Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ПРОИЗВОДСТВО СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ НА БАЗЕ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

На базе фосфорной кислоты существует несколько схем произ­водства сложных удобрений типа нитроаммофоски и диаммонитро - фоски 188. Эти удобрения характеризуются высоким содержанием питательных веществ (50% и выше) и хорошими физическими свой­ствами. Р2О5 в них находится полностью в водорастворимой форме. Производственные схемы отличаются между собой методом ней­трализации фосфорной кислоты и конструктивным оформлением основных аппаратов.

Некоторые свойства водных систем, содержащих Фосфаты, нитраты аммония, карбамид и др.9

В процессе производства сложных удобрений фосфорная кис­лота нейтрализуется до моноаммонийфосфата и диаммонийфос­фата:

Для этих целей может применяться как термическая, так и Экстракционная фосфорная кислота. Обычно применяется более дешевая экстракционная кислота. В сложных удобрениях могут быть лю­бые соотношения между моно - и ди - аммонийфосфатом.

Из диаграммы совместной раство­римости NH4H2P04 и (NHO2HPO4 в воде (рис. 399) видно, что раствори­мость моноаммонийфосфата увеличи­вается с повышением концентрации диаммонийфосфата. Максимальная растворимость моноаммонийфосфата будет при молярном отношении Н3Р04 : NH3 = 1,5. Во избежание по­терь аммиака на практике нейтрализа­цию ведут до отношения Н3Р04:МН3 = = 1,3—1,35 9.

Отношение N : Р2О5 в фосфатах аммония составляет: для моноаммо­нийфосфата 1:5 и для диаммонийфосфата 1 :2,5. Для вырав­нивания соотношения N : Р205 необходимо вводить в удобрения азот. Обычно недостаток азота покрывают за счет добавки нитрата аммония, карбамида или сульфата аммония.

(рис. 401) видно, что при увеличе­нии содержания (NH4)2S04 в рас­творе, растворимость фосфатов ам­мония уменьшается. При увеличении

Рис. 400. Диаграмма растворимости Рис. 401. Диаграмма раствори - в системе NH4H2P04— (NH4)2S04—Н20 мости в системе

При 25°. (NH4)2HP04—{NH4)2S04—Н2Опри 25°.

Концентрации фосфатов аммония растворимость (NH4)2S04 из­меняется незначительно. Нитрат аммония оказывает сильное вы­саливающее действие на моноаммо - нийфосфат 190"194.

В последнее время для выравнива­ния соотношения N : Р205 в удобре­ниях стали широко применять добав­ку карбамида. Система NH4H2P04— ^—СО (NH2) 2—Н20 изучена в интерва­ле температур от 15,3 до 50° 195-198. Изотерма этой системы при 50° пред­ставлена на рис. 402.

В присутствии моноаммонийфосфа­та карбамид гидролизуется:

CO(NH2)2 + Н20 = 2NH3 + С02

С течением времени содержание карбамида в растворе уменьшается, но уменьшается и скорость его разло­жения, что объясняется появлением в растворе диаммонийфосфата, который образуется при взаимодействии моно-

Система CO(NH2)2—(NH4)2HP04—Н20 изучена в интервале температур от —16 до + 30°198'20°, На рис. 403 представлена изо­терма растворимости в четырехкомпонентной системе CO(NH2)2— ^-NH4N03—(NH4)2HP04—

—Н20 при 50°; разложе - (Пн4)1нро4

Ния карбамида не наблю - р

Дается ни в одной обла­

201

Сти

При производстве удо­брений, содержащих три основных питательных элемента (NPK), в систе­му вводят калий чаще всего в виде хлористого калия. Реакция nh4no3 + kci

. Kno3 + nh4ci

Обычно не проходит до конца и степень конвер­сии КС1 зависит от ре­жима обработки материа­ла. Повышение темпера­туры и продолжительно­сти взаимодействия ком­понентов при хорошем перемещивании увеличи­вают степень конверсии

J^Ql 202, 203

Способы производства

Процессы получения сложных удобрений из фосфорной кислоты мож­но разделить на три типа.

1) Процессы с двух­ступенчатой аммониза -

Цией, в которых вначале аммонизируется фосфорная кислота до мо­ноаммонийфосфата. Затем полученный раствор для выравнивания отношения N : Р2О5 смешивается с плавом нитрата аммония или карбамида 72>87- 204 и аммонизируется газообразным аммиаком до Диаммонийфосфата. Доаммонизация осуществляется в аммониза - торе-грануляторе, в который одновременно подаются хлористый ка­лий и ретур. Доаммонизация проходит на поверхности гранул. Про­цесс требует большого количества ретура (3,6—10-кратного и даже

Более). Благодаря этому доаммонизация осуществляется в тонком слое на поверхности гранул. Кроме того, большое количество ре­тура позволяет поддерживать влажность материала на входе в су­шильный барабан около 4%, что способствует получению прочных гранул сферической формы 205-21з.

Малоретурные процессы, в которых получение пульпы не­обходимого состава осуществляется в реакторах, а грануляция и сушка совмещаются в одном аппарате типа сферодайзера или в сушилке типа РКСГ (с распылением и кипящим слоем материа­ла сушилка — гранулятор). В этих аппаратах пульпа распыляется форсунками на завесу падающих гранул или просто в объем, в ко­тором происходит высушивание капель и формирование гранул. Отношение количества ретура к количеству продукта для этой схе­мы составляет от 0,3 до 1.

Расплавные процессы — в которых нейтрализуется смесь кислот с использованием теплоты нейтрализации. Затем получен­ный раствор выпаривается до состояния плава под вакуумом в вы­парных аппаратах, смешивается с хлористым калием и гранули­руется в башне или в барабанных грануляторах (в этом случае в гранулятор поступают ретур и хлористый калий). По такой схеме получаются очень прочные стекловидные гранулы.