RU2805234C1 - Method for producing complex phosphorus-comprising granulated fertilizers - Google Patents
Method for producing complex phosphorus-comprising granulated fertilizers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805234C1 RU2805234C1 RU2023103288A RU2023103288A RU2805234C1 RU 2805234 C1 RU2805234 C1 RU 2805234C1 RU 2023103288 A RU2023103288 A RU 2023103288A RU 2023103288 A RU2023103288 A RU 2023103288A RU 2805234 C1 RU2805234 C1 RU 2805234C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- neutralization
- ratio
- ammonia
- granulator
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 25
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 8
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 27
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 53
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 abstract description 2
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 239000005696 Diammonium phosphate Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 2
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 2
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000006012 monoammonium phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZLMXYBCAZZIRQ-UHFFFAOYSA-N [N].[P].[K] Chemical compound [N].[P].[K] WZLMXYBCAZZIRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical class [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к производству на одной установке гранулированных сложных NPKS/NPK/NPS/NP-удобрений, повсеместно применяемых в сельском хозяйстве. Российская Федерация обладает мощной и развитой промышленностью минеральных удобрений, которая позволяет не только полностью удовлетворять потребности отечественного сельского хозяйства, но и значительный объем поставлять на внешний рынок. В современных условиях, при периодически меняющихся спросе и ценах на различные марки удобрений, большое значение приобретает создание интенсивных, высокопроизводительных, энергосберегающих, экологичных технологий, позволяющих выпускать высококачественные удобрения различных марок на одной установке без ухудшения качества продукта и существенного снижения производительности и максимально быстро удовлетворять потребности как внутреннего, так и внешнего рынка.The invention relates to the production of granular complex NPKS/NPK/NPS/NP fertilizers, widely used in agriculture, in one installation. The Russian Federation has a powerful and developed mineral fertilizer industry, which allows it not only to fully satisfy the needs of domestic agriculture, but also to supply a significant amount to the foreign market. In modern conditions, with periodically changing demand and prices for various brands of fertilizers, it is of great importance to create intensive, high-performance, energy-saving, environmentally friendly technologies that make it possible to produce high-quality fertilizers of various brands in one installation without deteriorating the quality of the product and a significant reduction in productivity and to satisfy needs as quickly as possible both domestic and foreign markets.
Известен ряд различных способов получения фосфорсодержащих гранулированных удобрений с применением схемы аммонизатор-гранулятор - сушильный барабан:There are a number of different methods for producing phosphorus-containing granular fertilizers using the ammonizer-granulator - drying drum scheme:
1) способ производства удобрения с питательными микроэлементами (Патентный документ RU 2393136), включающий в себя нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком в одном трубчатом реакторе и параллельно в емкостном нейтрализаторе с подачей полученных пульп отдельными потоками в аммонизатор-гранулятор, в котором происходит их донейтрализация аммиаком с получением гранулированного продукта. Различные питательные микроэлементы (цинк, марганец, железо, медь, молибден, бор, хлор, кобальт и натрий) добавляют к фосфорной кислоте для растворения при интенсивном перемешивании до стадии нейтрализации. В патенте внимание уделено конструкции крестообразного трубчатого реактора и аммонизатора-гранулятора, а также расположению относительно друг друга форсунок внутри гранулятора, предназначенных для распыла пульпы из емкостного нейтрализатора и трубчатого реактора. В предложенном способе производства удобрений для управления процесса гранулирования предлагается применение различных конструкций трубчатых реакторов, а также перераспределение подаваемых фосфорной кислоты и аммиака между емкостным нейтрализатором и трубчатым реактором. Однако, в данном способе не выделяются какие-либо технологические параметры работы в заданных диапазонах значений для управления процессом, в том числе регулирования соотношения Ж:Т на стадии гранулирования. Способ позволяет получать на установке только ограниченный ассортимент марок, а именно МАФ и ДАФ с микроэлементами;1) a method for producing fertilizers with micronutrients (Patent document RU 2393136), which includes the neutralization of phosphoric acid with ammonia in one tubular reactor and in parallel in a capacitive neutralizer with the supply of the resulting pulps in separate streams to the ammoniator-granulator, in which they are further neutralized with ammonia to obtain granular product. Various micronutrients (zinc, manganese, iron, copper, molybdenum, boron, chlorine, cobalt and sodium) are added to phosphoric acid to dissolve with vigorous stirring until the neutralization stage. The patent pays attention to the design of the cross-shaped tubular reactor and the ammonizer-granulator, as well as the relative position of the nozzles inside the granulator, designed to spray the pulp from the capacitive neutralizer and the tubular reactor. In the proposed method of producing fertilizers, to control the granulation process, it is proposed to use various designs of tubular reactors, as well as redistribute the supplied phosphoric acid and ammonia between a capacitive neutralizer and a tubular reactor. However, this method does not highlight any technological operating parameters in specified ranges of values for process control, including regulation of the L:S ratio at the granulation stage. The method allows the installation to produce only a limited range of brands, namely MAF and DAF with microelements;
