosfornu kiselinu) i ponovnu ekstrakciju fosforne kiseline iz vode za ispiranje, što je skupo. Na kraju, rastvarači koji su pogodni za ovaj postupak imaju visoku rastvorljivost u vodi što postupak usložnjava, budući da je rastvarač potrebno destilacijom rekuperisati iz vodenog toka.

[0026] SAD patent 4,112,118 opisuje postupak za skidanje fosforne kiseline iz organskog rastvarača pomoću baznog jedinjenja amonijaka, natrijuma ili kalijuma, koje je anhidrovano ili sa vodom u količini od do 10 mola, ili pomoću čvrste dihidrogen fosfatne soli, kako bi se dobila smeša tečnih faza koja sadrži fazu organskog rastvarača, u osnovi bez fosforne kiseline i vodenu fazu koja sadrži rastvorenu fosfornu kiselinu i rastvoren bazni dihidrogen fosfat. Jedna glavna mana ovog postupka je to što proces skidanja zahteva da organski rastvarač bude napunjen visoko koncentrovanim rastvorom fosforne kiseline od > 60% težine. Postupak dakle zahteva koncentrovanje fosforne kiseline uparavanjem vode, opremu kao što su evaporatori sistemi za distribuciju pare, itd., kao i izvor energije. Druga glavna mana ovog postupka je to što je proizvod vodeni rastvor koji zahteva dodatnu obradu.

[0027] Ruski patent 424849 opisuje postupak za proizvodnju mono-amonijum fosfata upotrebom rastvarača sastavljenog od tributil fosfata u kerozinu kao razblaživaču. Postupak sadrži dovođenje u kontakt tributil fosfatnog rastvarača, koji je napunjen fosfornom kiselinom, sa rastvorom diamonijum fosfata pri odnosu organske prema vodenoj fazi od oko 3:1, kako bi se obrazovao osiromašeni rastvarač i kristali mono-amonijum fosfata u rastvoru mono-amonijum fosfata. Dalje se pominje da matična tečnost može da se odvoji i obradi amonijakom, kako bi proizvela rastvor diamonijum fosfata koji može da se reciklira.

[0028] Utvrđeno je, međutim, brojnim eksperimentima koje je izveo podnosilac predmetnog pronalaska, da skidanje rastvarača sastavljenog od tributil fosfata u kerozinu pomoću rastvora diamonijum fosfata u skladu sa postupkom opisanim u ruskom patentu 424849 dovodi do problematičnog obrazovanja emulzije kada skinuti rastvarač ponovo dođe u kontakt sa fosfornom kiselinom radi dalje ekstrakcije fosfata. Obrazovanje emulzije čini ovaj postupak nefukcionalnim u industrijskim primenama gde je neophodna efikasna recirkulacija rastvarača.

SAŽETAK

[0029] Opšti cilj predmetnog pronalaska je da se proizvede potpuno rastvorljiv, čist i dobro definisan mono ili di-amonijum fosfat čime se izbegavaju problemi prisutni u prethodnom stanju tehnike. Dodatni cilj je da se omogući proizvodnja čvrstih amonijum fosfata bez ikakve potrebe za uparavanjem vode koje je povezano sa opremom kao što su evaporatori, sistemi za distribuciju pare, itd., kao i izvor energije za proizvodnju toplote. Još jedan cilj je da se omogući proizvodnja čvrstih amonijum fosfata pomoću tečno-tečne ekstrakcije na robustan način, omogućujući efikasnu recirkulaciju procesnih tečnosti. Dodatni ciljevi se razmatraju u vezi sa različitim primerima izvođenja predstavljenim u daljem tekstu.

[0030] Ovi ciljevi se postižu postupcima i sredstvima u skladu sa priloženim nezavisnim patentnim zahtevima. Poželjni primeri izvođenja su definisani zavisnim patentnim zahtevima. Uopšteno rečeno, u prvom aspektu, sistem za proizvodnju čistih amonijum fosfata sadrži odeljak za ekstrakciju, odeljak za skidanje i sisteme za završnu obradu. Odeljak za ekstrakciju je konfigurisan za izvođenje tečno-tečne ekstrakcije fosfata između napojne tečnosti koja sadrži fosfornu kiselinu i rastvarača. Rastvarač ima rastvorljivost u vodi od manje od 2%, a poželjno ispod 1%. Napojna tečnost u osnovi ne sadrži nitratne jone. Odeljak za ekstrakciju ima prvi dovod ekstrakcije za obezbeđivanje napojne tečnosti, drugi dovod ekstrakcije za obezbeđivanje rastvarača, prvi odvod ekstrakcije za isporuku napojne tečnosti koja je najmanje delimično osiromašena fosfatom i drugi odvod ekstrakcije za isporuku rastvarača napunjenog fosfatom. Odeljak za skidanje je konfigurisan za izvođenje tečno-tečne ekstrakcije fosfata između rastvarača napunjenog fosfatom i rastvora za skidanje. Odeljak za skidanje ima prvi dovod za skidanje, povezan sa drugim odvodom ekstrakcije, za obezbeđivanje rastvarača napunjenog fosfatom, i drugi dovod skidanja za obezbeđivanje ulaznog rastvora za skidanje, prvi odvod skidanja za isporuku rastvarača, najmanje delimično osiromašenog fosfatom i drugi odvod skidanja za isporuku izlaznog rastvora za skidanje. Prvi odvod skidanja je povezan sa drugim dovodom ekstrakcije u cilju recirkulacije rastvarača najmanje delimično osiromašenog fosfatom, za dalju ekstrakciju fosfata. Rastvor za skidanje je vodeni rastvor amonijum fosfata, pri čemu je najmanje 80% amonijum fosfata u ulaznom rastvoru za skidanje monoamonijum fosfat i/ili pri čemu je rastvarač alkohol koji se nemeša sa vodom . Sistemi za završnu obradu sadrže izvor amonijaka, sistem za dodavanje, sistem za hlađenje, deo za uklanjanje taloga i sistem za recirkulaciju. Sistem za dodavanje je povezan sa izvorom amonijaka i konfigurisan za dodavanje amonijaka iz izvora amonijaka u najmanje delimični tok rastvora za skidanje. Sistem za hlađenje je konfigurisan za hlađenje toplote stvorene iz hemijske reakcije kada se amonijak iz izvora amonijaka dodaje u najmanje delimični tok rastvora za skidanje. Deo za uklanjanje taloga je konfigurisan za odvajanje kristala iz napunjenog rastvora za skidanje. Sistem za recirkulaciju je povezan između odvoda iz dela za uklanjanje taloga i drugog dovoda skidanja odeljka za skidanje. Sistem za recirkulaciju je konfigurisan tako da omogućava da se rastvor za skidanje iz dela za uklanjanje taloga ponovo koristi kao ulazni rastvor za skidanje.

[0031] U drugom aspektu, postupak za proizvodnju čistih amonijum fosfata sadrži ekstrakciju fosfata iz napojne tečnosti, koja sadrži fosfornu kiselinu, u rastvarač, pomoću tečno-tečne ekstrakcije. Rastvarač ima rastvorljivost u vodi od manje od 2%, a poželjno manje od 1%. Napojna tečnost u osnovi ne sadrži nitratne jone. Iz rastvarača je, pomoću tečno-tečne ekstrakcije, u rastvor za skidanje skinut najmanje deo fosfata. Rastvor za skidanje je vodeni rastvor amonijum fosfata. Rastvor za skidanje napunjen skinutim fosfatom i rastvarač, najmanje delimično osiromašen fosfatom, se razdvajaju. Rastvarač najmanje delimično osiromašen fosfatom upućuje se na recirkulaciju radi dalje ekstrakcije fosfata tokom ekstrakcije. Najmanje 80% amonijum fosfata u ulaznom rastvoru za skidanje je monoamonijum fosfat i/ili, rastvarač je alkohol koji se ne meša sa vodom. Amonijak se dodaje u najmanje delimični tok rastvora za skidanje. Toplota koja se stvara kada se navedeni amonijak dodaje u najmanje delimični tok navedenog rastvora za skidanje se hladi. Kristali se uklanjaju iz napunjenog rastvora za skidanje. Rastvor za skidanje se, nakon koraka uklanjanja kristala, upućuje na recirkulaciju, da bi se koristio kao ulazni rastvor za skidanje u procesu skidanja.

[0032] Jedna prednost u vezi sa predmetnim pronalaskom je ta što je dobro definisane, potpuno rastvorljive, čiste i dobro definisane, mono ili diamonijum fosfate, moguće proizvesti u industrijski primenjivom postupku, na efikasan i isplativ način. Dodatne prednosti se razmatraju u vezi sa različitim primerima izvođenja koji su predstavljeni u daljem tekstu.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0033] Pronalazak, zajedno sa svojim dodatnim ciljevima i prednostima, može najbolje da se razume upućivanjem na sledeće opise, kad se razmatraju zajedno sa pratećim crtežom i tabela ma, gde je:

SL. 1 je dijagram toka koraka jednog primera izvođenja postupka za proizvodnju amonijum fosfata;

SL. 2 je blok šema primera izvođenja sistema za proizvodnju mono-amonijum fosfata;

SL. 3 je blok šema primera izvođenja sistema za proizvodnju di-amonijum fosfata;

SL. 4 je blok šema primera izvođenja sistema za proizvodnju i mono-amonijum fosfata i diamonijum fosfata;

SL. 5 je blok šema drugog primera izvođenja sistema za proizvodnju i mono-amonijum fosfata i di-amonijum fosfata;

SL. 6 je blok šema drugog primera izvođenja sistema za proizvodnju di-amonijum fosfata;

SL. 7 je blok šema drugog primera izvođenja sistema za proizvodnju mono-amonijum fosfata; i

SL. 8 je blok šema još jednog primera izvođenja sistema za proizvodnju i mono-amonijum fosfata i di-amonijum fosfata.

1

DETALJAN OPIS

[0034] Jedan deo terminologije koja se često koristi u predmetnom prikazu, potrebno je tumačiti na sledeći način:

Rastvarač - Tečna faza, uobičajeno organska, koja pretežno rastvara one vrste rastvorenih supstanci koje mogu da se ekstrahuju iz vodenog rastvora.

Ekstraktant - Aktivna komponenta, uobičajeno organska, rastvarača koji omogućava ekstrakciju. Ekstrakcija rastvaračem (tečno-tečna ekstrakcija) - Izdvajanje jedne ili više rastvorenih supstanci iz smeše masovnim transferom između faza koje ne mogu da se mešaju, gde je uobičajeno najmanje jedna faza organska tečnost.

Skidanje – Izmeštanje iz rastvarača, jona ili kiselina uklonjenih iz procesnog rastvora, kako bi rastvarač bio spreman za ponovnu upotrebu.

Razblaživač - Tečnost, uobičajeno organska, u kojoj se rastvara ekstraktant kako bi se obrazovao rastvarač.

Rafinat - Vodena faza iz koje je rastvorena supstanca uklonjena ekstrakcijom.

[0035] Predmetni prikaz se zasniva na ekstrakciji fosforne kiseline pomoću rastvarača koji ne može da se meša sa vodom ili, najmanje, u suštini ne može da se meša sa vodom. U literaturi se, kao pogodni za ekstrakciju fosforne kiseline predlažu nekoliki rastvarači koji ne mogu da se mešaju sa vodom.

[0036] Predloženi rastvarači u principu mogu da se podele u sledeće grupe: a) alkil fosfati kao što je tributil fosfat, b) amini kao što je tri-n-oktilamin, c) alkoholi kao što su izoamil alkohol, n-amil alkohol, cikloheksanol, metil cikloheksanol, tercijarni amil alkohol, izobutanol, n-butanol, heptanol, d) ketoni kao što je metil-izobutil keton, metil propil keton, dietil keton, metil etil keton, metil-n-butil keton, e) amidi kao što je butil acetamid, f) aldehidi kao što je benzaldehid, g) estri kao što su etil acetat, butil acetat, amil acetat, cikloheksanon, h) etri kao što je dietil etar, di-n-amil etar i glikolni etri kao što je di-etilen glikol.

[0037] Svi upravo pomenuti rastvarači svrstavaju se u rastvarače koji se ne mešaju sa vodom. Međutim, većina pomenutih rastvarača ima zapravo relativno visoku rastvorljivost u vodi što može da dovede do kontaminacije rastvaračem u tragovima, kako tokova vode, tako i finalnog proizvoda. Visoka rastvorljivost u vodi obično zahteva rekuperaciju rastvorenog rastvarača iz vodenih tokova destilacijom koja je skupa i složena. Na primer, n-butanol ima rastvorljivost u vodi od oko 90 grama po litri na sobnoj temperaturi. Nekoliko pomenutih rastvarača ima, pored visoke rastvorljivosti, i druge nedostatke, kao što su zapaljivost i podložnost riziku od eksplozije, npr. diizopropil etar.

[0038] Osim toga, nekoliko pomenutih rastvarača pokazuje veoma mali kapacitet za ekstrakciju fosforne kiselina ispod specifične pražne koncentracije. Ovo znači da napojna fosforna kiselina mora inicijalno da ima visoku koncentraciju, što obično zahteva koncentrovanje kiseline uparavanjem vode. Pored toga, sa takvim rastvaračima je moguća samo delimična ekstrakcija fosforne kiseline. Tipičan primer rastvarača sa pražnom koncentracijom za ekstrakciju fosforne kiseline je metil izobutil keton. U principu, etri, estri i odabrani ketoni imaju pražnu koncentraciju za ekstrakciju fosforne kiseline i zbog toga nisu pogodni za ekstrahovanje fosfata iz izvora niskih koncentracija.

