Procédé pour la production des phosphates d'ammonium condensés.:
La présente invention concerne un procédé de production de phosphates d'ammonium condensés, permettant leur préparation même sans concentration des acides orthophosphoriques du commerce.
Une masse fondue de phosphates d'ammonium condensés, composée d'un mélange du dihydrogéno orthophosphate monoammonique et de phosphates d'ammonium condensés, caractérisés par la formule suivante:
<EMI ID=1.1>
lorsque n � 2 et m � n + 2, est le produit de départ fondamental - produit intermédiaire de la production d'engrais dits liquides ou d'engrais de suspension multicomposants liquides.
Malgré le fait qu'une masse fondue de phosphates d'ammonium condensés ait été pour la première fois produite,
à titre d'essai à l'échelle industrielle, en liaison avec la préparation d'un engrais liquide 11 - 33 -0, dès 1957, par WEST KENTUCKY LIQUID FERTILIZER COMPANY à Hopkinsville, aux Etats-Unis, la grande majorité des producteurs des dits engrais liquides fondamentaux d'azote et de phosphate du
type polyphosphorique, utilise jusqu'à présent au cours de
la préparation de ces produits, les procédés déjà devenus classiques, dont la base est la neutralisation de l'acide polyphosphorique, dit acide superphosphorique, par
ammoniaque ou par le gaz ammoniac. Le procédé de production
de phosphates d'ammonium condensés par neutralisation de l'acide polyphosphorique par le gaz ammoniaque peut être représenté de la manière suivante:
1er degré - préparation de l'acide polyphosphorique, dit acide
superphosphorique par déshydratation de H3P04
<EMI ID=2.1>
2e degré - neutralisation de l'acide polyphosphorique
<EMI ID=3.1>
Mais ces procédés sont périmés pour la raison que leur utilisation en production industrielle n'est pas satisfaisante du point de vue énergétique. D'ue part, au cours de la concentration de H3P04 en acide superphosphori-que il faut fournir au système une grande quantité d'énergie et, d'autre part, au cours de la neutralisation de l'acide, produit de cette manière, par le gaz ammoniac, il se dégage 1,05.106 kJ
(2,5.105kcal) de chaleur par tonne de masse fondue de phosphates d'ammonium condensés. La chaleur de neutralisation dégagée ne peut pas être suffisamment exploitée au cours du procédé et, pour cette raison, à peu près 3/4 de cette chaleur doivent être évacués du
système par refroidissement (voir EGAN, E.P. - WAKEFIELD, Z.T.: J. Agr. Food. Chem., 13, 1965, 1ère partie, pages
99-100, KELSO, T.M. - STUMPE, J.J. - WILLIAMSON, P.G.:
Com. Fert. 116, 1968, troisième partie, pages 10-12 et 14
- 16). Outre le désavantage précité, la technologie faisant usage d'acide superphosphorique, impose des conditions très sévères quant à la résistance à la corrosion des matériaux métalliques de construction (voir MELINE, R.S. - LEE, R.G. - SCOTT, W.G.: Use of Pipe Reactor in the Production of Liquid Fertilizers with Very High Polyphosphate Content. Fertilizer Solutions, 16,
1972, deuxième partie, pages 32-45. ACHORN, F.P. - BALAY, H.L. - KIMBROUGH, H.L.: Commercial Uses of the Pipe Reactor Process for the Production of the High Polyphosphate Liquids.
Fertilizer Solutions, March-April
1973, pages 44-54, ACHORN, F.P. - KIMBROUGH, H.L.: Latest Developments in Commercial Use of the Pipe Reactor Process. Fertilizer Solutions, July-August 1974, BARBER, J.C.: Storage and Containment of Phosphoric Acid and liquid Fertilizer. Fertilizer Solutions, September-October
1975, ACHORN, F.P. - WHIGHT, E.B. - BALAY, H.L.: Corrosion Problems Can Be Alleviated With Right Materials. Fertilizer Solutions, May-June 1976). Actuellement, à peu près 70 entreprises aux Etats-Unis et 4 entreprises en France produisent de l'engrais liquide du type 10-34-0 à base de d'acide superphosphorique préparé surtout par concentration de H3P04 purifié, produit par le
procédé en voie humide, dit H3P04d'extraction.