2) способ получения комплексных минеральных удобрений (Патентный документ RU 2424219), включающий в себя нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком в реакторе-смесителе, затем смешивание полученной пульпы с серной кислотой и нейтрализацию аммиаком в трубчатом реакторе. Образующаяся пульпа из трубчатого реактора распыляется в аммонизаторе-грануляторе на смесь ретура, хлористого калия и карбамида. Предложенный способ производства удобрений предполагает ввод всей серной кислоты на вторую стадию нейтрализации в трубчатый реактор для снижения коррозионной активности среды на первой стадии нейтрализации. Вместе с тем ввод серной кислоты только через трубчатый реактор имеет существенные ограничения, поскольку из-за выделения большого количества тепла в результате протекания реакции нейтрализации серной кислоты аммиаком в трубчатый реактор требуется подавать большое количество воды для снижения температуры и поддержания необходимой влажности суспензии на выходе. Образующийся пар в трубчатом реакторе в большом количестве поступает в аммонизатор-гранулятор, что, при увеличении расхода серной кислоты, будет приводить к достижению точки росы в паровоздушной газовой смеси, конденсации воды на стадии гранулирования, переувлажнению гранулируемой массы и, как следствие, к нарушению технологического процесса. Учитывая вышеуказанное, такой способ производства не позволяет регулировать технологические параметры на стадии нейтрализации и гранулирования в широких диапазонах для выпуска различных марок, вследствие чего ассортимент ограничен NPK(S)-удобрениями. Производительность системы ограничена максимальным расходом серной кислоты в трубчатый реактор, при котором в аммонизаторе-грануляторе не достигается точка росы с конденсацией испаренной воды;2) a method for producing complex mineral fertilizers (Patent document RU 2424219), including neutralization of phosphoric acid with ammonia in a mixing reactor, then mixing the resulting pulp with sulfuric acid and neutralization with ammonia in a tubular reactor. The resulting pulp from the tubular reactor is sprayed into an ammoniator-granulator into a mixture of retour, potassium chloride and urea. The proposed method for the production of fertilizers involves introducing all the sulfuric acid into a tubular reactor at the second stage of neutralization to reduce the corrosiveness of the environment at the first stage of neutralization. However, introducing sulfuric acid only through a tubular reactor has significant limitations, since due to the release of a large amount of heat as a result of the neutralization reaction of sulfuric acid with ammonia, a large amount of water must be supplied to the tubular reactor to reduce the temperature and maintain the required humidity of the suspension at the outlet. The generated steam in the tubular reactor enters in large quantities into the ammoniator-granulator, which, with an increase in the consumption of sulfuric acid, will lead to the achievement of the dew point in the steam-air gas mixture, water condensation at the granulation stage, waterlogging of the granulated mass and, as a consequence, to a disruption of the technological process. Taking into account the above, this production method does not allow adjusting technological parameters at the stage of neutralization and granulation in a wide range for the production of various brands, as a result of which the range is limited to NPK(S) fertilizers. The performance of the system is limited by the maximum flow of sulfuric acid into the tubular reactor, at which the dew point with condensation of evaporated water is not reached in the ammoniator-granulator;
3) способ получения комплексных минеральных удобрений (Патентный документ RU 2435750), включающий в себя нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком в реакторе-смесителе, затем смешивание полученной пульпы с серной кислотой и нейтрализацию аммиаком в трубчатом реакторе. Пульпу аммонийфосфата и аммонийсульфата распыляют на слой ретура, смешанного с фосфогипсом, в аммонизаторе-грануляторе, куда подают жидкий аммиак до полной нейтрализации пульпы. Сушку осуществляют в сушильном барабане. Предложенный способ производства удобрений предполагает ввод всей серной кислоты на вторую стадию нейтрализации в трубчатый реактор, в результате из трубчатого реактора в аммонизатор-гранулятор поступает большое количества пара, что существенно ограничивает максимальную производительность установки. Данный способ производства не позволяет регулировать технологические параметры на стадии нейтрализации и гранулирования в широких диапазонах для выпуска различных марок, вследствие чего ассортимент ограничен МР(8)-удобрениями;3) a method for producing complex mineral fertilizers (Patent document RU 2435750), including neutralization of phosphoric acid with ammonia in a mixing reactor, then mixing the resulting pulp with sulfuric acid and neutralization with ammonia in a tubular reactor. The ammonium phosphate and ammonium sulfate pulp is sprayed onto a layer of retur mixed with phosphogypsum in an ammoniator-granulator, where liquid ammonia is supplied until the pulp is completely neutralized. Drying is carried out in a drying drum. The proposed method for the production of fertilizers involves introducing all the sulfuric acid into the second stage of neutralization into a tubular reactor; as a result, a large amount of steam enters the ammoniator-granulator from the tubular reactor, which significantly limits the maximum productivity of the installation. This production method does not allow adjusting technological parameters at the stage of neutralization and granulation in wide ranges for the production of various brands, as a result of which the range is limited to MP(8) fertilizers;
4) способ получения сложных удобрений (Патентный документ RU 2404947), включающий получение пульпы фосфатов/сульфатов аммония в три этапа: смешивание фосфорной кислоты с абсорбционной жидкостью и нейтрализация данной смеси аммиаком в емкостном нейтрализаторе, затем нейтрализация полученной пульпы и серной кислоты аммиаком в трубчатом реакторе и доаммонизация в аммонизаторе-грануляторе. Предложенный способ производства удобрений предполагает ввод всей серной кислоты на вторую стадию нейтрализации в трубчатый реактор. Количество жидкой фазы, подаваемой в аммонизатор-гранулятор, регулируется изменением плотности пульпы, подаваемой на трубчатый реактор, за счет изменения расхода воды. При подаче относительно большого количества серной кислоты в трубчатом реакторе в результате реакции образуется большое количества пара, которое поступает в аммонизатор-гранулятор, что приводит к конденсации воды и переувлажнению гранулируемой массы. Данный способ производства не позволяет регулировать технологические параметры на стадии нейтрализации и гранулирования в широких диапазонах для выпуска различных марок, а также производительность системы в этом случае ограничена.4) a method for producing complex fertilizers (Patent document RU 2404947), including the production of ammonium phosphate/sulfate pulp in three stages: mixing phosphoric acid with an absorption liquid and neutralizing this mixture with ammonia in a capacitive neutralizer, then neutralizing the resulting pulp and sulfuric acid with ammonia in a tubular reactor and additional ammoniation in the ammoniator-granulator. The proposed method for the production of fertilizers involves introducing all the sulfuric acid into the second stage of neutralization into a tubular reactor. The amount of liquid phase supplied to the ammoniator-granulator is regulated by changing the density of the pulp supplied to the tubular reactor by changing the water flow. When a relatively large amount of sulfuric acid is fed into a tubular reactor, the reaction results in the formation of a large amount of steam, which enters the ammoniator-granulator, which leads to water condensation and waterlogging of the granulated mass. This production method does not allow adjusting technological parameters at the stage of neutralization and granulation in wide ranges for the production of various brands, and the productivity of the system in this case is limited.