[0039] Tributil fosfat se uobičajeno koristi u industriji fosfata za prečišćavanje fosforne kiseline tečno-tečnom ekstrakcijom. Tributil fosfat je nezapaljiv, ima nisku toksičnost i veoma nisku rastvorljivost u vodi, od oko 0.4 grama po litri na sobnoj temperaturi. Osim toga, rastvorljivost opada sa porastom temperature. Tributil fosfat takođe ima i u razumnoj meri konstantan koeficijent raspodele, tj. sposobnost da ekstrahuje fosfornu kiselinu sve do niskih koncentracija fosforne kiseline. Zbog relativno visoke gustine tributil fosfata, on se obično meša sa razblaživačem, kao što je alifatični kerozin, kako bi se poboljšala fizička separacija faza koje ne mogu da se mešaju.

[0040] Tributil fosfat omogućava ekstrakciju fosforne kiseline preferencijalno u odnosu na rastvorene soli kao što su hloridi ili sulfati i preferencijalno u odnosu na rastvorene kiseline kao što su hlorovodonična kiselina ili sumporna kiselina. Prisustvo rastvorenih soli ili kiselina poboljšava ekstrakciju fosforne kiseline mehanizmom isoljavanja koji može da omogući skoro potpunu ekstrakciju fosforne kiseline.

[0041] Međutim, tributil fosfat ekstrahuje azotnu kiselinu preferencijalno u odnosu na fosfornu kiselinu, što onemogućava selektivnu ekstrakciju fosforne kiseline od azotne kiseline. U principu, rastvarači koji imaju nisku rastvorljivost u vodi, ekstrahuju azotnu kiselinu preferencijalno u odnosu na fosfornu kiselinu. Rastvarači sa većom selektivnošću za fosfornu kiselinu, kao što je amil alkohol, imaju visoku rastvorljivost u vodi, a i dalje istovremeno ekstrahuju znatne količine azotne kiseline. Glavna prednost upotrebe tributil fosfata kao rastvarača za ekstrakciju fosforne kiseline je to što niska rastvorljivost u vodi omogućuje funkcionisanje bez potrebe za destilacijom rastvarača iz vodenih tokova, što je skupo i složeno.

[0042] Prethodno je u tekstu pomenuto da većina pogodnih rastvarača ima relativno visoku rastvorljivost u vodi, npr. većina alkohola. Međutim, alkoholi koji imaju relativno dugačke ugljenične lance, takođe imaju relativno nisku rastvorljivost u vodi. Alternativni rastvarač za ekstrakciju fosforne kiseline je stoga predstavljen alkoholima dugog ugljeničnog lanca, npr. heptanolom, koji imaju rastvorljivost u vodi od manje od 2%, i poželjno manje od 1%. Ukoliko je rastvorljivost niža od ovog nivoa, količina rastvarača koja prati vodeni tok postaje u dovoljnoj meri niska da može da se reguliše ne previše skupim i složenim sistemima.

[0043] U ruskom patentu 424849, pomenutom u odeljku o osnovama pronalaska, predložena je upotreba rastvarača koji se sastoji od tributil fosfata u kerozinu kao razblaživaču. Međutim, u brojnim eksperimentima koje su sproveli ovi pronalazači, zaključeno je da postupak prema ruskom patentu 424849 ima krupne nedostatke što ga čini praktično nefunkcionalnim i stoga neprimenjivim u industriji, sa ekonomske tačke gledišta. Kao što je pomenuto ranije u tekstu, utvrđeno je da skidanje rastvarača sastavljenog od tributil fosfata u kerozinu rastvorom diamonijum fosfata u skladu sa postupkom opisanim u ruskom patentu 424849 dovodi do problematičnog obrazovanja emulzije kada skinuti rastvarač ponovo dođe u kontakt sa rastvorom fosforne kiseline, npr. ako se ponovno koristi u ponovljenom postupku ekstrakcija-skidanje.

[0044] Uzrok obrazovanja emulzije je dalje ispitivan. Nađeno je da su u rastvaraču, nakon ostvarivanja kontakta rastvarača sastavljenog od tributil fosfata u kerozinu sa rastvorima diamonijum fosfata različitih koncentracija, prisutni veoma mali kristali. Kristali su bili toliko mali da su vidljivi samo pomoću mikroskopa. Testirane su koncentracije u skladu sa ruskim patentom 424849, kao i više ili niže koncentracije, i pri širokom opsegu odnosa faza.

[0045] Dalje je utvrđeno da je u principu bilo potrebno više od 24 sata da se mikrokristali slegnu, a ponekad i više od 48 sati. Nakon što se kristali slegnu, rastvarač može ponovo da se koristi za ekstrakciju fosforne kiseline bez obrazovanja bilo kakve emulzije. Dakle, postojanje kristala u odeljku za skidanje izazvalo je probleme sa emulzijom u odeljku za ekstrakciju, kada je rastvarač bio recikliran. Drugim rečima, iznenađujuće obrazovanje mikrokristala u kasnijem stadijumu proizvodnog postupka dovelo je do problema u ranijem stadijumu proizvodnog postupka, što je posredovano recikliranjem rastvarača. Vreme razdvajanja u funkcionalnom sistemu za tečno-tečnu ekstrakciju obično je kraće od 20 minuta. Vrlo dugo vreme razdvajanja, neophodno za taloženje mikrokristala, čini ovaj postupak praktično nefunkcionalnim, u najmanju ruku kad su u pitanju ekonomski interesantne i efikasne industrijske primene.

[0046] Potrebno je naglasiti da se emulzija ne uočava u odeljku za skidanje i da se emulzija javlja tek pri ponovnoj upotrebi rastvarača za dalju ekstrakciju fosfata.

[0047] Osim toga, eksperimenti u kojima je testirano uklanjanje mikrokristala ispiranjem pomoću vode, fosforne kiseline ili rastvora monoamonijum fosfata, bili su neuspešni. Nije bilo moguće rastvoriti kristale pomenutim vodenim rastvorima, a kada bi rastvarač ponovo došao u kontakt sa fosfornom kiselinom, dakle, nakon intenzivnog ispiranja, obrazovala bi se emulzija.

[0048] Dalje je nađeno da je sastojak mikrokristala verovatno bila fosforna kiselina, pošto ostvarivanje kontakta tributil fosfata u kerozinu kome je sadržaj fosforne kiseline smanjen, sa rastvorom di-amonijum fosfata nije doveo do bilo kakvog obrazovanja mikrokristala i, štaviše, emulzija se nije obrazovala pri naknadnom kontaktu sa fosfornom kiselinom. Zbog toga se veruje da su mikrokristali verovatno sastavljeni od amonijum fosfata.

[0049] Dodavanje dodekanola kao modifikatora, u tributil fosfat u kerozinu, kao rastvarač, nije rešilo problem sa emulzijom. Ni kada je alifatični kerozin kao razblaživač zamenjen aromatičnim

1

razblaživačem ili kad je kao razblaživač upotrebljen alkohol kao što je heptanol, problem sa emulzijom nije bio rešen.

[0050] Međutim, iznenađujuće je nađeno da rastvarač sastavljen od tributil fosfat u kerozinu koji je napunjen fosfornom kiselinom, može da se skine zasićenim rastvorom mono-amonijum fosfata, a da se pri tom uopšte ne obrazuju mikrokristali u rastvaraču. U testovima je korišćeno punjenje rastvarača od 0.4 - 2 molarnom H3PO4i mono-amonijum fosfat je bio oko 3.5 molarni na sobnoj temperaturi. Rastvarač može, dakle, bez obrazovanja emulzije, ponovo da se koristi za ekstrakciju fosforne kiseline neposredno posle skidanja.

[0051] Za razliku od skidanja rastvorom di-amonijum fosfata, koje se zasniva na konverziji fosforne kiseline u rastvaraču u mono-amonijum fosfat, nađeno je da skidanje počinje da se zasniva na ravnoteži ekstrakcije kada je rastvor za skidanje sastavljen od monoamonijum fosfata. Drugim rečima, koncentracija zaostale fosforne kiseline u rastvaraču zavisi od koncentracije skinute fosforne kiseline u rastvoru amonijum fosfata. U tabeli 1 su prikazane ravnotežne koncentracije fosforne kiseline u rastvaraču koji je sastavljen od 80 zapreminskih procenata tributil fosfata i 20 zapreminskih procenata kerozina, u funkciji sadržaja fosforne kiseline u zasićenom rastvoru monoamonijum fosfata. Koncentracije su određene tokom skidanja na sobnoj temperaturi i pri odnosu organske faze prema vodenoj od 1.

[0052] Pošto se skidanje rastvorom mono-amonijum fosfata zasniva na ravnoteži ekstrakcije, potpuno skidanje fosforne kiseline iz rastvarača zahtevaće više od jednog kontaktnog stadijuma. Međutim, iz tabele 1 može da se vidi da je skidanje pomoću rastvora mono-amonijum fosfata efikasno. Pri odnosu organske prema vodenoj fazi od 1:1 i molarnom punjenju fosfornom kiselinom od 1.65, skidanje 86% sadržaja fosforne kiseline je moguće u jednom kontaktnom stadijumu. Iz tabele 1 se dalje može videti da proces skidanja može da se koristi za koncentrovanje fosforne kiseline u rastvoru za skidanje, tako što se tokom postupka skidanja koristi odnos organske prema vodenoj fazi veći od 1. U poželjnim primerima izvođenja, koncentracija fosforne kiseline tokom postupka skidanja može da se poveća između 2 puta i do više od 5 puta u odnosu na originalnu koncentraciju.

Tabela 1. Ravnotežne koncentracije fosforne kiseline kao funkcija sadržaja fosforne kiseline u zasićenom rastvoru monoamonijum fosfata.

[0053] Uopštena prednost koja se dobija upotrebom rastvora mono-amonijum fosfata u odnosu na upotrebu rastvora di-amonijum fosfata, je ta što mono-amonijum fosfat ima nižu viskoznost u poređenju sa di-amonijum fosfatom, što čini razdvajanje faza bržim i potpunijim. U principu, usled veće gustine, ustanovljeno je da je skidanje pomoću mono-amonijum fosfata značajno superiornije u odnosu na konvencionalno skidanje pomoću vode, kada je u pitanju vreme razdvajanja i potpunost razdvajanja.

[0054] Pored toga je nađeno da skidanje fosforne kiseline iz napunjenog tributil fosfatnog rastvarača rastvorom mono-amonijum fosfata bilo koje koncentracije može da se obavi u bilo kom odnosu faza, bez obrazovanja taloga, sve dotle dok je početna temperatura rastvora monoamonijum fosfata ispod nivoa na kome je rastvorljivost mono-amonijum fosfata smanjena zbog skidanja fosforne kiseline. Ovo znači da u većini primera izvođenja, tečno-tečna ekstrakcija predstavlja dvofaznu ekstrakciju. Temperatura početnog rastvora mono-amonijum fosfata, ako je zasićen, trebalo bi stoga poželjno da bude ispod 50°C i najpoželjnije ispod 40°C. Osim toga, temperatura rastvora mono-amonijum fosfata tokom procesa skidanja ne bi trebalo da se snižava ispod nivoa određenog razlikom između rastvorljivosti mono-amonijum fosfata i njegove koncentracije u rastvoru, kako ne bi došlo do obrazovanja taloga. Međutim, ako rastvor monoamonijum fosfata nije zasićen, temperatura takođe može da bude i viša od 50°C.

[0055] Jedna prednost korišćenja mono-amonijum fosfata za skidanje je to što skidanje u većini primera izvođenja uključuje samo dve faze, jednu organsku i jednu vodenu, bez obrazovanja taloga. Ovo omogućava funkcionisanje sa konvencionalnom opremom za tečno-tečnu ekstrakciju, kao što su pulsne kolone, mešači-taložnici ili bilo koja druga oprema za tečno-tečnu ekstrakciju kao što su kolone sa mehaničkim mešanjem, kolone bez mehaničkog mešanja, linijski mešači, centrifugalni ekstraktori, itd.

[0056] Obavljena su dodatna ispitivanja u vezi sa upotrebom smeša mono- i di-amonijum fosfata za skidanje rastvarača sastavljenog od tributil fosfata u kerozinu. Rezultati su sažeto predstavljeni u tabeli 2.

1

[0057] Tabela 2 prikazuje da li se emulzija obrazuje ili ne tokom skidanja rastvarača sastavljenog od 80 zapreminskih procenata tributil fosfata i 20 zapreminskih procenata kerozina i sa punjenjem od 0.9 - 1.6 molarnim H3PO4, sa smešama NH4H2PO4i (NH4)2HPO4. Koncentracija fosfata u svim rastvorima korišćenim za skidanje podešena je 3.5 molarnu. Može se videti da skidanje smešama mono- i di-amonijum fosfata dovodi do obrazovanja emulzija kada se skinuti rastvarač nakon toga ponovljeno koristi za ekstrakciju fosforne kiseline, pri sadržaju di-amonijum fosfata višem od 25% na molarnoj bazi. Skidanje rastvorom sastavljenim od mono-amonijum fosfata sa sadržajem diamonijum fosfata od 20% na molarnoj bazi ne dovodi do obrazovanja mikrokristala u rastvaraču, i tokom ekstrakcije fosforne kiseline koja sledi ne obrazuje se emulzija. U skladu sa nekim zapažanjima, veruje se da pri niskom sadržaju di-amonijum fosfata do taloženja dolazi u vodenoj fazi. Drugim rečima, fosforna kiselina se inicijalno skida iz rastvarača u vodenu fazu, a nakon toga se u vodenoj fazi obrazuju kristali mono-amonijum fosfata, pa se zato u rastvaraču ne obrazuju mikrokristali. Pri visokom sadržaju di-amonijum fosfata, mikrokristali se obrazuju direktno u rastvaraču čak i ako se tokom postupka skidanja veštački dodaju krupne klice kristala monoamonijum fosfata.