L'évolution des procédés de production des engrais liquides d'azote et de phosphate à base de phosphates d'ammonium condensés s'oriente pour cette raison de plus en plus vers une exploitation la plus efficace de la chaleur dégagée au cours de la réaction de neutralisation de l'acide phosphorique par l'ammoniac, lors de la déshydratation du mélange réactionnel. Les procédés de ce type possèdent deux avantages principaux: la chaleur de neutralisation dégagée est exploitée directement au cours du processus de production, et les substances qui interviennent manifestent par agressivité de corrosion plus faible envers les matériaux de construction métalliques.
La neutralisation et la déshydratation moléculaire du mélange réactionnel, qui s'effectuent simultanément, peuvent être caractérisées par le schéma de réaction suivant :
<EMI ID=4.1>
Le procédé direct de production d'une masse fondue de phosphates d'ammonium condensés est protégé par plusieurs brevets d'invention. Aux Etats-Unis les brevets numéros 3375063, 3382059, 3399032, 3420624, 3429624,
3464808, 3503706, 3649175, 3650727, 3677734, 3723086,
3733191, 3788817, 3949058, en République Fédérale d'Allemagne le brevet numéro 1 909438, en France les brevets d'invention numéros 1386897, 1426746, 1493803, en Afrique du Sud le brevet d'invention numéro 67/5806 et le Certificat d'Auteur de l'Union des Républiques Socialistes Soviétiques numéro 220965), qui diffèrent surtout par l'utilisation de l'acide employé, par la manière de conduire la réaction, par la manière de récupérer l'ammoniac excédentaire de la phase de préparation de la masse fondue de phosphates d'ammonium condensés, par la température des réactifs, par la pression de régime,
par la manière d'écumer le mélange réactionnel, etc.
Parmi les procédés utilisant l'acide phosphorique d'extraction du commerce, celui connu sous la désignation POLY-ACTOR PHASE, développé par la Société américaine FERGUSON INDUSTRIES, Inc. s'est largement développé. La Société SWIFT AGRICULTURAL CHEMICALS a commencé la production d'engrais liquide d'azote et de phosphate du type polyphosphorique à partir de H3P04
d'extraction du commerce, après des recherches de plusieures années à une échelle de semi-production. L'expérience acquise par la Société à été exploitée au cours de la construction d'une nouvelle unité de production d'un engrais 10 - 34 - 0 à Mont Pulaski, Etat d'Illinois, aux Etats-Unis. La Société SWIFT met en oeuvre un réacteur à tubes T, protégé par des brevets d'invention
(aux Etats-Unis les brevets d'invention numéros 3464808,
3503706, 3649175, 3650727, 3677734). Un procédé modifié de production d'engrais liquide 10 - 34 - 0, préparé par réaction de H3P04 d'extraction avec le gaz
ammoniac en deux étapes, développé par NFDC-TVA (aux Etats-Unis les brevets d'invention nuéros 3382059,
3399032, 3420624, 3723086 et 3733191) a été vérifié à une échelle de semi-production également par la Société française KALTENBACH - GARDINIER (KALTENBACH et GARDINIER, Paris: Chem. Ing. Techn., 42, 1970, partie 24, page 2309, KOTLAREVSKI, I.: Production the Ammonium Polyphosphates and the Liquid Fertilizers from 52-54% Phosphoric Acid. In: Recueil des exposés du llème Symposium International sur les engrais industiels, UNIDO, VIENNE, 1971, KALTENBACH et Cie: 192, Grande Rue, 92 310 Sèvres, France, Kaltenbach Processes - Liquid Fertilizers Manufactured from Ammonium Polyphosphates /B.r./2s.). Cette technologie est actuellement utilisée par l'entreprise productrice d'engrais liquides à Mont-Notre-Dame.
La société française PECHINEY - SAINT - GOBAIN propose aux intéressés une licence sur la préparation directe d'engrais liquides d'azote et de phosphates par le procédé "PSG".
En généralisant les notions publiées, il est possible de constater que les plus grandes difficultés au cours de la production directe de phosphates d'ammonium condensés à partir de H3P04 d'extraction
proviennent de :
- moussabilité du mélange réactionnel (résultant de la présence de substances organiques)
- corrosion du dispositif de production (réacteur)
- formation d'incrustations sur les parois du réacteur (la naissance des incrustations est due à l'existence d'impuretés de caractère organique et inorganique dans l'acide utilisé, surtout du type dit limpide)
- obtention du degré nécessaire de transformation des monophosphates en phosphates condensés
- exploitation insuffisante de l'ammoniac etc.