5) способ получения гранулированных удобрений (Кононов А.В., Стерлин В.Н., Евдокимова Л.И./ Основы технологии комплексных удобрений. М., Химия, 1988, с. 206-208; Патентный документ SU 1190974) с установкой двух трубчатых реакторов, один из которых работает на АГ, а второй на сушильный барабан. При этом в трубчатый реактор, работающий на сушильный барабан, поступает концентрированная фосфорная кислота и аммиак из расчета нейтрализации до МО=1,00÷1,05. Пульпа из TP распыливается в объеме сушильного барабана, образуя мелкие гранулы, поступающие вместе с ретуром в аммонизатор-гранулятор, а перегретый пар является дополнительным источником тепла для сушки продукта в сушильном барабане. Данный способ предполагает снижение ретурности процесса, повышение производительности и снижение энергозатрат, однако имеет ряд недостатков, которые не позволили внедрить его на производстве, хотя такие попытки делались, в т.ч. и на двух заводах в РФ. Главный из этих недостатков - из-за колебаний концентрации входящей фосфорной кислоты, выходящие из трубчатого реактора, фосфаты аммония не всегда успевали затвердевать и в виде недосушенных частиц достигали внутренней насадки и обечайки сушильного барабана, что приводило к образованию наростов, нарушало работу оборудования, приводило к продолжительным остановкам и чисткам. Второй недостаток - поступление дополнительного количества твердой фазы в аммонизатор-гранулятор, что в отсутствии механизмов регулирования нарушает соотношение Ж:Т, а именно существенно смещает соотношение Ж:Т от оптимального в сторону с превалированием избытка твердой фазы, и приводит к серьезным осложнениям в управлении гранулирования и выпуску нестандартной по гранулометрическому составу продукции.5) a method for producing granular fertilizers (Kononov A.V., Sterlin V.N., Evdokimova L.I. / Fundamentals of complex fertilizer technology. M., Chemistry, 1988, pp. 206-208; Patent document SU 1190974) with installation two tubular reactors, one of which operates on AG, and the second on a drying drum. At the same time, concentrated phosphoric acid and ammonia are supplied to the tubular reactor operating on the drying drum at the rate of neutralization to MO=1.00÷1.05. The TP pulp is sprayed into the volume of the drying drum, forming small granules that enter the ammoniator-granulator along with the reture, and superheated steam is an additional heat source for drying the product in the drying drum. This method involves reducing the recurrence of the process, increasing productivity and reducing energy costs, however, it has a number of disadvantages that did not allow it to be implemented in production, although such attempts have been made, incl. and at two factories in the Russian Federation. The main one of these disadvantages is that due to fluctuations in the concentration of incoming phosphoric acid, ammonium phosphates leaving the tubular reactor did not always have time to solidify and, in the form of undried particles, reached the internal nozzle and shell of the drying drum, which led to the formation of build-ups, disrupted the operation of the equipment, and led to long stops and cleanings. The second drawback is the entry of an additional amount of solid phase into the ammoniator-granulator, which, in the absence of control mechanisms, violates the F:S ratio, namely, it significantly shifts the F:S ratio from optimal to the side with a predominance of excess solid phase, and leads to serious complications in the management of granulation and production of products with non-standard granulometric composition.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения сложного удобрения (Патент РФ №2177465, кл. С05В 11/08, 11/10, C05G 1/06, 2000 г.) путем постадийной нейтрализации смеси фосфорной и серной кислот в соотношении H2SO4:H3PO4=1:(0,067-3,0) аммиаком до рН 5,8-6,7 на первой стадии, донейтрализации полученной пульпы до необходимой величины рН на второй стадии, введения калийсодержащей добавки либо в пульпу, полученную после первой стадии нейтрализации, либо после донейтрализации в сухом виде или в виде водной суспензии с добавлением глины в количестве до 2%, гранулирования и сушки продукта. Данный способ позволяет производить большой перечень удобрений, а именно азотно-фосфорные и азотно-фосфорно-калийные удобрения с достаточно высоким содержанием серы, а также осуществлять быстрый переход от одной марки удобрения к другой. Тем не менее, из-за отсутствия возможности регулирования соотношения Ж:Т на стадии гранулирования путем перераспределения потоков при выпуске различных марок удобрений производится подача суспензии с высоким содержанием воды, что приводит к необходимости поддержания высокой кратности ретура и соответственно к повышенному расходу энергоресурсов при сушке продукта и к ограничению производительности установки.The closest to the claimed is the method of producing complex fertilizer (RF Patent No. 2177465, class C05B 11/08, 11/10, C05G 1/06, 2000) by stepwise neutralization of a mixture of phosphoric and sulfuric acids in the ratio H 2 SO 4 : H 3 PO 4 =1:(0.067-3.0) with ammonia to pH 5.8-6.7 at the first stage, neutralizing the resulting pulp to the required pH value at the second stage, introducing a potassium-containing additive either into the pulp obtained after the first stage neutralization, either after complete neutralization in dry form or in the form of an aqueous suspension with the addition of clay in an amount of up to 2%, granulation and drying of the product. This method makes it possible to produce a large list of fertilizers, namely nitrogen-phosphorus and nitrogen-phosphorus-potassium fertilizers with a fairly high sulfur content, as well as to quickly switch from one brand of fertilizer to another. However, due to the lack of the ability to regulate the L:S ratio at the granulation stage by redistributing flows when producing various brands of fertilizers, a suspension with a high water content is supplied, which leads to the need to maintain a high retour ratio and, accordingly, to increased energy consumption when drying the product and limiting plant performance.
Предлагаемая нами гибкая технология лишена всех вышеперечисленных недостатков и дает возможность обеспечения оптимальных условий на стадии гранулирования при производстве сложных NPKS/NPK/NPS/NP-удобрений, что позволяет поддерживать высокую производительность технологической нитки без ухудшения качества продукта, и может быть с успехом реализована в промышленности. В промышленных условиях установлено, что на образование и рост гранул большое влияние оказывает соотношение между жидкой и твердой фазами на стадии гранулирования. При гранулировании методом окатывания, в частности в аммонизаторе-грануляторе, для большинства продуктов для каждой марки характерна узкая область оптимальных соотношений жидкой и твердой фаз. За ее пределами либо не происходит формирование гранул, либо идет спонтанная агломерация частиц с образованием большого числа крупных гранул и агломератов, не соответствующих товарной фракции. Работа промышленных установок за пределами области оптимальных значений Ж:Т приводит к выпуску продукции с низкими качественными характеристиками и/или с существенным снижением производительности.The flexible technology we offer is free from all of the above disadvantages and makes it possible to provide optimal conditions at the granulation stage in the production of complex NPKS/NPK/NPS/NP fertilizers, which allows maintaining high productivity of the process line without compromising the quality of the product, and can be successfully implemented in industry . In industrial conditions, it has been established that the formation and growth of granules is greatly influenced by the ratio between the liquid and solid phases at the granulation stage. When granulating by the pelletizing method, in particular in an ammoniator-granulator, most products for each brand are characterized by a narrow range of optimal ratios of liquid and solid phases. Beyond its limits, either the formation of granules does not occur, or spontaneous agglomeration of particles occurs with the formation of a large number of large granules and agglomerates that do not correspond to the commercial fraction. The operation of industrial plants outside the area of optimal L:T values leads to the production of products with low quality characteristics and/or with a significant decrease in productivity.
В предлагаемом способе обеспечение оптимальных условий на стадии гранулирования регулируется соотношением Ж:Т в интервале 1:2,3-4,5 - соотношение потоков жидких компонентов (нейтрализованной суспензии фосфорной и серной кислот) и твердых компонентов, включая хлористый калий, кристаллический сульфат аммония, карбамид и другие компоненты сложных удобрений, а также ретур (пыль, мелкие и крупные гранулы после измельчения), что становится возможным благодаря созданию универсальной гибкой схемы нейтрализации с регулированием технологических параметров процесса в заданных интервалах. Блок-схема производства по заявляемому способу изображена на фиг. 1.In the proposed method, ensuring optimal conditions at the granulation stage is regulated by the L:S ratio in the range of 1:2.3-4.5 - the ratio of the flows of liquid components (neutralized suspension of phosphoric and sulfuric acids) and solid components, including potassium chloride, crystalline ammonium sulfate, urea and other components of complex fertilizers, as well as retur (dust, small and large granules after grinding), which becomes possible thanks to the creation of a universal flexible neutralization scheme with regulation of technological process parameters at specified intervals. The flow diagram of production according to the proposed method is shown in Fig. 1.