[0058] Amini kao što je tri-n-oktilamin su rastvarači koji se ne mešaju sa vodom i sa veoma niskom rastvorljivošću u vodi (< 50 ppm) koji su pogodni za ekstrakciju fosforne kiseline. Testiranje trin-oktilamina (20% dodekanol kao modifikator, 55% alifatični kerozin kao razblaživač) u funkciji rastvarača za ekstrakciju fosforne kiseline i skidanje sa amonijum fosfatom dalo je rezultate koji su bili slični rezultatima dobijenim za tributil fosfat. Skidanje napunjenog aminskog rastvarača rastvorom diamonijum fosfata dovelo je do problematičnog obrazovanja emulzije što postupak čini nefunkcionalnim. Skidanje napunjenog aminskog rastvarača rastvorom mono-amonijum fosfata nije dovelo do obrazovanja bilo kakve emulzije prilikom ponovljene upotrebe rastvarača. Skidanje napunjenog aminskog rastvarača smešom 50% NH4H2PO4i 50% (NH4)2HPO4dovelo je do obrazovanja emulzije što postupak čini nefunkcionalnim. Za razliku od toga skidanje napunjenog aminskog rastvarača sa 80% NH4H2PO4i 20% (NH4)2HPO4, nije dovelo do obrazovanja emulzije prilikom ponovljene upotrebe rastvarača.

[0059] Heptanol je rastvarač koji se ne meša sa vodom i ima relativno nisku rastvorljivost u vodi, kao i u razumnoj meri konstantnu distribuciju, sve do niske koncentracije fosforne kiseline. Rastvorljivost heptanola u vodi iznosi oko 1 gram po litri što je više nego dvostruko u odnosu na rastvorljivost tributil fosfata u vodi. U principu, alkoholi sa većim brojem atoma ugljenika imaju nižu rastvorljivost u vodi, ali ekstrakcija fosforne kiseline se smanjuje sa povećanjem broja atoma ugljenika. Međutim, rastvorljivost heptanola u vodi je i dalje dovoljno niska da omogući funkcionisanje bez zahteva za destilacijom rastvarača. Dodatni nedostatak heptanola u poređenju sa tributil fosfatom je to što je ekstrakcija fosforne kiselina sa heptanolom značajno manje

1

efikasna. Punjenje fosfornom kiselinom, dobijeno sa heptanolom, iznosi oko polovine punjenja dobijenog sa tributil fosfatom. Međutim, premda je heptanol inferioran u odnosu na tributil fosfat, on i dalje može da se koristi za ekstrakciju fosfata.

[0060] Takođe je iznenađujuće utvrđeno da skidanje heptanola kao rastvarača, napunjenog fosfornom kiselinom, rastvorom diamonijum fosfata, ne dovodi do zaostajanja mikrokristala u rastvaraču. Heptanol kao rastvarač može, dakle, direktno da se ponovljeno koristi za ekstrakciju fosforne kiseline bez ikakvog obrazovanja emulzije. Između viskoznosti ili gustine, i obrazovanja mikrokristala koji zaostaju u rastvaraču nije bilo korelacije. Amini imaju nižu gustinu u poređenju sa tributil fosfatom, a emulzija se ipak obrazuje prilikom skidanja rastvorom di-amonijum fosfata. Heptanol ima veću viskoznost u poređenju sa tributil fosfatom i emulzija se ne obrazuje prilikom skidanja rastvorom di-amonijum fosfata i ponovnog dovođenja u kontakt sa fosfornom kiselinom.

[0061] Na osnovu prethodno predstavljenih iznenađujućih rezultata, može da se skicira sistem za proizvodnju čistih amonijum. Sistem uključuje odeljak za ekstrakciju, odeljak za skidanje i sisteme za završnu obradu. Različiti delovi su u tesnoj međusobnoj zavisnosti kad je u pitanju sastav tečnosti koje se koriste. Odeljak za ekstrakciju izvodi tečno-tečnu ekstrakciju fosfata između napojne tečnosti koja sadrži fosfornu kiselinu i rastvarača. Rastvarač ima rastvorljivost u vodi od manje od 2%. Ovo omogućava proizvodnju taloga amonijum fosfata sa zadovoljavajućim nivoima adherirajućeg rastvarača. Napojna tečnost mora, pored toga, da u osnovi ne sadrži nitratne jone, pošto pogodni rastvarači u principu ekstrahuju azotnu kiselinu preferencijalno u odnosu na fosfornu kiselinu. Odeljak za skidanje izvodi tečno-tečnu ekstrakciju fosfata, između rastvarača napunjenog fosfatom i rastvora za skidanje. Rastvarač osiromašen fosfatom povratno je povezan sa odeljkom za ekstrakciju u cilju dodatne ekstrakcije fosfata. Rastvor za skidanje je vodeni rastvor amonijum fosfata. U skladu sa prethodno navedenim nalazima, potrebno je da bude ispunjen najmanje jedan od dva uslova. Prvi uslov je da najmanje 80% amonijum fosfata u rastvoru za skidanje bude monoamonijum fosfat. Drugi uslov je da je rastvarač alkohol koji se ne meša sa vodom.

[0062] Pomoću ovakvih sistema, rastvor za skidanje napunjen fosfatom je obezbeđen na način pogodan za industrijsku proizvodnju. Napunjen rastvor za skidanje se zatim obrađuje na različite načine kako bi se dobio dobro definisani MAP i/ili dobro definisani DAP. Ovakvi sistemi za završnu obradu koriste izvor amonijaka. Sistem za dodavanje povezan je sa izvorom amonijaka i dodaje amonijak u najmanje delimični tok rastvora za skidanje. Usled ovakvog dodavanja amonijaka, stvara se toplota, i zbog toga je obezbeđen sistem za hlađenje, kako bi se ta toplota uklanjala. Ovaj sistem takođe sadrži deo za uklanjanje taloga koji odvaja MAP ili DAP kristale iz napunjenog rastvora za skidanje. Na kraju, sistem za recirkulaciju je povezan između dela za

1

uklanjanje taloga i odeljka za skidanje, da bi bila omogućena ponovna upotreba rastvora za skidanje iz dela za uklanjanje taloga, kao dovodnog rastvora za skidanje u odeljku za skidanje.

[0063] Predmetni pristup, ovde prikazan u prethodnom tekstu, omogućava proizvodnju čistog i dobro definisanog mono- ili di-amonijum fosfata u jednom istom postrojenju, bez potrebe za koncentrovanjem fosforne kiseline uparavanjem vode. Ovo se postiže kombinovanjem tečno-tečne ekstrakcije i hemijskog taloženja, čime se, zahvaljujući specifičnim svojstvima rastvora za skidanje i/ili rastvarača, izbegavaju obrazovanje emulzija i sirovog materijala usled neobrazovanja taloga. U poželjnim primerima izvođenja, dodatno su izbegnuti problemi u radu kao što je obrazovanje taloga tokom skidanja rastvarača, proizvodnja taloga amonijum fosfata sa nezadovoljavajućim nivoima adherirajućih rastvarača.

[0064] Sl. 1 ilustruje dijagram toka za korake postupka za proizvodnju čistih amonijum fosfata. Postupak počinje korakom 200. U koraku 210, fosfat se ekstrahuje u rastvarač iz napojne tečnosti koja sadrži fosfornu kiselinu pomoću tečno-tečne ekstrakcije. Rastvarač ima rastvorljivost u vodi od manje od 2%. Napojna tečnost, pored toga, u osnovi ne sadrži nitratne jone. Iz rastvarača se u koraku 212 u rastvor za skidanje tečno-tečnom ekstrakcijom skida najmanje deo sadržaja fosfata. Najmanje 80% amonijum fosfata u ulaznom rastvoru za skidanje je monoamonijum fosfat i/ili rastvarač je alkohol koji se ne meša sa vodom. Rastvor za skidanje napunjen skinutim fosfatom i rastvarač najmanje delimično osiromašen fosfatom razdvajaju se u koraku 214. U koraku 216, rastvarač, najmanje delimično osiromašen fosfatom, podvrgava se recirkulaciji u cilju dodatne ekstrakcije fosfata u koraku 210 ekstrakcije.

[0065] U koraku 220, amonijak se dodaje u najmanje delimični tok rastvora za skidanje. U koraku 222, toplota stvorena kada se amonijak doda u najmanje delimični tok rastvora za skidanje, hladi se u potpunosti ili delimično. Kristali iz napunjenog rastvora za skidanje uklanjaju se u koraku 224. Na slici su koraci 220-224 ilustrovani kao da slede jedan za drugim. Međutim, pošto oni opisuju različite procese cirkulacije, njihove međusobne zavisnosti u vremenu i procesnim tečnostima mogu da se razlikuju od jednog do drugog primera izvođenja. Svi koraci 220-224 izvode se, međutim, na jedan ili drugi način, u svim primerima izvođenja. U koraku 226, rastvor za skidanje recirkuliše nakon koraka uklanjanja kristala 224 da bi se koristio kao dovod rastvora za skidanje u koraku skidanja 212. Postupak se završava u koraku 299.

[0066] Niz primera izvođenja predstavljenih ideja ovde će u daljem tekstu biti predstavljeno, da bi bile opisane prednosti i mogućnosti za varijacije.

[0067] Primer izvođenja sistema 100 za proizvodnju čistih amonijum fosfata, u ovom primeru izvođenja, mono-amonijum fosfata, detaljno je ilustrovan na sl.2. Napojna tečnost 1 koja sadrži fosfornu kiselinu uvodi se u odeljak 10 za ekstrakciju konfigurisan za izvođenje tečno-tečne ekstrakcije fosfata između napojne tečnosti 1 i rastvarača 5. Rastvarač 5 se ne meša sa vodom i

1

ima rastvorljivost u vodi od manje od 2%. U ovom konkretnom primeru izvođenja, rastvarač 5 koji se ne meša sa vodom je tributil fosfat u alifatičnom kerozinu.

[0068] Napojna tečnost 1 sa fosfornom kiselinom uobičajeno se dobija digestijom materijala koji sadrži fosfor pomoću mineralne kiseline. Materijal koji sadrži fosfor može da bude fosfatna stena ili neki drugi materijal koji sadrži fosfor kao što je pepeo bogat fosforom, na primer pepeo spaljenog kanalizacionog mulja, pepeo spaljenog otpada iz klanica, pepeo od stajskog đubriva, itd. Mineralna kiselina koja se koristi za digestiju poželjno bi trebalo da bude sumporna kiselina, hlorovodonična kiselina ili fosforna kiselina, kako bi se postigla selektivna ekstrakcija fosforne kiseline.

[0069] Koncentracija fosforne kiseline u lužnom rastvoru može da bude veoma niska, kao na primer, ispod 7% P2O5ili čak ispod 4% P2O5. Razblaženi rastvori fosforne kiseline su karakteristični za lužne rastvore pepela mulja. Prilikom obrade lužnih rastvora, prednost predstavlja to što rastvor takođe sadrži rastvorene soli ili kiseline koje se ne ekstrahuju preferencijalno u odnosi na fosfornu kiselinu, nego imaju efekat isoljavanja koji omogućava skoro potpunu ekstrakciju fosforne kiseline u niskim koncentracijama. Lužni rastvori sa višim koncentracijama fosforne kiseline mogu, naravno, da se obrađuju u skladu sa pronalaskom. Ne postoji granična vrednost za maksimalnu koncentraciju fosforne kiseline.

[0070] U alternativnim primerima izvođenja, napojna tečnost 1 sa fosfornom kiselinom može da se obezbedi na druge načine. Konkretan put kojim se napojna tečnost 1 sa fosfornom kiselinom obezbeđuje ne utiče suštinski na glavne ideje u predmetnom prikazu, sve dotle dok napojna tečnost u osnovi ne sadrži nitratne jone, kao što je prethodno u tekstu razmatrano.

[0071] Pošto je glavni cilj ideja koje su predstavljene u predmetnom prikazu da se omogući proizvodnja amonijum fosfata bez ikakve potrebe za koncentrovanjem fosforne kiseline uparavanjem vode, očigledno je, i najkorisnije, da koncentracija fosforne kiseline bude maksimalna koncentracija koju je praktično moguće dobiti digestijom pomoću kiseline. Digestija fosfatne stene sumpornom kiselinom, u skladu sa postupkom sa di-hidratom, uobičajeno dovodi do koncentracije fosforne kiseline od oko 28% P2O5. Vodeni lužni rastvor se po izboru prethodno obrađuje kako bi se uklonila jonska jedinjenja kao što su ona sa gvožđem, fluorom, itd.

[0072] Odeljak 10 za ekstrakciju ima prvi dovod 11 ekstrakcije za obezbeđivanje napojne tečnosti 1, i drugi dovod 13 ekstrakcije za obezbeđivanje rastvarača 5. Odeljak 10 za ekstrakciju takođe ima prvi odvod 12 ekstrakcije za isporučivanje rafinata ili napojne tečnosti 2 koja je najmanje delimično osiromašena fosfatom, i drugi odvod 14 ekstrakcije za isporučivanje rastvarača 3 napunjenog fosfatom.

[0073] Kao što je prethodno razmatrano, može da se koristi bilo koji organski rastvarač koji je u stanju da ukloni fosfor iz vodenih rastvora. Mehanizam ekstrakcije može da bude solvatacija

1

fosforne kiseline ili i jonska asocijacija i solvatacija. Sastav organskog rastvarača trebalo bi da se bira u skladu sa koncentracijom napojne fosforne kiseline, prisustvom dodatnih kiselina ili baza, itd. kako bi se postigao visok kapacitet punjenja i efikasan funkcionalan postupak ekstrakcije. Tributil fosfat u alifatičnom kerozinu koristi se kao poželjan rastvarač u predmetnom primeru izvođenja.

[0074] Temperatura rastvarača 5 koji ne može da se meša sa vodom je poželjno niža od 60°C pošto niže temperature u principu pospešuju ekstrakciju fosforne kiseline.