(voir FLEMING, J.D.: Polyphosphates Are Revolutionizing Fertilizers - Part I - What Polyphosphates Are. Farm Chemicals, 132, 1969, partie 8, SIEGEL, M.R. - YOUNG, R.D.: Polyphosphates Are Revolutionizing Fertilizers Part II - Base Materials. Farm Chemicals, 132, 1969, partie 9, page 41, ACHORN, F.P. - SCOTT, W.C.:
Polyphosphates Are Revolutionizing Fertilizers - Part III
- Polyphosphates in Mixtures. Farm Chemicals, 132, 1969, partie 12, HUFFMAN, E.O. - NEWMAN, E.L.: Polyphosphates Are Revolutionizing Fertilizers - Part IV - Behavior and Outlook. Farm Chemicals, 133, 1970, partie 2, MELINE, R.S.
- LEE, R.G. - SCOTT, W.C.: Use of Pipe Reactor in the Production of Liquid Fertilizers with Very High Polyphosphate Content. Fertilizer Solutions, 16, 1972, partie 2, pages 32-45, ACHORN, F.P. - BALAY, H.L. KIMBROUGH, H.L.: Commercial Uses of the Pipe Reactor
Process for the Production of High Polyphosphate Liquids. Fertilizer Solutions, March-April 1973, pages 44-54, ACHORN, F.P. - KIMBROUGH, H.L.: Latest Developments in Commercial Use of the Pipe Reactor Process. Fertilizer Solutions, July - August 1974, BARBER, J.C.: Storage and Containment of Phosphoric Acid and Liquid Fertilizer. Fertilizer Solutions, September - October 1975, ACHORN, F.P. - WHIGHT, E.B. - BALAY, H.L.: Corrosion Problems Can Be Alleviated With Right Materials. Fertilizer Solutions, May-June 1976, PRATT CH.J.: Brit. Chem. Engn. 16, 1971, page 172, KALTENBACH et GARDINIER, Paris: Chem. Ing. Techn. 42, 1970, partie 24, page 2309, KOTLAREVSKI, I.:
Production the Ammonium Polyphosphates and the Liquid Fertilizer from 52 - 54% Phosphoric Acid. In: Recueil des exposés du llème Symposium International sur les engrais industriels. UNIDO, VIENNE 1971).
La mise en valeur des phosphates d'ammonium condenséspar la technique des engrais liquides, dits du type en solution, a permis d'augmenter la concentration des produits de 26 à 32% à l'origine à 44 jusqu'à 48% du total des matières nutritives végétales
(N + P205 + K20). Une des conditions pour la préparation d'engrais liquides en solution ayant un contenu de matières nutritives végétales encore supéreur est une concentration plus forte des phosphates d'ammonium condensés de manière linéaire (surtout des biphosphates et triphosphates), dans la masse fondue utilisée pour la préparation des produits finis (voir SIEGEL, M.R. - YOUNG, R.D.: Polyphosphates Are Revolutionizing Fertilizers Part II - Base Materials. Farm Chemicals, 132, 1969, partie 9, page 41). L'effort tendant à obtenir une plus grande teneur en phosphates d'ammonium linéaires condensés dans le produit de la réaction de l'acide phosphorique avec le gaz ammoniac, est motivé également par des raisons agrochimiques et agronomiques. (Voir JANISEVSKIJ, F.V.:
Polifosfaty ammonija, ich povedenie v pocve i effektivnost v srovnaniii s organofosfatami.
In: Recueil des exposés du 8e Congrès International sur les Engrais Minéraux /Section 7/ Moscou 1976, ISAQ MASHIMOTO - LEHR, J.R.: Mobility of Polyphosphates in Soil. Soil/Sci. Soc. Am. Proc., 37,
1973, partie 1 /janvier-février/, 36-41, KHASAWNEH, F.E. SAMPLE, E.G. - ISAQ MASHIMOTO: Reactions of Ammonium Ortho- and Polyphosphate Fertilizers in Soil: I. Mobility of Phosphorus, Soil Sci. Soc. Am. Proc., 38, 1974, partie 3 /mai-juin/ 446 - 451, TERMAN, G.L.: Agronomic Results with Polyphosphate Fertilizers. Phosphorus Agric., 65,
1975, septembre, 21-26, SAMPLE, E.C. - SOPER, R.J. - RACZ, G.F.: Reactions of Phosphate Fertilizers in Soils. The Role of Phosphorus in Agriculture, Chapter 11. Am. Society of Agronomy, Inc., Crop. Sci.