Фосфорная (упаренная и неупаренная) и серная кислоты (от 80 до 100% от общего количества) при соотношении H2SO4/H3PO4 в диапазоне 0,004÷0,40 поступают на нейтрализацию аммиаком в две стадии: сначала в емкостном нейтрализаторе поз. 1 до мольного отношения NH3:H3PO4 0,45÷0,65 - режим №1 или 1,2÷1,4 - режим №2, затем в трубчатых реакторах поз. 3.1,2,3,4 до мольного отношения NH3:H3PO4 0,75÷1,05 - режим №1 или 1,2÷1,6 - режим №2. Режим №1 предполагает выпуск моноаммонийфосфата (МАФ) и NPKS/NPK/NPS-удобрений на его основе. Режим №2 предполагает выпуск диаммонийфосфата (ДАФ) и NPKS/NPK/NPS-удобрений на его основе. Для исключения коррозии на первой стадии нейтрализации в емкостном нейтрализаторе предполагается выдерживание параметров в указанных выше заданных интервалах соотношения H2SO4/H3PO4 и мольного отношения NH3:H3PO4, а также применение для его изготовления коррозионностойких сталей, а именно аустенитных и супердуплексных сталей и футеровка фторопластом штуцеров ввода серной кислоты в аппарат. На вторую стадию может осуществляться дополнительная подача серной кислоты при соотношении H2SO4/H3PO4 в диапазоне 0,02÷0,20. Полученная на второй стадии нейтрализации суспензия, а также часть суспензии после первой стадии нейтрализации (от 0 до 20%), распыляются в аммонизатор-гранулятор поз. 4, где они смешиваются с ретуром (пыль, мелкие гранулы и крупные гранулы после измельчения), хлористым калием, кристаллическим сульфатом аммония, карбамидом и другими компонентами сложных удобрений в зависимости от выпускаемой марки и донейтрализуется жидким аммиаком до мольного отношения NH3:H3PO4 1,0÷1,2 - режим №1 или 1,6÷1,8 - режим №2 за счет регулирования количества жидкого аммиака, подаваемого в аммонизатор-гранулятор поз. 4 под слой материала, с получением гранулированного продукта, который далее направляется на сушку в сушильном барабане поз. 6 с последующим рассевом, охлаждением и поверхностным кондиционированием товарной фракции.Phosphoric (reduced and unevaporated) and sulfuric acids (from 80 to 100% of the total amount) with a ratio of H 2 SO 4 /H 3 PO 4 in the range of 0.004÷0.40 are supplied for neutralization with ammonia in two stages: first in a capacitive neutralizer pos. . 1 to the NH 3 :H 3 PO 4 molar ratio of 0.45÷0.65 - mode No. 1 or 1.2 ÷ 1.4 - mode No. 2, then in tubular reactors pos. 3.1,2,3,4 to a molar ratio of NH 3 :H 3 PO 4 0.75÷1.05 - mode No. 1 or 1.2÷1.6 - mode No. 2. Mode No. 1 involves the production of monoammonium phosphate (MAP) and NPKS/NPK/NPS fertilizers based on it. Mode No. 2 involves the production of diammonium phosphate (DAP) and NPKS/NPK/NPS fertilizers based on it. To eliminate corrosion at the first stage of neutralization in the capacitive neutralizer, it is assumed that the parameters are maintained in the above specified ranges of the H 2 SO 4 /H 3 PO 4 ratio and the NH 3 : H 3 PO 4 molar ratio, as well as the use of corrosion-resistant steels for its manufacture, namely austenitic and super-duplex steels and fluoroplastic lining of fittings for introducing sulfuric acid into the apparatus. The second stage can be supplemented with sulfuric acid at a ratio of H 2 SO 4 /H 3 PO 4 in the range of 0.02÷0.20. The suspension obtained at the second stage of neutralization, as well as part of the suspension after the first stage of neutralization (from 0 to 20%), is sprayed into the ammoniator-granulator pos. 4, where they are mixed with retur (dust, small granules and large granules after grinding), potassium chloride, crystalline ammonium sulfate, urea and other components of complex fertilizers depending on the brand produced and neutralized with liquid ammonia to the molar ratio NH3 : H3PO4 1.0÷1.2 - mode No. 1 or 1.6÷1.8 - mode No. 2 by regulating the amount of liquid ammonia supplied to the ammoniator-granulator pos. 4 under a layer of material to obtain a granular product, which is then sent for drying in a drying drum pos. 6 with subsequent sieving, cooling and surface conditioning of the commercial fraction.
Применяемая в данной технологии двухстадийная схема нейтрализации серной и фосфорной кислот дает возможность распределить тепловую нагрузку между емкостным нейтрализатором поз. 4 и трубчатыми реакторами поз. 3.1,2,3,4, что позволяет:The two-stage neutralization scheme for sulfuric and phosphoric acids used in this technology makes it possible to distribute the thermal load between the capacitive neutralizer pos. 4 and tubular reactors pos. 3.1,2,3,4, which allows:
- ограничить поступление пара в гранулятор поз. 4 и увеличить за счет этого производительность технологической системы;- limit the flow of steam into the granulator pos. 4 and thereby increase the productivity of the technological system;
- вовлекать в процесс часть ЭФК в неупаренном виде без снижения производительности;- involve part of the EPA in the process in an unevaporated form without reducing productivity;
- регулировать в широком интервале соотношение «жидкость-твердое» (Ж:Т) в интервале 1:2,3-4,5 - соотношение расходов жидких реагентов и твердых компонентов, в т.ч. ретура, и поддерживать оптимальное соотношение для заданной марки удобрения на стадии гранулирования, что важно для получения продукта с однородным гранулометрическим составом и сферичными гранулами.- adjust the “liquid-solid” (L:S) ratio over a wide range in the range 1:2.3-4.5 - ratio of consumption of liquid reagents and solid components, incl. retur, and maintain the optimal ratio for a given brand of fertilizer at the granulation stage, which is important for obtaining a product with a uniform particle size distribution and spherical granules.