[0075] Postupak tečno-tečne ekstrakcije u odeljku 10 za ekstrakciju poželjno je kontinuirani postupak kontinuiran tečno-tečne ekstrakcije u kome se poželjno koristi oprema za tečno-tečnu ekstrakciju kao što su pulsne kolone. Međutim, moguće je koristiti bilo koju drugu opremu za tečno-tečnu ekstrakciju, kao što su kolone sa mehaničkim mešanjem, kolone bez mehaničkog mešanja, mešači-taložnici, linijski mešači, centrifugalni ekstraktori, itd.

[0076] Rafinat 2, tj. napojna tečnost koja je najmanje delimično osiromašena fosfatom, sprovodi se na dalju obradu, kao što je ponovna upotreba za rastvaranje, itd.

[0077] Rastvarač 3 koji se ne meša sa vodom i koji je napunjen fosfornom kiselinom izborno se prečišćava vodenim rastvorom kako bi se uklonile istovremeno ekstrahovane nečistoće.

[0078] Punjenje rastvarača 3 zavisi od koncentracije fosforne kiseline u napojnoj tečnosti 1, koncentracije rastvorenih soli i kiselina, odnosa faza ulaznog rastvarača 5 koji se ne meša sa vodom i napojne tečnosti 1, kao i broja kontaktnih stadijuma tokom ekstrakcije u odeljku 10 za ekstrakciju. Posebna prednost kod predmetnog primera izvođenja je to što visok prinos proizvodnje amonijum fosfata može da se dobije čak i sa vrlo niskim punjenjem fosforne kiseline u rastvaraču 3. Punjenje fosforne kiseline u rastvaraču 3 može da bude ispod 2% P2O5, a da i dalje može da se dobije visok prinos čvrstog amonijum fosfata tako što se povećava koncentracija fosforne kiseline tokom procesa skidanja. Naravno, punjenje rastvarača 3 može da bude i veće. Tipičan napojni rastvor koji se dobija iz digestije fosfatne stene sumpornom kiselinom u skladu sa di-hidratnim postupkom obično daje punjenje fosforne kiseline od oko 6% P2O5u rastvaraču 3 koji se ne meša sa vodom.

[0079] Ako se vratimo na sl.2, fosforom napunjen rastvarač 3 koji se ne meša sa vodom je nakon toga obezbeđen u odeljak 20 za skidanje. Odeljak 20 za skidanje je konfigurisan za izvođenje tečno-tečne ekstrakcije fosfata između rastvarača 3 napunjenog fosfatom i rastvora za skidanje 4. Rastvor 4 za skidanje je vodeni rastvor amonijum fosfata. U predmetnom primeru izvođenja, suštinski sav amonijum fosfat u ulaznom rastvoru 4 za skidanje je monoamonijum fosfat.

[0080] Odeljak 20 za skidanje ima prvi dovod 21 skidanja, povezan sa drugim odvodom 14 ekstrakcije, za obezbeđivanje rastvarača 3 napunjenog fosfatom. Odeljak 20 za skidanje takođe ima drugi dovod 24 skidanja za obezbeđivanje ulaznog rastvora 4 za skidanje. Odeljak za skidanje

2

20 osim toga ima prvi odvod 22 skidanja za isporuku rastvarača 5, najmanje delimično osiromašenog fosfatom, i drugi odvod 23 skidanja za isporuku izlaznog rastvora 6 za skidanje. Prvi odvod 22 skidanja je povezan sa drugim dovodom 13 ekstrakcije za recirkulaciju rastvarača 5 najmanje delimično osiromašenog fosfatom, za dalju ekstrakciju fosfata u odeljku 10 za ekstrakciju.

[0081] Odeljak 20 za skidanje je poželjno kontinuirani proces tečno-tečne ekstrakcije u kome se poželjno koristi oprema za tečno-tečnu ekstrakciju kao što su pulsne kolone ili mešači-taložnici. Međutim, moguće je koristiti bilo koju drugu opremu za tečno-tečnu ekstrakciju, kao što su kolone sa mehaničkim mešanjem, kolone bez mehaničkog mešanja, linijski mešači, centrifugalni ekstraktori, itd.

[0082] Kada se proizvodi mono-amonijum fosfat u skladu sa predmetnim primerom izvođenja, rastvor 4 amonijum fosfata je poželjno reciklirani rastvor mono-amonijum fosfata, koji ima npr. koncentraciju od oko 30 težinskih procenata i pH od oko 3.5.

[0083] U slučajevima kada je punjenje fosforne kiseline u rastvaraču nisko, koncentracija fosforne kiseline se povećava tokom procesa skidanja, tako što se koristi odnos organske prema vodenoj fazi veći od 1. ovo zahteva nekoliko kontaktnih stadijuma kako bi se dobilo potpuno skidanje fosforne kiseline. Koncentracija fosforne kiseline tokom procesa skidanja obično može da se poveća između 2 puta i do više od 5 puta u odnosu na originalnu koncentraciju. Izlazni rastvor 6 za skidanje je u predmetnom primeru izvođenja sastavljen od smeše NH4H2PO4i H3PO4, u slučaju kada se rastvor NH4H2PO4koristi za skidanje. Izlazni rastvor 6 za skidanje obezbeđuje se za niz sistema 90 za završnu obradu.

[0084] Sistemi 90 za završnu obradu prema predmetnom primeru izvođenja sadrže izvor amonijaka 60. Osim toga, sistem 70 za dodavanje je povezan sa izvorom amonijaka 60. Sistem 70 za dodavanje je konfigurisan za dodavanje amonijaka iz izvora amonijaka 60 u najmanje delimični tok 71 rastvora za skidanje. U ovom primeru izvođenja, deo rastvora 9 za skidanje koji izlazi iz dela 40 za uklanjanje taloga, koji će dodatno biti opisan u tekstu koji sledi, se preusmerava i amonijak iz izvora amonijaka 60 se dodaje u taj delimični tok 71. U predmetnom primeru izvođenja, delimični tok 71 sadrži rastvor mono-amonijum fosfata 72, i dodavanjem amonijaka, rastvor se prevodi u rastvor di-amonijum fosfata 73.

[0085] Dodavanje amonijaka delimičnom toku 71 vodenog rastvora amonijum fosfata dovodi do stvaranja toplote. Ovaj proces je dakle egzotermni proces i u predmetnom primeru izvođenja se koristi za proizvodnju mono-amonijum fosfata, gde je dobijeni amonifikovani rastvor 73 sastavljen od smeše NH4H2PO4i (NH4)2HPO4, i osim toga postaje zagrejan. Stoga je obezbeđen sistem 50 za hlađenje konfigurisan za hlađenje toplote stvorene kada se amonijak iz izvora amonijaka 60 doda u delimični tok 71 rastvora za skidanje. Ova toplota neutralizacije poželjno se uklanja pomoću izmenjivača 52 toplote. Ohlađeni rastvor smeše mono-amonijum fosfata i di-amonijum fosfata 51 napušta sistem 50 za hlađenje.

[0086] Kao što će kasnije u tekstu biti razmatrano, rastvor smeše mono-amonijum fosfata i diamonijum fosfata 73 poželjno se hladi u većoj meri nego što je obezbeđeno dodavanjem amonijaka. Dodavanje amonijaka u zasićeni rastvor 72 NH4H2PO4dovodi do znatnog povećanja granice rastvorljivosti jonskih vrsta u rastvoru, sve dotle dok je u pitanju dodavanje amonijaka određenog nivoa. Ovo omogućava da se rastvor 51 amonijum fosfata ohladi do temperature niže od temperature rastvora 6 za skidanje, bez ikakvog obrazovanja taloga. Razmena toplote tako može da se izvodi bez obrazovanja kamenca na izmenjivačima toplote.

[0087] Iz literature je poznato da neutralizacija fosforne kiseline do di-amonijum fosfata dovodi do većeg oslobađanja toplote (1510 kcal/kg kada reaguje gasoviti NH3ili 990 kcal /kg kada reaguje tečni NH3) u poređenju sa neutralizacijom mono-amonijum fosfata do di-amonijum fosfata (1130 kcal/kg kada reaguje gasoviti NH3ili 610 kcal /kg kada reaguje tečni NH3). Ovo znači da je prilikom dodavanja amonijaka u zasićeni rastvor mono-amonijum fosfata, ukupno stvaranje toplote niže u poređenju sa proizvodnjom mono-amonijum fosfata putem direktne neutralizacije fosforne kiseline amonijakom.

[0088] Pored toga, u skladu sa poželjnim primerom izvođenja prema sl.2, razmena toplote može da se izvodi hlađenjem amonijaka. Na taj način, efekat hlađenja koji ima konverzija tečnog amonijaka u gasoviti amonijak, može da se koristi za uklanjanje toplote neutralizacije. Dobijeni gasoviti amonijak može potom da se koristi kao dovodni amonijak. Naravno, razmena toplote može da se izvodi i razmenom toplote sa drugim tečnostima, kao što je voda ili sa gasovima kao što je vazduh.

[0089] Dodavanje amonijaka bi poželjno trebalo da bude proporcionalno punjenju fosfatom u rastvaraču 3 koji se ne meša sa vodom. Sa opadanjem koncentracije fosforne kiseline u rastvaraču, provodljivost opada, a nivo pH se povećava. Dodavanje amonijaka tako može da se kontroliše praćenjem pH i/ili provodljivosti u rastvaraču 3 pomoću pogodnog senzora. Alternativa je da se pH i/ili provodljivost prate pomoću pogodnih senzora u rastvoru 6 za skidanje ili u cirkulaciji za ponovnu upotrebu, pre ili nakon dodavanja amonijaka.

[0090] U alternativnim primerima izvođenja, moguće je dodati amonijak iz izvora amonijaka direktno u rastvor 6 za skidanje, kako bi se od preostale fosforne kiseline obrazovao monoamonijum fosfat. Međutim, neutralizacija fosforne kiseline amonijakom je visoko egzotermna i dovodi do značajnog stvaranja toplote koju je zatim neophodno ukloniti u postupku. Stvaranje toplote iznosi oko 20°C po neutralizaciji 1 molarne fosforne kiseline u mono-amonijum fosfat pomoću tečnog amonijaka i oko 25°C po neutralizaciji 1 molarne fosforne kiseline u monoamonijum fosfat pomoću gasovitog amonijaka. Direktna neutralizacija rastvora 6 za skidanje, koji sadrži oko 3.5 molarnu fosfornu kiselinu, dovodi do porasta temperature od oko 88°C kada se koristi gasoviti amonijak. Rastvorljivost amonijum fosfata u velikoj meri zavisi od temperature. Na primer, rastvorljivost mono-amonijum fosfata na 20°C iznosi oko 40 g na 100 ml vode, a na 100°C rastvorljivost narasta do 170 g na 100 ml vode. Ovo ukazuje na činjenicu, da, ukoliko se amonijak dodaje direktno u rastvor 6 za skidanje koji sadrži fosfornu kiselinu, taloženja amonijum fosfata nema, zbog veće rastvorljivosti na višoj temperaturi. Zaista je moguće razmenom toplote ohladiti rastvor 6 za skidanje nakon dodavanja amonijaka. Međutim, pošto rastvorljivost amonijum fosfata zavisi od temperature, ovaj postupak može da dovede do kristalizacije amonijum fosfata na izmenjivačima toplote što smanjuje efikasnost toplotne razmene i zahteva često uklanjanje kamenca koje je neželjeno i koje otežava kontinuirano funkcionisanje.

[0091] Stoga se, poželjno, u skladu sa primerom izvođenja na sl.2, umesto toga koristi spontano taloženje mono-amonijum fosfata prilikom mešanja rastvora 6 za skidanje sa recikliranim i ohlađenim rastvorom 51 di-amonijum fosfata u reaktoru 30 za mešanje. Utvrđeno je da, ako rastvor 6 za skidanje i reciklirani rastvor 51 di-amonijum fosfata imaju istu temperaturu, porast temperature tokom precipitacije mono-amonijum fosfata iznosi samo oko 2°C po molu istaloženog fosfata. Za 3.5 molarnu koncentraciju fosforne kiseline u rastvoru 6 za skidanje, porast temperature u reaktoru 30 za mešanje iznosi samo oko 7°C. U poređenju sa porastom temperature od oko 88°C za neutralizaciju rastvora za skidanje direktno gasovitim amonijakom, ovaj porast temperature se lako reguliše. Kao što je već prethodno pomenuto, reciklirani i ohlađeni rastvor 51 di-amonijum fosfata može da se kontroliše tako da ima temperaturu koja je niže od temperature rastvora 6 za skidanje, što može da kompenzuje porast temperature tokom precipitacije mono-amonijum fosfata do koje dolazi kombinovanjem rastvora 6 za skidanje sa recikliranim rastvorom 51 diamonijum fosfata.

[0092] Drugim rečima, sistem za hlađenje je konfigurisan za održavanje temperature napunjenog rastvora za skidanje ispod temperature zasićenja za monoamonijum fosfat, pri čemu se kristali monoamonijum fosfata talože. Hlađenje se poželjno izvodi u toku amonijum fosfata u kome ne dolazi do taloženja. U poželjnom primeru izvođenja, sistem 70 za dodavanje sadrži sistem 50 za hlađenje. Samo hlađenje može takođe da se izvodi na različite načine. Sistem 50 za hlađenje može npr. da funkcioniše na toku tečnosti u koji će se dodati amonijak, tj. pre mešanja. Sistem 50 za hlađenje može alternativno ili u kombinaciji takođe da funkcioniše na toku tečnosti u koji je amonijak već dodat. Na kraju, i amonijak koji će biti dodat može da se hladi. Sistem 50 za hlađenje je obično uređaj 52 za izmenu toplote. Međutim, bilo koji alternativni sistemi 50 za hlađenje takođe mogu da se koriste, kao što su Peltijeovi elementi, hlađenje sprovođenjem toplote itd.