Soc. of America, Inc., Soil Science Society of America, Inc., Madison Wisconsin 1980), par les possibilités d'utiliser les engrais liquides d'azote et de phosphate en tant qu'élément de base au cours de la production d'engrais stables en suspension
(voir ACHORN, F.P.: Fert. Solutions, 20, 1976, partie 1, page 72) et également par la possibilité d'exploiter leurs propriétés de séquestration en appliquant les éléments à l'état de trace (voir ACHORN, F.P. - SCOTT, W.C.:
Polyphosphates Are Revolutionizing Fertilizers - Part III
- Polyphophates in Mixtures. Farm Chemicals, 132, 1969, partie 12, HUFMAN, E.O. - NEWMAN, E.L.: Polyphosphates Are Revolutionizing Fertilizers - Part IV - Behavior and Outlook. Farm Chemicals, 133, 1970, partie 2, MORTEVEDT, J.J. et al.: Macronutrients in Agriculture. Madison, Wisc., USA, Soil Sci.
Society of America 1972, GOR-NAGY, S. - KALDI, P. - BESAN, J. - SZANTO, A.: The Solubility of Micronutrients in Ammonium Polyphosphate Solutions. Hung. J. ind. Chem Veszprém. 6, 1978, pages 259 - 274).
En liaison avec l'évolution des procédés de production des phosphates d'ammonium condensés, basés sur les réactions de neutralisation et de déshydratation entre H3P04 et l'ammoniac, et en liaison avec la mise en valeur nécessaire de ces technologies en pratique de production, un procédé d'approfondissement de la déshydratation moléculaire par l'effet d'agents de condensation apparaît comme très avantageux.
Un perfectionnement ultérieur dans l'évolution des procédés directs de production de phosphates d'ammonium condensés est représenté par le procédé de production conforme à la présente invention.
L'invention consiste en ce que la formation de la masse fondue, qui contient les phosphates d'ammonium condensés, est obtenue par réaction d'acide orthophosphorique à concentration de 32 à 64% en
<EMI ID=5.1>
solution de dihydrogéno orthophosphates monoammoniques dans l'acide orthophosphorique, avec le gaz ammoniac.
La réaction de neutralisation et de déshydratation s'effectue dans des conditions telles que la valeur moyenne de la masse spécifique de la composante réactive liquide, qui contient l'acide orthophosphorique, est au minimum 1,5 fois plus grande que la valeur moyenne de la masse spécifique du mélange réactionnel hétérogène dans le milieu réactionnel, tandis que la phase liquide, qui contient l'acide orthophosphorique, est soumise, avant sa réaction avec l'ammoniac, à réaction avec des oxydes de soufre et/ou la réaction de neutralisation et de déshydratation entre la phase liquide qui contient le phosphore et l'ammoniac s'effectue en présence d'oxydes de soufre et/ou en présence des produits de leurs réactions de polymérisation ou d'hydratation.
La déshydratation moléculaire de la phase liquide - fondue ainsi préparée du mélange réactionnel peut être encore approfondie par réaction avec le carbamide.
Les oxydes de soufre (surtout l'anhydride sulfurique dans tous ses états et dans toutes ses modifications), les produits de leur réactions de polymérisation (par exemple les molécules cycliques du <EMI ID=6.1>
sulfurique stabilisé par différents additifs qui n'augmentent pas son point de solidification, connu dans le commerce en tant que "SULFAN"), de même que les produits des réactions des déshydratation des oxydes de soufre se combinent très énergiquement avec l'eau.
En plus, toutes ces réactions sont fort exothermiques, ce qui influence d'une manière positive le cours de la déshydratation thermique, comme par exemple:
<EMI ID=7.1>
La forte affinité de ces composés pour l'eau se manifeste même par le charbonnement des matières organiques.
Par la réaction de l'anhydride sulfurique avec l'ammoniac survient, en fonction des conditions de la réaction, la formation du sulfurylamide (sulfamide) et du sulfurylimide (sulfimide) conformément aux équations suivantes:
<EMI ID=8.1>
En présence de l'acide sulfurique, le sulfurylimide peut ensuite polymériser, tout en formant les chaînes
<EMI ID=9.1>
S02)n, le cas échéant, de leurs sels ammoniacaux.
Pour qu'au cours de la déshydratation moléculaire des phosphates d'ammonium à l'état étudié soit exclue la possibilité des réactions secondaires indésirées, mentionnées ci-dessus, il faut ajuster les conditions de la réaction pour que le contact de l'anhydride sulfurique avec l'ammoniac en milieu anhydre soit exclu (ajouter le réactif, soit à la phase liquide qui contient H3P04, et ceci
avant sa réaction avec l'ammoniac, soit l'ajouter au réacteur de neutralisaion et de déshydratation, là où est déjà garantie la présence de la composante de réaction phosphorée déshydratée).