Дополнительно предусмотрена возможность подачи части от общего потока фосфорной и серной кислот (от 10 до 20% в зависимости от производимой марки) на нейтрализацию аммиаком до мольного отношения NH3:H3PO4 1,0+1,8 в трубчатый реактор поз. 5, установленный во входной части сушильного барабана поз. 6. Образующиеся при этом фосфаты и сульфат аммония затвердевают в виде мелких гранул размером менее 0,5 мм, смешиваются с потоком гранулированного продукта и с ретуром возвращаются в аммонизатор-гранулятор поз. 4, а водяной пар с температурой 130÷180°С из трубчатого реактора поз. 5 нагревает проходящий через сушильный барабан поз. 6 теплоноситель, что позволяет снизить расход природного газа на сушку. Для того, чтобы частицы пульпы гарантированно затвердевали в объеме сушильного барабана, а не налипали на насадку и не приводили к образованию наростов, в трубчатый реактор поз. 5 подается смесь фосфорной и серной кислот в соотношении H2SO4/H3PO4 в диапазоне 0,01+0,06, при нейтрализации которой выделяется достаточное количество тепла для образования сухих частиц.Additionally, it is possible to supply a portion of the total flow of phosphoric and sulfuric acids (from 10 to 20% depending on the brand produced) for neutralization with ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 1.0+1.8 into the tubular reactor pos. 5, installed in the inlet part of the drying drum pos. 6. The resulting phosphates and ammonium sulfate solidify in the form of small granules less than 0.5 mm in size, mixed with the flow of the granulated product and returned to the ammonizer-granulator pos. 4, and water vapor with a temperature of 130÷180°C from a tubular reactor pos. 5 heats pos. passing through the drying drum. 6 coolant, which allows reducing the consumption of natural gas for drying. In order for the pulp particles to be guaranteed to harden in the volume of the drying drum, and not stick to the nozzle and not lead to the formation of build-ups, the tubular reactor pos. 5, a mixture of phosphoric and sulfuric acids is supplied in a ratio of H 2 SO 4 /H 3 PO 4 in the range of 0.01 + 0.06, upon neutralization of which a sufficient amount of heat is released to form dry particles.
Предлагаемый способ получения сложных гранулированных удобрений позволяет поддерживать оптимальные для различных марок значения соотношения жидкой и твердой фаз (показатель Ж:Т), т.е. соотношение расхода суспензии, подаваемой в аммонизатор-гранулятор поз. 4, и расхода твердого сырья и возвращаемого на стадию гранулирования ретура, в т.ч. микрогранул, получаемых в дополнительном трубчатом реакторе поз. 5 перед сушильным барабаном поз. 6. Это позволяет получать гранулированные сложные NPKS/NPK/NPS/NP-удобрения с высокой производительностью и содержанием товарной фракции не менее 90% без ухудшения качественных характеристик. Удельный расход природного газа при этом снижается благодаря:The proposed method for producing complex granular fertilizers makes it possible to maintain optimal values for the ratio of liquid and solid phases (L:S ratio) for various brands, i.e. ratio of the suspension flow rate supplied to the ammoniator-granulator pos. 4, and the consumption of solid raw materials and refills returned to the granulation stage, incl. microgranules obtained in an additional tubular reactor pos. 5 in front of the drying drum pos. 6. This makes it possible to obtain granular complex NPKS/NPK/NPS/NP fertilizers with high productivity and a commercial fraction content of at least 90% without compromising quality characteristics. The specific consumption of natural gas is reduced due to:
- увеличению производительности технологических систем при сохранении влажности шихты, поступающей в сушильный барабан поз. 6, т.к. часть воды, поступающей в систему, испаряется в емкостном нейтрализаторе поз. 2 без поступления в аммонизатор-гранулятор;- increasing the productivity of technological systems while maintaining the moisture content of the charge entering the drying drum pos. 6, because part of the water entering the system evaporates in the capacitive neutralizer pos. 2 without entering the ammoniator-granulator;
- использованию тепла реакции нейтрализации фосфорной и серной кислоты в трубчатом реакторе, устанавливаемом во входной части сушильного барабана, для подогрева теплоносителя, используемого для сушки удобрений.- using the heat of the reaction of neutralization of phosphoric and sulfuric acid in a tubular reactor installed in the inlet part of the drying drum to heat the coolant used for drying fertilizers.
Показателем стабильной работы технологических систем при выпуске любых марок удобрений является стабильная работа узла гранулирования. Регулирование и подбор оптимального показателя Ж:Т позволяет стабилизировать и улучшить процесс гранулирования, что в конечном итоге позволяет улучшить показатели качества продукции и повысить производительность технологической системы. Регулирование соотношения Ж:Т в довольно широком диапазоне обеспечивается за счет используемых в заявляемом способе:An indicator of the stable operation of technological systems when producing any brands of fertilizers is the stable operation of the granulation unit. Regulation and selection of the optimal L:T ratio allows you to stabilize and improve the granulation process, which ultimately allows you to improve product quality indicators and increase the productivity of the technological system. Regulation of the F:T ratio over a fairly wide range is ensured by the following used in the inventive method:
- емкостного нейтрализатора, трубчатых реакторов и распределительной рампы в аммонизаторе-грануляторе, которые позволяют увеличить количество вводимых в процесс жидких реагентов на стадию гранулирования, а также обеспечить более равномерное распределение пульпы по объему шихты. Увеличение расхода жидкой фазы на стадии гранулирования, т.е. смещение соотношения Ж:Т в сторону первого, ведет к увеличению среднего диаметра гранул;- a capacitive neutralizer, tubular reactors and a distribution ramp in the ammoniator-granulator, which make it possible to increase the amount of liquid reagents introduced into the process at the granulation stage, as well as to ensure a more uniform distribution of the pulp throughout the volume of the charge. Increasing the consumption of the liquid phase at the granulation stage, i.e. a shift in the F:T ratio towards the former leads to an increase in the average diameter of the granules;
- трубчатого реактора, установленного во входной части сушильного барабана, который увеличивает количество вводимого в процесс твердого сырья. Увеличение расхода твердой фазы в данном случае позволяет увеличить количество реагентов, вводимых в процесс, и тем самым увеличить производительность системы в целом. При этом за счет регулирования технологических параметров в заданных интервалах соотношение Ж:Т на стадии гранулирования поддерживается в оптимальном диапазоне.- a tubular reactor installed in the inlet part of the drying drum, which increases the amount of solid raw materials introduced into the process. Increasing the solid phase consumption in this case allows you to increase the amount of reagents introduced into the process, and thereby increase the productivity of the system as a whole. At the same time, by regulating technological parameters at specified intervals, the L:S ratio at the granulation stage is maintained in the optimal range.