[0093] Na ovaj način, u skladu sa predmetnim primerom izvođenja, do taloženja mono-amonijum fosfata dolazi u reaktoru 30 za mešanje, bez ikakvih zahteva za hlađenjem samog reaktora 30 za

2

mešanje. Na taj način se izbegava kristalizacija amonijum fosfata na izmenjivačima toplote, što poboljšava efikasnost razmene toplote u postupku i omogućava lako i robustno kontinuirano funkcionisanje bez zahteva za čestim uklanjanjem kamenca iz izmenjivača toplote.

[0094] Suspenzija 31 koja izlazi iz reaktora 30 za mešanje je sastavljena od kristala NH4H2PO4u zasićenom rastvoru NH4H2PO4. Suspenzija 31 koja izlazi iz reaktora 30 za mešanje uvodi se u ranije pomenuti deo 40 za uklanjanje taloga. Deo 40 za uklanjanje taloga je konfigurisan za odvajanje kristala 41 iz napunjenog rastvora 31 za skidanje koji izlazi iz reaktora 30 za mešanje. Odvajanje može da se obavi bilo kojom tehnikom za čvrsto-tečnu separaciju, kao što je filtracija, taloženje, centrifugiranje, itd.

[0095] Drugim rečima, sistemi 90 za završnu obradu sadrže sistem za snabdevanje 35 diamonijum fosfatom i reaktor 30 za mešanje. Reaktor 30 za mešanje je povezan sa drugim odvodom 23 za skidanje odeljka 20 za skidanje i sa sistemom 35 za snabdevanje diamonijum fosfatom. Reaktor 30 za mešanje je konfigurisan za mešanje rastvora diamonijum fosfata u izlazni rastvor 6 za skidanje iz odeljka 20 za skidanje. U ovom primeru izvođenja, sistem 50 za hlađenje je konfigurisan za održavanje temperature rastvora 31 koji izlazi iz reaktora 30 za mešanje ispod temperature zasićenja za monoamonijum fosfat. Ovo dovodi do taloženja kristala monoamonijum fosfata iz zasićenog rastvora monoamonijum fosfata. Deo 40 za uklanjanje taloga konfigurisan je, dakle, u ovom primeru izvođenja za odvajanje kristala monoamonijum fosfata. Sistem 35 za snabdevanje diamonijum fosfatom u ovom primeru izvođenja sadrži sistem 70 za dodavanje. Sistem 70 za dodavanje u ovom primeru izvođenja sadrži dovod povezan sa odvodom od navedenog dela za uklanjanje 40 taloga, za snabdevanje delimičnog toka 71 rastvora 9 za skidanje koji izlazi iz dela 40 za uklanjanje taloga. Sistem za dodavanje je konfigurisan za dodavanje amonijaka iz izvora amonijaka 60 u delimični tok 71 rastvora za skidanje koji izlazi iz dela za uklanjanje 40 taloga, čime se obrazuje rastvor koji sadrži diamonijum fosfat. Sistem za dodavanje je dalje konfigurisan for za vraćanje rastvora koji sadrži diamonijum fosfat u reaktor 30 za mešanje diamonijum fosfata. Sistem za hlađenje je konfigurisan za održavanje temperature napunjenog rastvora za skidanje ispod temperature zasićenja za monoamonijum fosfat, što dovodi do taloženja kristala monoamonijum fosfata.

[0096] Odvojeni kristali mogu da se osuše u sušaču 42 i/ili da se granulišu prema poznatim postupcima za obrazovanje krajnjeg proizvoda od mono-amonijum fosfata. Pošto adherirajući rastvor predstavlja zasićeni rastvor mono-amonijum fosfata, sadržaj vode u odvojenim kristalima je nizak. Odvojeni kristali mogu da se mešaju i sa drugim sastojcima kao što su azot i kalijum, pri čemu se obrazuju različiti proizvodi za nađubravanje.

[0097] Utvrđeno je da rezidualni rastvarač u istaloženim kristalima, u skladu sa predmetnim primerom izvođenja, veoma nizak pošto odgovara samo rastvorenom rastvaraču u rastvoru koji je u adheziji sa odvojenim kristalima. Rastvorljivost u vodi rastvarača koji se ne mešaju sa vodom, kao što je tributil fosfat je niska što uzrokuje nivoe rastvarača ispod 20 ppm u istaloženim kristalima nakon odvajanja.

[0098] Osim toga, u skladu sa dodatnim primerom izvođenja, moguće je ukloniti tragove rastvorenog rastvarača iz vodenog rastvora, pre taloženja amonijum fosfata. Ovo može da se obavi tako što se dodaje sredstvo za oksidaciju, kao što je vodonik peroksid, itd. kako bi se tragovi rastvarača oksidovali do ugljen dioksida i fosforne kiseline. Na taj način, moguće je čak i da se eliminiše prisustvo rezidualnog rastvarača u proizvodu. Pored toga, ako se drugi zagađivači, kao što je fluor itd. ekstrahuju istovremeno sa fosfornom kiselinom, oni mogu da se uklone iz rastvora za skidanje taloženjem, ekstrakcijom, itd. pre taloženja amonijum fosfata.

[0099] Vratimo se na primer izvođenja na sl. 2, gde se vodeni rastvor 9 amonijum fosfata koji izlazi iz dela 40 za uklanjanje taloga deli u dva dela. Jedan delimični tok vodenog rastvora 4 monoamonijum fosfata reciklira se nazad u drugi dovod 24 skidanja, odeljka 20 za skidanje. Sistem time sadrži sistem 80 za recirkulaciju povezan između odvoda iz dela 40 za uklanjanje taloga i navedenog drugog dovoda 24 skidanja, navedenog odeljka 20 za skidanje, pri čemu je sistem 80 za recirkulaciju konfigurisan za ponovljenu upotrebu rastvora 4 za skidanje iz dela 40 za uklanjanje taloga, u vidu ulaznog rastvora za skidanje. Drugi delimični tok 71 vodenog rastvora amonijum fosfata se, kao što je prethodno pomenuto, amonifikuje dodavanjem gasovitog ili tečnog amonijaka.

[0100] Količina amonijaka koja se uvodi u sistem u celosti se koristi za stvaranje kristala amonijum fosfata. Gubici amonijaka tokom ovih postupaka su veoma mali. Kako bi se u postupku postigla ravnoteža, sistem 70 za dodavanje je poželjno konfigurisan tako da dodaje izvesnu količinu amonijačne supstance u sistem 70 za dodavanje što je u zavisnosti od količine supstance skinutog fosfata u rastvoru 6 za skidanje, koji izlazi iz navedenog drugog odvoda 23 skidanje, odeljka za skidanje 20. Dodata količina amonijačne supstance takođe zavisi od relativnih količina monoamonijum fosfata i/ili diamonijum fosfata koje se proizvode, videti primere izvođenja opisane u daljem tekstu.

[0101] Sledi primer proizvodnje amonijum fosfata u skladu sa primerom izvođenja sa sl.2. Tokovi odgovaraju proizvodnji mono-amonijum fosfata iz pepela kanalizacionog mulja, sa kapacitetom od 20,000 tona pepela po godini.

[0102] Tok od 12.3 kubnih metara na sat rastvarača 5, koji se ne meša sa vodom, sastavljenog od 80 zapreminskih procenata tributil fosfata i 20 zapreminskih procenata kerozina i tok od 5.3 kubnih metara na sat lužnog rastvora 1 od obrade pepela, koji sadrži 155 kg H3PO4po kubnom metru, uvode se u odeljak 10 za tečno-tečnu ekstrakciju koji ima šest kontaktnih stadijuma. Izlazni tokovi iz odeljka za ekstrakciju iznose 12.3 kubnih metara na sat rastvarača 3 koji se ne meša sa vodom i

2

koji sadrži 65 kg H3PO4po kubnom metru i 5.3 kubnih metara na sat rafinata 2 osiromašenog fosfatom. Tok od 12.3 kubnih metara na sat napunjenog rastvarača 3 koji se ne meša sa vodom i tok od 4.1 kubnih metara na sat recikliranog rastvora 4 koji sadrži 402 kg rastvorenog NH4H2PO4po kubnom metru, uvode se u drugi tečno-tečni estraktor, odeljka 20 za skidanje koji ima pet kontaktnih stadijuma. Izlazni tokovi iz odeljka 20 za skidanje iznose 12.3 kubnih metara na sat rastvarača 5, osiromašenog fosfatom, koji se ne meša sa vodom, i 4.1 kubnih metara na sat vodenog rastvora 6 koji sadrži 191 kg H3PO4i 402 kg NH4H2PO4po kubnom metru, sve u rastvorenom obliku.

[0103] Tok od 4.1 kubnih metara na sat rastvora 6 za skidanje i tok od 2.3 kubnih metara na sat rastvora 51 amonijum fosfata koji sadrži 462 kg (NH4)2HPO4po kubnom metru uvode se u reaktor 30 za mešanje. Izlazni tok iz reaktora 30 za mešanje iznosi 6.4 kubnih metara na sat suspenzije sastavljene od 14.4% čvrstog NH4H2PO4u rastvoru koji sadrži 402 kg rastvorenog NH4H2PO4po kubnom metru. Suspenzija se uvodi u separator čvrsto-tečno koji je predstavljen delom 40 za uklanjanje taloga, koji odvaja 920 kg kristala 41 čvrstog NH4H2PO4na sat, u cilju dalje obrade. Voda se dodaje u odvojene tečnosti da bi se nadoknadila adheziona voda na odvojenim kristalima.

[0104] Tok od 6.4 kubnih metara na sat odvojenih tečnosti 9, koji sadrži 402 kg rastvorenog NH4H2PO4po kubnom metru, deli se u dva toka. Jedan tok 4 od 4.1 kubnog metra na sat koji sadrži 402 kg rastvorenog NH4H2PO4po kubnom metru, reciklira se i koristi se za skidanje rastvarača koji se ne meša sa vodom, napunjenog fosfornom kiselinom 3. Drugi tok od 2.3 kubnih metara na sat, koji sadrži 402 kg rastvorenog NH4H2PO4po kubnom metru, amonifikuje se mešanjem sa 114 kg anhidrovanog amonijaka na sat. Nakon uklanjanja toplote neutralizacije putem izmene toplote, tok 51 od 2.3 kubnih metara na sat, koji sada sadrži 462 kg rastvorenog (NH4)2HPO4po kubnom metru, uvodi se u reaktor 30 za mešanje, kao što je opisano prethodno u tekstu.

[0105] Prema prethodnom primeru, čak iako punjenje rastvarača 3 iznosi samo 65 kg fosforne kiseline po kubnom metru, na sobnoj temperaturi se dobija prinos od 402 kg čvrstog amonijum fosfata po kubnom metru rastvora 6 za skidanje, bez hlađenja reaktora za mešanje pomoću izmenjivača toplote.

[0106] Ciljevi predmetnog primera izvođenja su bili brojni. Jedan cilj je bio da se izbegnu problemi u radu kao što su obrazovanje emulzija i sirovog materijala. Konkretno, cilj je bio da se obrazuje regenerisani rastvarač bez kontaminacije mikrokristalima. Dodatni cilj je da se obezbede čisti amonijum fosfati sa vrlo niskom koncentracijom adherirajućeg rastvarača koji se ne meša sa vodom. Drugi cilj predmetnog pronalaska je da se obezbedi visok prinos amonijum fosfata putem spontanog taloženja, bez zahteva za hlađenjem tokom taloženja. Još jedan cilj predmetnog pronalaska je da se omogući poboljšano razdvajanje faza tokom skidanja fosforne kiseline iz rastvarača. Drugi cilj predmetnog pronalaska je da se omogući recikliranje rastvarača bez potrebe

2

za dodatnom obradom putem tečno-tečne ekstrakcije ili destilacije. Još jedan dodatni cilj predmetnog pronalaska je da se po povoljnoj ceni obezbedi postupak za proizvodnju amonijum fosfata bez potrebe za prečišćavanjem amonijaka iz otpadnih isparenja. Svi ovi ciljevi su postignuti u primeru izvođenja na sl.2.

[0107] U poređenju sa postupkom prema ruskom patentu 424849, predmetni primer izvođenja ima dodatne prednosti. Precipitacija mono-amonijum fosfata prema ruskom patentu 424849 zasniva se na obrazovanju trofazne smeše: rastvarač, kristali i vodeni rastvor. Obrazovanje taloga tokom procesa skidanja zahteva upotrebu specijalne opreme pomoću koje može da se rukuje sa tri faze. Konvencionalna oprema za tečno-tečnu ekstrakciju ne može, dakle,da se koristi. Osim toga, rad sa tri faze može da pospeši obrazovanje sirovog materijala, što može da dovede problema u funkcionisanju. Pored toga, u sprovedenim eksperimentima je utvrđeno da odvajanje zaostalog rastvarača od kristala mono-amonijum fosfata putem napajanja komercijalne centrifuge smešom prethodno pomenute tri faze dovodi do previsokih nivoa zaostalog rastvarača u kristalima (>3000 ppm tributil fosfata). Razdvajanje tri faze pomoću gravitacije dovodi do nešto nižeg nivoa rezidualnog rastvarača u kristalima ali je utvrđeno da čistoća kristala zavisi od zapreminskog odnosa organske i vodene faze u trofaznoj smeši. Sa zapreminskim odnosom organske i vodene faze koji se prema ruskom patentu 424849 zahteva da bi se postiglo stehiometrijsko skidanje/taloženje mono-amonijum fosfata, nivo zaostalog rastvarača u kristalima i dalje je previsok, čak i kada se koristi gravitaciona separacija (>1000 ppm tributil fosfata).