Le procédé de production des phosphates d'ammonium condensés par la réaction de déshydratation et de neutralisation de H3P04, le cas échéant, de la
solution de dihydrogéno orthophosphates monoammoniques dans H3P04 avec le gaz ammoniac en présence des oxydes de soufre, ou en présence des produits des réactions de polymérisation ou d'hydratation de ces oxydes, possède par rapport aux procédés actuels de préparation de phosphates d'ammonium condensés, toute une gamme d'avantages.
Parmi ceux-ci, on peut en indiquer au moins les suivants:
- pour la préparation de phosphates d'ammonium condensés il est possible d'utiliser du H3P04 avec une plus grande teneur en eau, sans que soit nécessaire une concentration préalable, ce que abaisse l'exigence du procédé en question du point de vue de l'investissement et de l'énergie
- il n'est pas absolument nécessaire de préchauffer à de hautes températures les acides phosphoriques utilisés pour la préparation des phosphates d'ammonium condensés, ce qui abaisse considérablement les exigences quant à l'utilisation d'aciers inoxydables spéciaux intervenant dans le dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de production des phosphates d'ammonium condensés
- le procédé permet le traitement de différents types de H3P04 (par exemple de l'acide d'extraction noir et vert, de l'acide thermique)
- la formation des incrustations sur les parois du réacteur de neutralisation et de déshydratation diminue considérablement du fait de la présence d'impuretés cationiques et anioniques dans l'acide traité
- en présence d'un volume plus grand de soufre dans le produit de la réaction de neutralisation et de déshydratation, les propriétés changent considérablement (le caractère amorphe de la masse fondue se perd) et il convient pour être élaboré sous forme d'un produit de de
granulation de qualité
- le produit de la réaction est encore enrichi d'une autre matière nutritive secondaire très importante - le soufre.
Les exemples mentionnés ci-après éclaircissent, mais ne limitent pas, l'objet de l'invention.
Exemple 1
Au cours de cet essai continu, effectué à un quart de l'exploitation, nous avons vérifié le procédé de préparation des phosphates d'ammonium condensés conformément à la présente invention en liaison avec la préparation de NPS concentré - engrais de suspension liquide.
Nous avons traité du H3P04 d'extraction du
type dit vert, préparé à partir de chaux phosphatées calcinées, qui contenait suivant le résultat de la
<EMI ID=10.1>
Dans l'appareillage de simulation travaillant d'une manière continue, nous avons utilisé le réacteur à film de neutralisation et de déshydratation, à passage vertical conformément au brevet n[deg.] 895.901, le courant commun de la phase gazeuse et liquide du mélange réactionnel étant dirigé du haut vers le bas. La hauteur totale du corps du réacteur était de 1000 mmm et son diamètre intérieur était de 120 mm.
Sur le fond porteur perforé du réacteur était située la charge ordonnée, composée de 9 rangs d'anneaux ayant un diamètre de 50 mm; sur cette couche était liée la couche de charge ordonnée, formée par 12 rangs d'anneaux ayant un diamètre de 30 mm, et la charge du réacteur a été complétée dans sa partie supérieure par une couche relativement faible d'anneaux ayant des diamètres différents, et librement parsemés, qui formaient la couche de répartition et de remplissage du réacteur. Le corps du réacteur, de même que son remplissage, avaient été formés de graphite imprégné. L'amenée de la composition liquide de réaction, contenant l'acide phosphorique, de même que l'amenée du gaz
ammoniac, débouchent au-dessus de la couche de remplissage.
L'acide phosphorique d'extraction traité a été amené au réacteur par une pompe de dosage péristaltique à tuyau, et ceci à partir du réservoir d'acide, situé sur une balance à bascule, par un échangeur à tubes, chauffé par de la vapeur d'eau à basse pression.
Juste avant l'entrée de l'acide dans le réacteur, à travers sa colonne dans le tuyau placé verticalement et enfoncé dans l'acide, on a fait barboter l'anhydride sulfurique gazeux, gagné de l'huile de 30% à peu près. La réaction de l'acide orthophosphorique dosé avec l'anhydride sulfurique a été violente et accompagnée d'un sifflement et de la formation d'un brouillard fin.