Регулирование соотношения Ж:Т на стадии гранулирования в диапазоне 1:2,3-4,5 производится за счет изменения:Regulation of the L:T ratio at the granulation stage in the range of 1:2.3-4.5 is carried out by changing:
- количества реагентов, в т.ч. аммиака, фосфорной кислоты, серной кислоты, подаваемых на первую стадию нейтрализации в емкостной нейтрализатор поз.1; при этом соотношение серной кислоты к фосфорной кислоте H2SO4/H3PO4 устанавливается в диапазоне 0,004÷0,40; при этом степень нейтрализации кислот на первой стадии нейтрализации поддерживается в диапазоне мольного отношения NH3:H3PO4 0,45÷0,65 -режим №1 или 1,2÷1,4- quantity of reagents, incl. ammonia, phosphoric acid, sulfuric acid supplied to the first stage of neutralization in the capacitive neutralizer pos. 1; in this case, the ratio of sulfuric acid to phosphoric acid H 2 SO 4 /H 3 PO 4 is set in the range of 0.004÷0.40; in this case, the degree of neutralization of acids at the first stage of neutralization is maintained in the range of the molar ratio NH 3 :H 3 PO 4 0.45÷0.65 - mode No. 1 or 1.2÷1.4
- режим №2; при этом фосфорная кислота используется в упаренном и неупаренном виде;- mode No. 2; in this case, phosphoric acid is used in evaporated and unevaporated form;
- количества реагентов, в т.ч. аммиака, частично нейтрализованной пульпы из емкостного нейтрализатора и серной кислоты, подаваемых на вторую стадию нейтрализации в трубчатые реактора и после реакции поступающих в аммонизатор-гранулятор; при этом соотношение серной кислоты к фосфорной кислоте, поданной на первую стадии нейтрализации, H2SO4/H3PO4 устанавливается в диапазоне 0,02÷0,20; при этом степень нейтрализации кислот на второй стадии нейтрализации поддерживается в диапазоне мольного отношения NH3:H3PO4 0,75÷1,05 - режим №1 или 1,2÷1,6 - режим №2;- quantity of reagents, incl. ammonia, partially neutralized slurry from a capacitive neutralizer and sulfuric acid supplied to the second stage of neutralization in a tubular reactor and, after the reaction, entering the ammoniator-granulator; in this case, the ratio of sulfuric acid to phosphoric acid supplied to the first stage of neutralization, H 2 SO 4 /H 3 PO 4 is set in the range of 0.02÷0.20; in this case, the degree of neutralization of acids at the second stage of neutralization is maintained in the range of the NH 3 :H 3 PO 4 molar ratio of 0.75÷1.05 - mode No. 1 or 1.2÷1.6 - mode No. 2;
- количества частично нейтрализованной пульпы из емкостного нейтрализатора, подаваемого в АГ через распределительную рампу в диапазоне 0-20% от общего;- the amount of partially neutralized pulp from the capacitive neutralizer supplied to the AG through the distribution ramp in the range of 0-20% of the total;
- мольного отношения NH3:H3PO4 1,0÷1,2 - режим №1 или 1,6÷1,8 -режим №2 благодаря регулированию количества жидкого аммиака, подаваемого в аммонизатор-гранулятор поз. 4 под слой материала;- molar ratio NH 3 :H 3 PO 4 1.0÷1.2 - mode No. 1 or 1.6÷1.8 - mode No. 2 due to regulation of the amount of liquid ammonia supplied to the ammoniator-granulator pos. 4 under layer of material;
- доли фосфорной и серной кислот, подаваемых в процесс через трубчатый реактор, установленный во входной части СБ в диапазоне 10-20% от общего количества; при этом соотношение серной кислоты к фосфорной кислоте H2SO4/H3PO4 устанавливается в диапазоне 0,01÷0,06; степень нейтрализации кислот аммиаком поддерживается в диапазонах мольного отношения NH3:H3PO4 1,0-1,8.- the proportion of phosphoric and sulfuric acids supplied to the process through a tubular reactor installed in the inlet part of the SB in the range of 10-20% of the total amount; in this case, the ratio of sulfuric acid to phosphoric acid H 2 SO 4 /H 3 PO 4 is set in the range of 0.01÷0.06; the degree of neutralization of acids with ammonia is maintained in the range of molar ratio NH 3 :H 3 PO 4 1.0-1.8.
Таким образом, предложенный нами способ позволяет:Thus, our proposed method allows:
- получать высококачественные минеральные NPKS/NPK/NPS/NP-удобрения с гарантированным содержанием товарной фракции не менее 90%;- receive high-quality mineral NPKS/NPK/NPS/NP fertilizers with a guaranteed content of the commercial fraction of at least 90%;
- повысить производительность технологических ниток до уровня 100-145 т/ч в зависимости от выпускаемой марки;- increase the productivity of technological threads to the level of 100-145 t/h, depending on the brand produced;
- снизить энергопотребление, в частности, расход природного газа за счет наилучшего использования тепла химических реакций (до 50% в зависимости от выпускаемой марки);- reduce energy consumption, in particular, natural gas consumption due to the best use of the heat of chemical reactions (up to 50% depending on the brand produced);
- за счет снижения количества сжигаемого природного газа снизить выброс парниковых газов.- by reducing the amount of natural gas burned, reduce greenhouse gas emissions.
Сущность процесса согласно заявляемому способу поясняется следующими примерами:The essence of the process according to the proposed method is illustrated by the following examples:
Пример 1. На первую стадию нейтрализации в емкостной нейтрализатор рабочей емкостью 49 м3 поступают упаренная фосфорная кислота концентрацией 51% Р2О5 в количестве 54,4 т/ч, неупаренная фосфорная кислота концентрацией 35% Р2О5 в количестве 10,2 т/ч, абсорбционная жидкость, серная кислота концентрацией 94,0% H2SO4 в количестве 1,6 т/ч, где полученная смесь нейтрализуется аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 1,4. Соотношение серной кислоты и фосфорной кислоты H2SO4/H3PO4 на первой стадии нейтрализации устанавливается 0,035. Основная часть полученной на первой стадии пульпы в количестве 66,2 т/ч подается на вторую стадию нейтрализации в четыре трубчатых реактора, где нейтрализуется жидким аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 1,6, серная кислота в трубчатые реактора не подается. Полученная на первой стадии нейтрализации пульпа в количестве 12,5 т/ч и на второй стадии нейтрализации в количестве 66,7 т/ч распыляется в аммонизаторе-грануляторе на ретур в количестве 360 т/ч, включающий в себя хлористый калий в количестве 50,3 т/ч и инертную добавку в количестве 1,3 т/ч. В аммонизаторе-грануляторе происходит гранулообразование и послойный рост уже сформировавшихся гранул, а также доаммонизация пульпы жидким аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 1,78. Для оптимального процесса гранулирования в АГ поддерживается соотношение Ж:Т = 1:4,5. Образовавшиеся в АГ гранулы удобрений поступают в сушильный барабан, где высушиваются горячими топочными газами. Высушенная в сушильном барабане шихта проходит классификацию на грохотах и получается 120 т/ч готового продукта следующего состава: N -10,1%, Р2О5 - 26,1%, K2O - 26,1%, влага - 1,1%. Содержание товарной фракции 2-5 мм составляет 91%.Example 1. At the first stage of neutralization, evaporated phosphoric acid with a concentration of 51% P 2 O 5 is supplied to a capacitive neutralizer with a working capacity of 49 m 3 in the amount of 54.4 t/h, and evaporated phosphoric acid with a concentration of 35% P 2 O 5 in an amount of 10.2 t/h, absorption liquid, sulfuric acid with a concentration of 94.0% H 2 SO 4 in an amount of 1.6 t/h, where the resulting mixture is neutralized with ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 1.4. The ratio of sulfuric acid and phosphoric acid H 2 SO 4 /H 3 PO 4 at the first stage of neutralization is set to 0.035. The main part of the pulp obtained at the first stage in the amount of 66.2 t/h is fed to the second stage of neutralization into four tubular reactors, where it is neutralized with liquid ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 1.6, sulfuric acid is not supplied to the tubular reactors . The pulp obtained at the first stage of neutralization in the amount of 12.5 t/h and at the second stage of neutralization in the amount of 66.7 t/h is sprayed in an ammoniator-granulator onto a retour in the amount of 360 t/h, which includes potassium chloride in the amount of 50, 3 t/h and an inert additive in the amount of 1.3 t/h. In the ammoniator-granulator, granule formation and layer-by-layer growth of already formed granules occur, as well as additional ammoniation of the pulp with liquid ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 of 1.78. For an optimal granulation process, the AG maintains a F:S ratio of 1:4.5. The fertilizer granules formed in the AG enter the drying drum, where they are dried by hot flue gases. The mixture dried in a drying drum is classified on screens and 120 t/h of the finished product of the following composition is obtained: N - 10.1%, P 2 O 5 - 26.1%, K 2 O - 26.1%, moisture - 1, 1%. The content of the commercial fraction of 2-5 mm is 91%.