[0108] Ukoliko je di-amonijum fosfat željeni krajnji proizvod, istaloženi mono-amonijum fosfat može da se prevede u di-amonijum fosfat tako što se istaloženi mono-amonijum fosfat i amonijak uvode u reaktor koji sadrži rastvor di-amonijum fosfata u skladu sa postupkom opisanim u GB 636,035.

[0109] Osim toga, primer izvođenja sistema za direktnu proizvodnju di-amonijum fosfata ilustrovan je na sl. 3. Odeljak 10 za ekstrakciju i odeljak 20 za skidanje su isti kao što su predstavljeni na sl. 2, međutim, sistemi 90 za završnu obradu su u izvesnoj meri modifikovani. Sistem 35 za snabdevanje diamonijum fosfatom obezbeđuje kao prethodni rastvor, rastvor koji sadrži di-amonijum fosfat, u reaktor 30 za mešanje, za taloženje mono-amonijum fosfata. Međutim, detalji sistema 35 za snabdevanje diamonijum fosfatom su sada unekoliko drugačiji, što će se razmatrati u tekstu koji sledi. Istaloženi mono-amonijum fosfat 41, mogućno zajedno sa zaostalim delom mono-amonijum fosfata, obezbeđen je u vidu suspenzije u reaktoru 32 za konverziju DAP. Amonijak iz izvora amonijaka 60 dovodi se u reaktor 32 za konverziju DAP. Drugim rečima, deo za proizvodnju diamonijum fosfata je konfigurisan za dodavanje amonijaka u tok koji potiče od napunjenog rastvora za skidanje, npr. putem dela 40 za uklanjanje taloga, kao u ovom primeru izvođenja, ili direktno iz odeljka 20 za skidanje, kao što se razmatra kasnije u ovom

2

primeru izvođenja. Dodavanje amonijaka dovodi do taloženja diamonijum fosfata i obezbeđuje suspenziju 33 kristala di-amonijum fosfata u rastvoru di-amonijum fosfata. Suspenzija 33 se hladi sistemom za hlađenje 50 putem izmene toplote do temperature poželjno niže od 90°C. Kristali 44 di-amonijum fosfata odvajaju se od matične tečnosti 45 u delu 43 za uklanjanje DAP taloga. Prvi deo 46 odvojenog rastvora di-amonijum fosfata reciklira se u reaktoru 32 za konverziju DAP. Drugi deo 51 odvojenog rastvora di-amonijum fosfata 45 reciklira se u reaktoru 30 za mešanje kako bi se obrazovao intermedijerni mono-amonijum fosfat. Na ovaj način, dodavanje amonijaka i izmena toplote tokom konverzije mono-amonijum fosfata u di-amonijum fosfat, koristi se za proizvodnju intermedijernog mono-amonijum fosfata.

[0110] Primeri izvođenja na sl.2 i sl. 3 takođe mogu da se kombinuju na takav način da se samo deo MAP kristala odvojenih u delu 40 za uklanjanje taloga dovodi u reaktor 32 za konverziju DAP. Preostali deo zaostaje u vidu MAP. Na ovaj način, moguće je u istom postrojenju proizvesti i dobro definisani mono-amonijum fosfat i dobro definisani di-amonijum fosfat.

[0111] Drugi primer izvođenja za istovremenu proizvodnju dobro definisanog mono-amonijum fosfata i dobro definisanog di-amonijum fosfata ilustrovan je na sl. 4. Ovde delimični tok 81 rastvora za skidanje 6 napunjen monoamonijum fosfatom i fosfornom kiselinom ulazi u reaktor 32 za mešanje DAP. Dodaje se rastvor suspenzije tri-amonijum fosfata 83. Sa odgovarajućim odnosima prilikom mešanja i odgovarajućom temperaturom, biće obrazovana suspenzija 33 diamonijum fosfata. Sistem za hlađenje se poželjno konfiguriše tako da održava temperaturu napunjenog rastvora za skidanje ispod temperature zasićenja za diamonijum fosfat, pri čemu se kristali diamonijum fosfata talože. Suspenzija 33 sadrži istaložene kristale di-amonijum fosfata kao i zasićeni rastvor di-amonijum fosfata. Kristali 44 di-amonijum fosfata uklanjaju se u delu 43 za uklanjanje DAP taloga, ostavljajući zasićeni rastvor 45 di-amonijum fosfata. Zasićeni rastvor 45 di-amonijum fosfata sprovodi se do drugog sistema 70 za dodavanje, u kome se dodaje amonijak iz drugog izvora 60 amonijaka (ili iz izvora amonijaka korišćenog za proizvodnju monoamonijum fosfata). Obrazuje se suspenzija tri-amonijum fosfata 82, koja se hladi u izmenjivaču toplote 52, kako bi bila obezbeđena suspenzija tri-amonijum fosfata 83 koja će se koristiti u reaktoru 32 za mešanje DAP.

[0112] Nedostatak ovog primera izvođenja je to što će se u delu za proizvodnju di-amonijum fosfata postepeno sakupljati zapremine rastvora di-amonijum fosfata koje se ne recirkulišu nazad u odeljak za skidanje. U isto vreme, deo za proizvodnju mono-amonijum fosfata će gubiti odgovarajuće zapremine, koje moraju da budu nadoknađene. Drugi primer izvođenja, koji najmanje delimično rešava taj problem je ilustrovan in sl. 5. Ovde je izostavljen sistem 35 za snabdevanje diamonijum fosfatom koji je povezan sa tokom mono-amonijum fosfata. Umesto toga, sistem 35 za snabdevanje diamonijum fosfatom iz proizvodnje di-amonijum fosfata, koristi

2

se za snabdevanje reaktora 30 za mešanje diamonijum fosfatom 51. U ovom cilju, delimični tok 84 rastvora 45 amonijum fosfata, koji je u ovom primeru izvođenja rastvor diamonijum fosfata, koji izlazi iz dela za uklanjanje taloga, koji je u ovom primeru izvođenja deo 43 za uklanjanje DAP taloga, recirkuliše kako bi se koristio u proizvodnji mono-amonijum fosfata.

[0113] Drugim rečima, deo za proizvodnju diamonijum fosfata je konfigurisan za dodavanje amonijaka u tok koji sadrži monoamonijum fosfat. Ovo dovodi do taloženja kristala diamonijum fosfata iz zasićenog rastvora diamonijum fosfata. Sistem za snabdevanje diamonijum fosfatom sadrži i povratnu vezu za diamonijum fosfata, koja povezuje deo toka zasićenog rastvora diamonijum fosfata iz dela za proizvodnju diamonijum fosfata u vidu snabdevanja diamonijum fosfatom za proizvodnju monoamonijum fosfata.

[0114] U dodatnom primer izvođenja, primeri izvođenja sa slika 4 i 5 mogu da se kombinuju tako da reaktor 30 za mešanje može da ima snabdevanje rastvorom diamonijum fosfata iz bilo kog od sistema 35 za snabdevanje diamonijum fosfatom. Količina rastvora diamonijum fosfata iz različitih delova može potom da se kontroliše tako da odgovara zahtevanom odnosu proizvedenih kristala monoamonijum fosfata i kristala diamonijum fosfata.

[0115] Dodatni primer izvođenja sistema za proizvodnju di-amonijum fosfata u skladu sa predmetnim pronalaskom je ovde opisan uz pozivanje na sl. 6. Delovi su većinom slična kao na sl. 2, a razlike se uglavnom sastoje u vrstama rastvora koji se koriste u različitim delovima sistema. Napojni rastvor 1 koji sadrži fosfornu kiselinu dovodi se u odeljak 10 za tečno-tečnu ekstrakciju. Rastvarač 5A, koji se ne meša sa vodom, u ovom primeru izvođenja je alkohol, poželjno nheptanol, kako se tokom ponovljene upotrebe rastvarača za ekstrakciju fosforne kiseline ne bi obrazovale problematične emulzije, kao što je objašnjeno prethodno u tekstu. Temperatura rastvarača 5A, koji se ne meša sa vodom, je poželjno ispod 60°C pošto niže temperature favorizuju ekstrakciju fosforne kiseline.

[0116] Odeljak 10 za tečno-tečnu ekstrakciju poželjno je konfigurisan za izvođenje kontinuiranog procesa tečno-tečne ekstrakcije, poželjno upotrebom opreme za tečno-tečnu ekstrakciju kao što su pulsne kolone. Međutim, moguće je koristiti bilo koju drugu opremu za tečno-tečnu ekstrakciju, kao što su kolone sa mehaničkim mešanjem, kolone bez mehaničkog mešanja, mešači-taložnici, linijski mešači, centrifugalni ekstraktori, itd. Rafinat 2, koji je osiromašen fosfatom, odvodi se za dalju obradu kao što je ponovljena upotreba za rastvaranje, itd. Rastvarač 3A, koji se ne meša sa vodom i koji je napunjen fosfornom kiselinom, izborno se prečišćava vodenim rastvorom, da bi se uklonile istovremeno ekstrahovane nečistoće.

[0117] Tečna faza 3A napunjena fosforom, koja ne može da se meša sa vodom, posle toga se meša sa recikliranim rastvorom di-amonijum fosfata kao rastvor za skidanje 4A u odeljku 20 za skidanje. Kao i prethodno, odeljak 20 za skidanje je poželjno konfigurisan za kontinuirani postupak tečno-

2

tečne ekstrakcije koristeći poželjno opremu za tečno-tečnu ekstrakciju kao što je mešač-taložnik. Međutim, može da se koristi i bilo koja druga oprema za tečno-tečnu ekstrakciju, kao što su, pulsne kolone, kolone sa mehaničkim mešanjem, kolone bez mehaničkog mešanja, linijski mešači, centrifugalni ekstraktori, itd.

[0118] Za razliku od skidanja rastvorom mono-amonijum fosfata, za koje je utvrđeno da se zasniva na ravnoteži ekstrakcije, skidanje rastvorom di-amonijum fosfata zasniva se na konverziji fosforne kiseline u rastvorenu so.

[0119] Veruje se da se radi o sledećoj reakciji:

(NH4)2HPO4+ H3PO4= 2 NH4H2PO4

[0120] Pošto se skidanje pomoću rastvora di-amonijum fosfata ne zasniva na ravnoteži ekstrakcije, potpuno skidanje je moguće postići u samo jednom kontaktnom stadijumu. Dakle kada se koristi rastvor di-amonijum fosfata za skidanje, poželjna oprema za tečno-tečnu ekstrakciju je mešačtaložnik sa jednom jedinicom.

[0121] Skidanje fosforne kiseline iz napunjenog rastvarača, koji se ne meša sa vodom, prema predmetnom primeru izvođenja obavlja se pomoću recikliranog rastvora 4A di-amonijum fosfata, poželjno na takav način da se ne premaši rastvorljivost mono-amonijum fosfata ili di-amonijum fosfata. Ovo omogućava rad sa samo dve faze tokom skidanja u mešaču-taložniku.

[0122] U skladu sa predmetnim primerom izvođenja, skidanje fosforne kiseline iz napunjenog rastvarača 3A koji se ne meša sa vodom obavlja se pomoću rastvora 4A di-amonijum fosfata, čime ne dolazi do taloženja mono-amonijum fosfata ili diamonijum fosfata. Utvrđeno je da, ako se tokom skidanja odnos faza kontroliše do određenog nivoa rastvarača 3A u odnosu na rastvor 4A di-amonijum fosfata, taloženje mono-amonijum fosfata može u potpunosti da se izostavi. Odnos faza rastvarača 3A i rastvora 4A di-amonijum fosfata u kome do taloženja mono-amonijum fosfata ne dolazi, zavisi od punjenja fosforne kiseline u rastvaraču 3A koji se ne meša sa vodom i koncentracije rastvora 4A di-amonijum fosfata. Ovo znači da je potrebno da odnos faza poželjno bude prilagođen za svaki pojedini uslov rada.

[0123] Rastvor amonijum fosfata, tj. ulazni rastvor 4A za skidanje, je u postavci ovog primera izvođenja za testiranje, sastavljen od recikliranog rastvora di-amonijum fosfata koji ima koncentraciju od oko 40 težinskih procenata i pH od oko 8.

[0124] Slično kao i skidanje pomoću rastvora mono-amonijum fosfata, skidanje rastvorom diamonijum fosfata može da se koristi za povećanje koncentracije fosfata u rastvoru 6 za skidanje u odnosu na originalnu koncentraciju u rastvaraču 3A, koji se ne meša sa vodom. Ovo se ostvaruje kada je odnos organske prema vodenoj fazi tokom procesa skidanja veći od 1. U principu, viša koncentracija di-amonijum fosfata 4A, omogućiće viši odnos organske faze prema vodenoj, tokom skidanja. Viša koncentracija di-amonijum fosfata može da se dobije radom na višoj temperaturi.

Odnos organske i vodene faze ne sme da se poveća do nivoa na kojima tokom procesa skidanja dolazi do taloženja mono-amonijum fosfata.

[0125] Odnos faza se izračunava za specifične uslove rada i temperaturu u skladu sa rastvorljivošću uključenih jonskih vrsta. Za punjenje fosforne kiseline u 1 molarnom rastvaraču 3A, koji se ne meša sa vodom, i 4 molarnoj koncentraciji 4A di-amonijum fosfata, odnos organske i vodene faze od 2:1 je dovoljan da se ne obrazuju nikakvi talozi.