Пример 2. На первую стадию нейтрализации в емкостной нейтрализатор рабочей емкостью 49 м3 поступают упаренная фосфорная кислота концентрацией 51% Р2О5 в количестве 79,3 т/ч, неупаренная фосфорная кислота концентрацией 35% Р2О5 в количестве 16,2 т/ч, абсорбционная жидкость, серная кислота концентрацией 94,0% H2SO4 в количестве 3,5 т/ч, где полученная смесь нейтрализуется аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 1,4. Соотношение серной кислоты и фосфорной кислоты H2SO4/H3PO4 на первой стадии нейтрализации устанавливается 0,05. Часть полученной на первой стадии пульпы в количестве 84 т/ч подается на вторую стадию нейтрализации в четыре трубчатых реактора, где нейтрализуется жидким аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 1,6, серная кислота в трубчатые реактора не подается. Полученная на первой стадии нейтрализации пульпа в количестве 19 т/ч и на второй стадии нейтрализации в количестве 96 т/ч распыляется в аммонизаторе-грануляторе на ретур в количестве 300 т/ч. В аммонизаторе-грануляторе происходит гранулообразование и послойный рост уже сформировавшихся гранул, а также доаммонизация пульпы жидким аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 1,8. Для оптимального процесса гранулирования в АГ выдерживается соотношение Ж:Т = 1:2,3. Образовавшиеся в АГ гранулы удобрений поступают в сушильный барабан, где высушиваются горячими топочными газами. Высушенная в сушильном барабане шихта проходит классификацию на грохотах и получается 100 т/ч готового продукта следующего состава: N - 18,1%, Р2О5 - 46,1%, влага -1,1%. Содержание товарной фракции 2-5 мм составляет 92%.Example 2. At the first stage of neutralization, evaporated phosphoric acid with a concentration of 51% P 2 O 5 is supplied to a capacitive neutralizer with a working capacity of 49 m 3 in the amount of 79.3 t/h, and unevaporated phosphoric acid with a concentration of 35% P 2 O 5 in the amount of 16.2 t/h, absorption liquid, sulfuric acid with a concentration of 94.0% H 2 SO 4 in an amount of 3.5 t/h, where the resulting mixture is neutralized with ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 1.4. The ratio of sulfuric acid and phosphoric acid H 2 SO 4 /H 3 PO 4 at the first stage of neutralization is set to 0.05. Part of the pulp obtained at the first stage in the amount of 84 t/h is fed to the second stage of neutralization into four tubular reactors, where it is neutralized with liquid ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 1.6, sulfuric acid is not supplied to the tubular reactors. The pulp obtained at the first stage of neutralization in the amount of 19 t/h and at the second stage of neutralization in the amount of 96 t/h is sprayed in the ammoniator-granulator onto the retour in the amount of 300 t/h. In the ammoniator-granulator, granule formation and layer-by-layer growth of already formed granules occur, as well as additional ammoniation of the pulp with liquid ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 1.8. For an optimal granulation process in AG, the ratio L:T = 1:2.3 is maintained. The fertilizer granules formed in the AG enter the drying drum, where they are dried by hot flue gases. The mixture dried in a drying drum is classified on screens and 100 t/h of the finished product of the following composition is obtained: N - 18.1%, P 2 O 5 - 46.1%, moisture -1.1%. The content of the commercial fraction of 2-5 mm is 92%.
Пример 3. На первую стадию нейтрализации в емкостной нейтрализатор рабочей емкостью 49 м3 поступают упаренная фосфорная кислота концентрацией 51% Р2О5 в количестве 40,0 т/ч, неупаренная фосфорная кислота концентрацией 35% Р2О5 в количестве 4,3 т/ч, абсорбционная жидкость, серная кислота концентрацией 94,0% H2SO4 в количестве 8,5 т/ч, где полученная смесь нейтрализуется аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 0,52. Соотношение серной кислоты и фосфорной кислоты H2SO4/H3PO4 на первой стадии нейтрализации устанавливается 0,26. Полученная пульпа в количестве 56,8 т/ч подается на вторую стадию нейтрализации в четыре трубчатых реактора, куда также подается серная кислота в общем количестве 6,0 т/ч с концентрацией 94,0%, где полученная смесь нейтрализуется жидким аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 1,6. Соотношение серной кислоты и фосфорной кислоты H2SO4/H3PO4 на второй стадии нейтрализации устанавливается 0,19. Полученная на второй стадии нейтрализации пульпа в количестве 76,8 т/ч распыляется в аммонизаторе-грануляторе на ретур в количестве 226 т/ч, включающий в себя кристаллический сульфат аммония в количестве 60 т/ч. В аммонизаторе-грануляторе происходит гранулообразование и послойный рост уже сформировавшихся гранул, а также доаммонизация пульпы жидким аммиаком до мольного соотношения NH3:H3PO4 1,67. Для оптимального процесса гранулирования в аммонизаторе-грануляторе поддерживается соотношение Ж:Т = 1:3,0. Образовавшиеся в аммонизаторе-грануляторе гранулы удобрений поступают в сушильный барабан, где высушиваются горячими топочными газами. Дополнительно в сушильном барабане распыляется пульпа на готовые гранулы удобрений через трубчатый реактор, установленный во входной части сушильного барабана, в количестве 10,2 т/ч. В трубчатый реактор поступает упаренная фосфорная кислота концентрацией 51% Р2О5 в количестве 8,0 т/ч и серная кислота концентрацией 94% H2SO4 в количестве 0,2 т/ч, где полученная смесь нейтрализуется жидким аммиаком до мольного соотношения KH3:H3PO4 1,25. Высушенная в сушильном барабане шихта проходит классификацию на грохотах и получается 130 т/ч готового продукта следующего состава: N - 19,5%, Р2О5 - 20,0%, S - 14,9%, влага - 1,0%. Содержание товарной фракции 2-5 мм составляет 92%.Example 3. At the first stage of neutralization, a capacitive neutralizer with a working capacity of 49 m 3 receives evaporated phosphoric acid with a concentration of 51% P 2 O 5 in an amount of 40.0 t/h, and undiluted phosphoric acid with a concentration of 35% P 2 O 5 in an amount of 4.3 t/h, absorption liquid, sulfuric acid with a concentration of 94.0% H 2 SO 4 in an amount of 8.5 t/h, where the resulting mixture is neutralized with ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 of 0.52. The ratio of sulfuric acid and phosphoric acid H 2 SO 4 /H 3 PO 4 at the first stage of neutralization is set to 0.26. The resulting pulp in an amount of 56.8 t/h is fed to the second stage of neutralization into four tubular reactors, where sulfuric acid is also supplied in a total amount of 6.0 t/h with a concentration of 94.0%, where the resulting mixture is neutralized with liquid ammonia to a molar ratio NH 3 :H 3 PO 4 1.6. The ratio of sulfuric acid and phosphoric acid H 2 SO 4 /H 3 PO 4 at the second stage of neutralization is set to 0.19. The pulp obtained at the second stage of neutralization in an amount of 76.8 t/h is sprayed in an ammoniator-granulator onto a retour in an amount of 226 t/h, which includes crystalline ammonium sulfate in an amount of 60 t/h. In the ammoniator-granulator, granule formation and layer-by-layer growth of already formed granules occur, as well as additional ammoniation of the pulp with liquid ammonia to a molar ratio of NH 3 : H 3 PO 4 of 1.67. For an optimal granulation process, the ammoniator-granulator maintains a L:S ratio of 1:3.0. The fertilizer granules formed in the ammonizer-granulator enter the drying drum, where they are dried with hot flue gases. Additionally, in the drying drum, pulp is sprayed onto the finished fertilizer granules through a tubular reactor installed in the inlet part of the drying drum in an amount of 10.2 t/h. The tubular reactor receives evaporated phosphoric acid with a concentration of 51% P 2 O 5 in the amount of 8.0 t/h and sulfuric acid with a concentration of 94% H 2 SO 4 in the amount of 0.2 t/h, where the resulting mixture is neutralized with liquid ammonia to the molar ratio KH 3 :H 3 PO 4 1.25. The mixture dried in a drying drum is classified on screens and 130 t/h of the finished product of the following composition is obtained: N - 19.5%, P 2 O 5 - 20.0%, S - 14.9%, moisture - 1.0% . The content of the commercial fraction of 2-5 mm is 92%.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2805234C1 true RU2805234C1 (en) | 2023-10-12 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1592625A1 (en) * | 1966-07-29 | 1971-01-21 | Esso Res And Engineering Co | Process for the production of a granulated fertilizer with a high N: P2O5 ratio |
| FR2521984A1 (en) * | 1982-02-20 | 1983-08-26 | Toyo Engineering Corp | PROCESS FOR PRODUCING GRANULAR FERTILIZERS |
| RU2157355C1 (en) * | 1999-12-28 | 2000-10-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт По Удобрениям И Инсектофунгицидам Им. Проф. Я.В. Самойлова" | Diammonium phosphate production process |
| RU2177465C1 (en) * | 2000-11-28 | 2001-12-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт По Удобрениям И Инсектофунгицидам Им. Проф. Я.В. Самойлова" | Method of preparing fertilizers |
| RU2404947C1 (en) * | 2009-04-13 | 2010-11-27 | Тагир Вильданович Шарипов | Method of obtaining complex fertilisers |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1592625A1 (en) * | 1966-07-29 | 1971-01-21 | Esso Res And Engineering Co | Process for the production of a granulated fertilizer with a high N: P2O5 ratio |
| FR2521984A1 (en) * | 1982-02-20 | 1983-08-26 | Toyo Engineering Corp | PROCESS FOR PRODUCING GRANULAR FERTILIZERS |
| RU2157355C1 (en) * | 1999-12-28 | 2000-10-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт По Удобрениям И Инсектофунгицидам Им. Проф. Я.В. Самойлова" | Diammonium phosphate production process |
| RU2177465C1 (en) * | 2000-11-28 | 2001-12-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт По Удобрениям И Инсектофунгицидам Им. Проф. Я.В. Самойлова" | Method of preparing fertilizers |
| RU2404947C1 (en) * | 2009-04-13 | 2010-11-27 | Тагир Вильданович Шарипов | Method of obtaining complex fertilisers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4758261A (en) | Diammonium phosphate produced with a high-pressure pipe reactor | |
| US3954942A (en) | Granular ammonium phosphate sulfate and monoammonium phosphate using common pipe-cross-type reactor | |
| CZ20004926A3 (en) | Process for preparing granules of compound fertilizers | |
| CA2516423C (en) | Method for producing a fertilizer with micronutrients | |
| CN102300835A (en) | Sulphur-containing fertilizers and process for the preparation thereof | |
| US3738821A (en) | Process of agglomerating ammonium sulfate and making complete fertilizer | |
| US4604126A (en) | NP/NPK fertilizer granules comprised of ammonium phosphate | |
| US3419378A (en) | Method of producing monoammonium phosphate by reacting phosphoric acid and ammonia under pressure | |
| US4601891A (en) | Production of granular ammonium polyphosphate from wet-process phosphoric acid | |
| US3425819A (en) | Method of preparing a complex fertilizer comprising urea coated with ammonium phosphate | |
| US20050144997A1 (en) | Extended-release nitrogen-containing granular fertilizer | |
| CN101337847B (en) | Method for preparing high-nitrogen sulfonyl azophoska compound fertilizer | |
| RU2805234C1 (en) | Method for producing complex phosphorus-comprising granulated fertilizers | |
| RU2626947C1 (en) | Phosphorus-potassuim-nitrogen-containing npk-fertiliser and method for producing granulated phosphorus-potassuim-nitrogen-containing npk-fertiliser | |
| US3348938A (en) | Process for producing granular mixed fertilizer | |
| CN100404412C (en) | Method for producing feed grade dicalcium phosphate | |
| CN109704818B (en) | DAP compound fertilizer and preparation method thereof | |
| GB2116159A (en) | A process for manufacturing granular compound fertilizers | |
| CN105776167A (en) | Polyphosphate and preparation method thereof | |
| US3240586A (en) | Manufacture of multi-layered granular fertilizers | |
| Wesenberg | Diammonium phosphate plants and processes | |
| US3415638A (en) | Process for preparing ammonium phosphate | |
| PL188601B1 (en) | Process for the preparation of compound fertilizers | |
| US3150955A (en) | Process for producing a free-flowing multi-layer ureaform coated fertilizer | |
| US3125435A (en) | hzsox |