[0126] Ako se vratimo na sl. 6, rastvor 6 za skidanje je sastavljen od smeše NH4H2PO4i (NH4)2HPO4. Odnos (NH4)2HPO4prema NH4H2PO4u dobijenom rastvoru 6 za skidanje je, dakle, važan pošto je neophodna dovoljna količina (NH4)2HPO4da se tokom procesa skidanja u odeljku 20 za skidanje ne bi obrazovali talozi mono-amonijum fosfata. Rastvor 6 za skidanje se meša sa suspenzijom amonijum fosfata koja sadrži (NH4)3PO451A. pH u reaktoru 30 za mešanje obično se održava na oko pH=8. Suspenzija 31A koja izlazi iz reaktora 30 za mešanje sastavljena je od kristala (NH4)2HPO4u zasićenom rastvoru (NH4)2HPO4. Suspenzija 31A koja izlazi iz reaktora 30 za mešanje uvodi se u deo 40 za uklanjanje taloga. U ovom primeru izvođenja, deo 40 za uklanjanje taloga je konfigurisan za odvajanje istaloženih kristala 44 diamonijum fosfata iz rastvora 9A diamonijum fosfata. Odvajanje može da se obavi bilo kojom tehnikom odvajanja čvrsto-tečno, kao što su filtracija, taloženje ili centrifugiranje, itd.

[0127] Odvojeni kristali mogu da se osuše i/ili granulišu u skladu sa poznatim postupcima za obrazovanje krajnjih proizvoda di-amonijum fosfata. Odvojeni kristali mogu takođe da se pomešaju sa drugim sastojcima kao što su azot i kalijum, obrazujući tako različita đubriva.

[0128] Vodeni rastvor 9A di-amonijum fosfata koji izlazi iz dela 40 za uklanjanje taloga, deli se na dva dela, 4A i 72A. Jedan deo vodenog rastvora 4A di-amonijum fosfata reciklira se nazad u odeljak 20 za skidanje. Drugi deo 72A vodenog rastvora di-amonijum fosfata amonifikuje se dodavanjem gasovitog ili tečnog amonijaka. Dodavanje amonijaka u vodeni rastvor 72A diamonijum fosfata dovodi do stvaranja toplote i obrazovanja suspenzije 73A. Toplota neutralizacije se uklanja pomoću izmenjivača 52 toplote. Amonifikovana suspenzija 73A sastavljena je od smeše (NH4)2HPO4i (NH4)3PO4. Dodavanje amonijaka trebalo bi da bude proporcionalno punjenju fosfata u rastvaraču 3A, koji se ne meša sa vodom. Ohlađena suspenzija 51A se obezbeđuje u reaktor 30 za mešanje kako je opisano prethodno u tekstu.

[0129] U drugom primeru izvođenja, ulazni rastvor za skidanje je smeša NH4H2PO4i (NH4)2HPO4. Ulazni rastvor za skidanje ima takav odnos N/P i koncentraciju fosfatnih jona da onemogućava kristale monoamonijum fosfata ili diamonijum fosfata da se talože kada se dovedu u kontakt sa rastvaračem napunjenim fosfatom u odeljku za skidanje. Ako smeša ulaznog rastvora za skidanje ima više od 20% (NH4)2HPO4, rastvarač mora da bude alkohol koji se ne meša sa vodom kako bi se izbeglo obrazovanje emulzije, kako je objašnjeno ranije u tekstu. Ako smeša ulaznog rastvora

1

za skidanje sadrži manje od 20% (NH4)2HPO4, može da se koristi bilo koji rastvarač koji se ne meša sa vodom.

[0130] Ako ulazni rastvor za skidanje ima takav odnos N/P i koncentraciju fosfatnih jona da dovodi do taloženja kristala monoamonijum fosfata ili diamonijum fosfata kada se dovedu u kontakt sa rastvarač napunjenim fosfatom u odeljku za skidanje, odeljak za skidanje mora da bude dizajniran kao trofazni odeljak za skidanje. Deo za uklanjanje taloga je tada konfigurisan za odvajanje kristala monoamonijum fosfata iz napunjenog rastvora za skidanje koji izlazi iz odeljka za skidanje. Ovo je uobičajena situacija kada se u ulaznom rastvoru za skidanje koristi samo (NH4)2HPO4. U tom slučaju, kao rastvarač mora da se koristi alkohol koji se ne meša sa vodom.

[0131] Kada je ulazni rastvor za skidanje smeša NH4H2PO4i (NH4)2HPO4, sistem poželjno sadrži jedinicu za kontrolu mešanja, konfigurisanu da kontroliše sastav ulaznog rastvora 4 za skidanje.

[0132] Drugi primer izvođenja koji omogućava proizvodnju mono-amonijum fosfata je ilustrovan na sl.7. U ovom primeru izvođenja rastvor 4A za skidanje je sastavljen od (NH4)2HPO4, a rastvarač 3A, koji se ne meša sa vodom, sastavljen je od alkohola dugog lanca, kao što je n-heptanol, kako se tokom ponovljene upotrebe rastvarača za ekstrakciju fosforne kiseline ne bi obrazovale emulzije, kao što je ranije u tekstu razmatrano.

[0133] Napunjeni rastvarač 3A koji se ne meša sa vodom skida se pomoću rastvora 4A za skidanje i dovodi do obrazovanja tri faze; skinutog rastvarača 5A, napunjenog rastvora za skidanje i istaloženih kristala NH4H2PO4. Skinuti rastvarač 5A se odvaja i ponovo koristi za ekstrakciju fosforne kiseline. Vodena faza koja napušta odeljak za skidanje, tj. rastvor 6B za skidanje je sada sastavljen od kristala NH4H2PO4u zasićenom rastvoru NH4H2PO4. Mali problem sa ovim primerom izvođenja je to što kristali NH4H2PO4obrazovani na taj način sadrže previsoke nivoe zaostalog rastvarača. Kako bi se taj zaostali rastvarač uklonio, rastvor 6B za skidanje se meša sa recikliranim rastvorom 26 mono-amonijum fosfata u zapremini 25 za ispiranje. Ovo ispiranje omogućava odvajanje rezidualnog rastvarača pri višem odnosu vodene faze prema organskoj i rezidualni rastvarač 15 može da se reciklira u odeljak 10 za ekstrakciju. Suspenzija kristala NH4H2PO4u zasićenom rastvoru 27 NH4H2PO4uvodi se u deo 40 za uklanjanje taloga nakon odvajanja rezidualnog rastvarača 15. U delu 40 za uklanjanje taloga se kristali 41 mono-amonijum fosfata odvajaju od matične tečnosti.

[0134] Prvi deo 28 razdvojenog rastvora 9 mono-amonijum fosfata obezbeđuje se u sistem 70 za dodavanje kako bi bio amonifikovan dodavanjem amonijaka iz izvora amonijaka 60. Obrazuje se rastvor 4A sastavljen od (NH4)2HPO4. Ova reakcija neutralizacije takođe stvara toplotu, koja se hladi izmenjivačem 52 toplote sistema 50 za hlađenje. Posle hlađenja u izmenjivaču 52 toplote, rastvor 4A di-amonijum fosfata ponovo se koristi za skidanje.

2

[0135] Drugi deo 26 razdvojenog rastvora 9 mono-amonijum fosfata koristi se ponovo za razdvajanje rezidualnog rastvarača, kao što je opisano ovde u prethodnom tekstu.

[0136] Trofazni odeljak za skidanje takođe je primenjiv u sistemima gde se smeša NH4H2PO4i (NH4)2HPO4koristi kao ulazni rastvor za skidanje, i gde odnos N/P i koncentracija fosfatnih jona dovode do taloženja kristala monoamonijum fosfata kada se dovedu u kontakt sa rastvaračem napunjenim fosfatom, u odeljku za skidanje. Ako je molarna količina NH4H2PO4jednaka ili 4 puta veća od molarne količine (NH4)2HPO4, može da se koristi bilo koji rastvarač koji se ne meša sa vodom, npr. tributil fosfat u pogodnom razblaživaču. U suprotnom, neophodno je da se kao rastvarač koristi alkohol koji se ne meša sa vodom. Drugim rečima, napunjeni rastvarač 3A koji se ne meša sa vodom, skida se pomoću rastvora za skidanje 4A sastavljenog od smeše NH4H2PO4i (NH4)2HPO4u kojoj molarna koncentracija NH4H2PO4≥ 80% u odnosu na ukupne molove fosfata, ako se kao rastvarač koristi nealkoholno jedinjenje. Proces skidanja dovodi do obrazovanja tri faze.

[0137] U sistemu mogu da se sprovedu manje izmene. One su na sl. 7 naznačene tačkastim linijama. U ovom cilju, omogućava se da treći deo 29 razdvojenog rastvora 9 mono-amonijum fosfata zaobiđe sistem za dodavanje, što znači da se nakon hlađenja u izmenjivaču 52 toplote, rastvor di-amonijum fosfata meša sa trećim delom 29 razdvojenog rastvora mono-amonijum fosfata, koji obrazuje rastvor 4A sastavljen od smeše NH4H2PO4i (NH4)2HPO4. Poželjno, sistem za dodavanje sadrži dodatnu kontrolu konfigurisanu da dodaje tok rastvora za skidanje direktno iz odvoda dela 40 za uklanjanje taloga sa tokom rastvora koji sadrži diamonijum fosfat iz izmenjivača 52 toplote kako bi se dobio neophodan odnos N/P u odeljku 20 za skidanje.

[0138] Kao što je prethodno u tekstu pomenuto, u slučaju kada je molarna koncentracija NH4H2PO4≥ 80% u odnosu na ukupan molarni fosfat koji se ponovljeno koristi za skidanje, rastvarač može da bude nealkoholni rastvarač. U tom slučaju problemi sa rezidualnim rastvaračem u kristalima mono-amonijum fosfata su značajno smanjeni i obezbeđivanje pranja kristala, dakle, može da se izostavi.

[0139] Upotreba trofaznog odeljka 20 za skidanje takođe može da se kombinuje sa proizvodnjom bilo kog, ili oba, od MAP i DAP. Jedan primer izvođenja je ilustrovan na sl. 8. Suspenzija 85 kristala monoamonijum fosfata u zasićenom rastvoru monoamonijum izvodi se iz dela 40 za uklanjanje taloga i uvodi u reaktor 32 za mešanje DAP. Amonijak se dodaje i toplota neutralizacije se hladi, po analogiji sa primerom izvođenja na sl.3. Međutim, u primeru izvođenja sa sl.8, rastvor 45 diamonijum fosfata iz dela 43 za uklanjanje DAP taloga je tu umesto da se vrati kako bi se koristio kao rastvor za skidanje. Ako je količina kristala diamonijum fosfata preniska za održavanje ulaznog rastvora za skidanje, tok monoamonijum fosfata 86 može da se izvede iz dela 40 za uklanjanje taloga, i amonijak može da se doda kako bi se rastvor preveo u rastvor diamonijum fosfata. Izborno, sistem za hlađenje može da bude povezan sa tim tokom.

[0140] Ako je rastvor za skidanje sastavljen od smeše NH4H2PO4i (NH4)2HPO4, deo 87 rastvora monoamonijum fosfata iz dela 40 za uklanjanje taloga može da se meša u ulazni rastvor za skidanje bez prolaska kroz sistem 70 za dodavanje. I ovde kontrola dodavanja može da bude obezbeđena i konfigurisana da dodaje tok rastvora za skidanje direktno iz odvoda dela 40 za uklanjanje taloga sa tokom rastvora koji sadrži diamonijum fosfat, kako bi se dobio potreban N/P odnos u odeljku 20 za skidanje.

[0141] Ako rastvarač nije alkohol, sistem za pranje kristala takođe može da se izostavi.

[0142] Ovde opisane primere izvođenja potrebno je razumeti kao nekoliko ilustrativnih primera predmetnog pronalaska. Stručnjaci u oblasti će razumeti da različite modifikacije, kombinacije i izmene mogu da se izvrše u ovim primerima izvođenja, a da se pritom ne odstupi od obima predmetnog pronalaska. Na primer, paralelna proizvodnja mono-amonijum fosfata i di-amonijum fosfata u skladu sa principima koji su opisani prethodno u tekstu, proizvodnja di-amonijum fosfata reakcijom suspenzije tri-amonijum fosfata sa rastvorom za skidanje sastavljenim od monoamonijum fosfata i fosforne kiseline, i proizvodnja di-amonijum fosfata u kombinaciji sa skidanjem pomoću rastvora diamonijum fosfata, pri čemu je mono-amonijum fosfat intermedijer. Obim predmetnog pronalaska, definisan je, međutim, priloženim patentnim zahtevima.

4

Claims (19)

Patentni zahtevi

1. Sistem (100) za proizvodnju čistih amonijum fosfata, koji sadrži:

odeljak (10) za ekstrakciju, konfigurisan za izvođenje tečno-tečne ekstrakcije fosfata između napojne tečnosti (1) koja sadrži fosfornu kiselinu, i rastvarača (5);

pri čemu navedeni rastvarač (5) ima rastvorljivost u vodi od manje od 2%, i poželjno manje od 1%;

gde navedena napojna tečnost (1) u osnovi ne sadrži nitratne jone;

pri čemu odeljak (10) za ekstrakciju ima prvi dovod (11) ekstrakcije za obezbeđivanje navedene napojne tečnosti (10), drugi dovod (13) ekstrakcije za obezbeđivanje navedenog rastvarača (5), prvi odvod (12) ekstrakcije za isporuku navedene napojne tečnosti (2) najmanje delimično osiromašene fosfatom i drugi odvod (14) ekstrakcije za isporuku navedenog rastvarača (3) napunjenog fosfatom;

odeljak (20) za skidanje, konfigurisan za izvođenje tečno-tečne ekstrakcije fosfata između navedenog rastvarača (3) napunjenog fosfatom i ulaznog rastvora (4) za skidanje;

gde navedeni odeljak (20) za skidanje ima prvi dovod (21) skidanja, povezan sa navedenim drugim odvodom (14) ekstrakcije za obezbeđivanje navedenog rastvarača (3) napunjenog fosfatom, drugi dovod (24) skidanja za obezbeđivanje navedenog ulaznog rastvora (4) za skidanje, prvi odvod (22) skidanja za isporuku navedenog rastvarača najmanje delimično osiromašenog fosfatom i drugi odvod (23) skidanja za isporuku izlaznog rastvora (6) za skidanje;

gde je navedeni prvi odvod (22) skidanja povezan sa navedenim drugim dovodom (13) ekstrakcije u cilju recirkulacije navedenog rastvarača (3) najmanje delimično osiromašenog fosfatom, za dodatnu ekstrakciju fosfata;

izvor amonijaka (60) sadržan u sistemima (90) za završnu obradu, povezan sa navedenim drugim odvodom (23) skidanja;

sistem (70) za dodavanje povezan sa navedenim izvorom amonijaka (60);

sistem (50) za hlađenje konfigurisan za hlađenje toplote koja se stvara kada se navedeni amonijak iz navedenog izvora amonijaka (60) doda u najmanje delimični tok rastvora za skidanje; deo (40) za uklanjanje taloga konfigurisan za odvajanje kristala iz navedenog izlaznog rastvora za skidanje;

gde je navedeni sistem (70) za dodavanje konfigurisan za dodavanje amonijaka iz navedenog izvora amonijaka u navedeni najmanje delimični tok rastvora za skidanje pre ili posle navedenog dela (40) za uklanjanje taloga; i

sistem (80) za recirkulaciju povezan između odvoda iz navedenog dela (40) za uklanjanje taloga i navedenog drugog dovoda (24) skidanja navedenog odeljka (20) za skidanje, gde je navedeni sistem (80) za recirkulaciju konfigurisan za ponovnu upotrebu rastvora (9) za skidanje iz navedenog dela (40) za uklanjanje taloga u vidu ulaznog rastvora (4) za skidanje;

pri čemu je navedeni ulazni rastvor (4) za skidanje vodeni rastvor amonijum fosfata;

gde važi najmanje jedno od:

najmanje 80% navedenog amonijum fosfata u navedenom ulaznom rastvoru (4) za skidanje je monoamonijum fosfat; i

navedeni rastvarač (3) je alkohol koji se ne meša sa vodom.

2. Sistem prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što najmanje 80% navedenog amonijum fosfata u navedenom ulaznom rastvoru (4) za skidanje predstavlja monoamonijum fosfat.

3. Sistem prema patentnom zahtevu 2, naznačen time što sav navedeni amonijum fosfat u navedenom ulaznom rastvoru (4) za skidanje predstavlja monoamonijum fosfat, i što dodatno sadrži sistem (35) za snabdevanje diamonijum fosfatom i reaktor (30) za mešanje, pri čemu je navedeni reaktor (30) za mešanje povezan sa navedenim drugim odvodom (23) skidanja navedenog odeljka (20) za skidanje i sa navedenim sistemom (35) za snabdevanje diamonijum fosfatom, i konfigurisan za mešanje rastvora (51) diamonijum fosfata u najmanje deo toka navedenog izlaznog rastvora (6) za skidanje iz navedenog odeljka (20) za skidanje;

gde je navedeni sistem (50) za hlađenje konfigurisan za održavanje temperature navedenog napunjenog rastvora za skidanje ispod temperature zasićenja za monoamonijum fosfat, čime se uzrokuje taloženje kristala monoamonijum fosfata iz zasićenog rastvora monoamonijum fosfata; pri čemu je navedeni deo (40) za uklanjanje taloga konfigurisan za odvajanje navedenih kristala monoamonijum fosfata.

4. Sistem prema patentnom zahtevu 3, naznačen time što

navedeni sistem (35) za snabdevanje diamonijum fosfatom sadrži navedeni sistem (70) za dodavanje;

navedeni sistem (70) za dodavanje sadrži dovod povezan sa navedenim delom (40) za uklanjanje taloga u cilju snabdevanja delimičnim tokom navedenog rastvora za skidanje;

gde je navedeni sistem (70) za dodavanje konfigurisan za dodavanje navedenog amonijaka iz navedenog izvora amonijaka (60) u navedeni delimični tok navedenog rastvora za skidanje čime se obrazuje rastvor (51) koji sadrži diamonijum fosfat;

gde je navedeni sistem (70) za dodavanje dodatno konfigurisan za vraćanje navedenog rastvora (51) koji sadrži diamonijum fosfat u navedeni reaktor (30) za mešanje diamonijum fosfata.

5. Sistem prema patentnom zahtevu 4, naznačen delom za proizvodnju diamonijum fosfata, konfigurisanim za dodavanje amonijaka u tok koji potiče iz navedenog napunjenog rastvora (6) za skidanje koji sadrži monoamonijum fosfat, što dovodi do taloženja kristala diamonijum fosfata iz zasićenog rastvora diamonijum fosfata.

6. Sistem prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što je navedeni rastvarač alkohol koji se ne meša sa vodom.

7. Sistem prema patentnom zahtevu 2 ili 6, naznačen

jedinicom za kontrolu mešanja, konfigurisanom da kontroliše sastav navedenog ulaznog rastvora (4) za skidanje;

gde je navedena jedinica za kontrolu mešanja konfigurisana da kontroliše navedeni ulazni rastvor (4) za skidanje tako da ima odnos N/P i koncentraciju fosfatnih jona koji sprečavaju taloženje kristala monoamonijum fosfata ili diamonijum fosfata kada su dovedeni u kontakt sa navedenim rastvaračem (3) napunjenim fosfatom, u navedenom odeljku (20) za skidanje.

8. Sistem prema patentnom zahtevu 2 ili 6, naznačen

jedinicom za kontrolu mešanja, konfigurisanom da kontroliše sastav navedenog ulaznog rastvora (4) za skidanje;

gde je navedena jedinica za kontrolu mešanja konfigurisana da kontroliše navedeni ulazni rastvor (4) za skidanje tako da ima odnos N/P i koncentraciju fosfatnih jona koji izazivaju taloženje kristala monoamonijum fosfata ili diamonijum fosfata kada su dovedeni u kontakt sa navedenim rastvaračem napunjenim fosfatom, u navedenom odeljku za skidanje;

pri čemu je pomenuti odeljak za skidanje trofazni odeljak za skidanje;

gde je navedeni deo za uklanjanje taloga konfigurisan za odvajanje navedenih kristala monoamonijum fosfata od navedenog napunjenog rastvora za skidanje koji izlazi iz navedenog odeljka za skidanje.

9. Sistem prema patentnom zahtevu 8, naznačen time što

je navedeni sistem (70) za dodavanje konfigurisan za dodavanje amonijaka iz navedenog izvora amonijaka (60) u delimični tok navedenog rastvora za skidanje, čime se formira rastvor koji sadrži diamonijum fosfat;

pri čemu navedeni sistem (70) za dodavanje sadrži navedeni sistem (50) za hlađenje; i

navedeni sistem (70) za dodavanje dodatno sadrži navedenu kontrolu mešanja;

gde je navedena kontrola mešanja konfigurisana da meša tok navedenog rastvora za skidanje direktno iz navedenog odvoda navedenog dela za uklanjanje taloga sa tokom navedenog rastvora koji sadrži diamonijum fosfat, kako bi se dobio navedeni odnos N/P.

10. Sistem prema patentnom zahtevu 6, naznačen time što sav amonijum fosfat u navedenom ulaznom rastvoru za skidanje predstavlja diamonijum fosfat;

pri čemu navedeni sistem sadrži:

kontrolu toka ulaznog rastvora (4) za skidanje, konfigurisanu da obezbedi tok navedenog ulaznog rastvora za skidanje dovoljan da skine navedeni fosfat iz navedenog rastvarača bez izazivanja bilo kakvog taloženja kristala;

sistem (35A) za snabdevanje triamonijum fosfatom konfigurisan za mešanje suspenzije (51A) triamonijum fosfata u tok navedenog izlaznog rastvora (6) za skidanje iz navedenog odeljka (20) za skidanje;

gde je navedeni sistem (50) za hlađenje konfigurisan za održavanje temperature navedenog napunjenog rastvora za skidanje ispod temperature zasićenja za diamonijum fosfat, što dovodi do taloženja kristala diamonijum fosfata iz zasićenog rastvora diamonijum fosfata;

pri čemu je navedeni deo (40) za uklanjanje taloga konfigurisan za odvajanje navedenih kristala diamonijum fosfata.

11. Sistem prema patentnom zahtevu 6, naznačen

kontrolom toka rastvora za skidanje, konfigurisanom da obezbedi tok navedenog ulaznog rastvora (4) za skidanje koji je dovoljno nizak da dovede do taloženja monoamonijum fosfata kada se navedeni ulazni rastvor (4) za skidanje dovede u kontakt sa navedenim rastvaračem (3) napunjenim fosfatom u navedenom odeljku (20) za skidanje;

pri čemu je pomenuti odeljak (20) za skidanje trofazni odeljak za skidanje;

gde je navedeni deo (40) za uklanjanje taloga konfigurisan za odvajanje navedenih kristala monoamonijum fosfata iz navedenog napunjenog rastvora (6) za skidanje koji izlazi iz navedenog odeljka (20) za skidanje; i

gde je zapremina za ispiranje (25), povezana sa navedenim drugim odvodom (23) navedenog odeljka (20) za skidanje i konfigurisana za ispiranje navedenih istaloženih kristala monoamonijum fosfata u navedenom rastvoru (6) za skidanje koji izlazi iz navedenog odeljka (20) za skidanje, rastvorom monoamonijum fosfata iz navedenog odvoda iz navedenog dela (40) za uklanjanje taloga.

12. Sistem prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 11, naznačen time što je navedeni sistem (70) za dodavanje konfigurisan za dodavanje određene količine amonijačne supstance u navedeni sistem (70) za dodavanje, u zavisnosti od količine supstance skinutog fosfata u navedenom rastvoru (6) za skidanje koji izlazi iz drugog odvoda (23) skidanja, navedenog odeljka (20) za skidanje.

13. Postupak za proizvodnju čistih amonijum fosfata, koji sadrži korake:

- ekstrakcije (210) fosfata iz napojne tečnosti (1) koja sadrži fosfornu kiselinu, tečno-tečnom ekstrakcijom, u rastvarač (5);

gde navedeni rastvarač (5) ima rastvorljivost u vodi od manje od 2%, i poželjno manje od 1%; gde navedena napojna tečnost (1) u osnovi ne sadrži nitratne jone;

- skidanja (212) najmanje dela navedenog fosfata iz navedenog rastvarača, tečno-tečnom ekstrakcijom, u ulazni rastvor (4) za skidanje;

- razdvajanje (214) rastvora (6) za skidanje napunjenog skinutim fosfatom i navedenog rastvarača (5) najmanje delimično osiromašenog fosfatom;

- recirkulacije (216) navedenog rastvarača (5) najmanje delimično osiromašenog fosfatom u cilju dodatne ekstrakcije fosfata u navedenom koraku ekstrahovanja;

- dodavanja (220) amonijaka u najmanje delimični tok koji sadrži navedeni rastvor za skidanje;

- hlađenja (222) toplote stvorene kada se navedeni amonijak dodaje u navedeni najmanje delimični tok navedenog rastvora za skidanje;

- uklanjanja (224) kristala iz navedenog napunjenog rastvora za skidanje;

pri čemu najmanje delimični tok u koji se amonijak dodaje, predstavlja najmanje delimični tok navedenog rastvora za skidanje pre ili posle navedenog koraka uklanjanja kristala (224);

- recirkulacije (226) navedenog rastvora za skidanje posle navedenog koraka uklanjanja kristala, da bi se koristio kao ulazni rastvor (4) za skidanje u pomenutom koraku skidanja;

pri čemu je navedeni ulazni rastvor (4) za skidanje vodeni rastvor amonijum fosfata;

gde važi najmanje jedno od:

najmanje 80% navedenog amonijum fosfata u navedenom ulaznom rastvoru (4) za skidanje je monoamonijum fosfat; i

gde je navedeni rastvarač (5) alkohol koji se ne meša sa vodom.

14. Postupak prema patentnom zahtevu 13, naznačen time što najmanje 80% navedenog amonijum fosfata u navedenom ulaznom rastvoru (4) za skidanje predstavlja monoamonijum fosfat.

15. Postupak prema patentnom zahtevu 14, naznačen time što sav navedeni amonijum fosfat u navedenom ulaznom rastvoru (4) za skidanje predstavlja monoamonijum fosfat, i dodatnim koracima:

mešanja rastvora (51) diamonijum fosfata u najmanje deo toka navedenog rastvora (6) za skidanje napunjenog skinutim fosfatom;

održavanja temperature navedenog napunjenog rastvora za skidanje ispod temperature zasićenja za monoamonijum fosfat;

izazivanja taloženja kristala monoamonijum fosfata iz zasićenog rastvora monoamonijum fosfata; pri čemu navedeni korak uklanjanja (224) kristala sadrži odvajanje navedenih kristala monoamonijum fosfata.

16. Postupak prema patentnom zahtevu 15, naznačen

dodavanjem navedenog amonijaka u navedeni delimični tok navedenog rastvora za skidanje, čime se obrazuje rastvor (51) koji sadrži diamonijum fosfat;

vraćanjem navedenog rastvora (51) koji sadrži diamonijum fosfat u navedeni rastvor (6) za skidanje napunjen skinutim fosfatom.

17. Postupak prema patentnom zahtevu 13, naznačen time što je navedeni rastvarač alkohol koji se ne meša sa vodom.

18. Postupak prema patentnom zahtevu 14 ili 17, naznačen

kontrolisanjem sastava navedenog ulaznog rastvora (4) za skidanje.

19. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 13 do 18, naznačen time što se navedeni korak dodavanja izvodi da bi se dodala količina amonijačne supstance u zavisnosti od količine supstance skinutog fosfata u navedenom rastvoru (6) za skidanje, nakon navedenog skidanja.

4