En moyenne, chaque heure, on a fourni 52,4 kg de H3P04 d'extraction (47,8 de P205), 10,5 kg
<EMI ID=11.1>
réactionnel mousseux à la température de 250[deg.]C passait par le fond porteur perforé du corps du réacteur jusqu'au réacteur de dissolution dans lequel a été amenée une suspension de 15% à peu près de bentonite sodée, préparée par le procédé continu, conformément au Certificat d'Auteur Tchécoslovaque numéro (brevet d'invention numéro 2800 - 81) en quantité de 7,0 kg.h-1à peu près. La température du mélange réactionnel dans le réacteur de dissolution est conservée par circulation du mélange en question dans un refroidisseur à 65-75[deg.]C. La fixation totale des composants de réaction gazeux amenés dans le produit a été assurée par le lavage de la phase gazeuse du mélange liquide à l'aide d'un réactif faiblement acide dans la colonne d'absorption de remplissage.
Le produit de réaction - l'engrais NPS de suspension caractérisé par la composition 13,4 - 30- 0 - 5S, s'écoulait d'une manière continue du réacteur de dissolution par le siphon de fermeture et était récolté dans le réservoir de service du produit. Le produit manifestait des propriétés très favorables de manipulation, une bonne aptitude au stockage, manifestait une faible réaction acide (pH de la suspension non diluée 6,5) et, à la température de 25[deg.]C, contenait dans 1 m3 187 kg d'azote, 418,5 kg de
<EMI ID=12.1>
être complètement assimilée par les végétaux. Plus de 55% de tout le phosphore présent dans la suspension se trouvaient sous une forme poly-condensée. Par analyse chromatographique, effectuée sur une couche mince cellulosique, on a constaté que le degré de condensation maximum du phosphore dans le produit de réaction correspondait au quaterphosphate (n=4).
Malgré le fait que le contenu de la phase solide n'était pas directement fixé dans l'engrais de suspension préparé, on peut supposer que la fraction des éléments solides en suspension dans l'engrais n'était pas supérieure
18% en poids. L'engrais a manifesté, après plusieurs semaines de stockage, une pleine stabilité de la suspension, et l'échantillon du produit a été complètement remis en suspension après seulement un lent tournoiement de la colonne de sédimentation.
La viscosité dynamique de l'engrais de suspension était de 0,215 Pa.s. à la température de 20[deg.]C. E x e m p 1 e
Dans le cadre d'un essai continu de plusieurs heures sur un appareillage à échelle réduite, on a utilisé un réacteur de neutralisation et de déshydratation placé verticalement, travaillant avec barbotage du gaz dans la couche de phase liquide, conformément aux dispositions du Certificat d'Auteur Tchécoslovaque numéro 210335, présentant les paramètres géométriques suivants :
- longueur totale du réacteur 1000 mm
- diamètre intérieur du réacteur 125 mm
- relation de la surface au diamètre intérieur du corps du réacteur à l'endroit du passage
<EMI ID=13.1>
à la surface du percement intérieur du corps de réacteur au débouché de l'entrée d'acide
<EMI ID=14.1>
- distance de l'amenée de H3P04 au fond 50 mm
- distance de trop-plein du mélange réactionnel à la fermeture du haut du corps du réacteur 100 mm
- hauteur de la cloison (en forme d'anneau) qui sépare le débouché des tuyaux d'amenée
des composant réactionnels du débouché de
l'acide phosphorique 200 mm
- distance du débouché du tuyau parallèle pour l'amenée de l'anhydride sulfurique au
fond du corps du réacteur 35 mm
- distance du débouché du tuyau parallèle pour l'amenée du gaz ammoniac au
fond du corps du réacteur 160 mm
Le corps du réacteur, de même que les tuyaux pour l'amenée des composants gazeux de réaction, la cloison de séparation en forme d'anneau, l'amenée de H3P04 et
la prise pour le mélange réactionnel, étaient formés en graphite imprégné. Les autres parties de l'appareillage utilisé étaient conformes à l'état mentionné à l'exemple 1.
Nous avons fourni d'une manière continue à chaque minute, en moyenne, dans le réacteur de neutralisation et de déshydratation de la construction mentionnée ci-dessus, qui travaillait avec barbotage du gaz dans la couche de phase liquide:
1071,0 g d'acide orthophosphorique noir d'extraction qui contenait 53,8% en poids de P205
180,5 g d'anhydride sulfurique gazeux, et
286,8 g d'ammoniac gazeux.
La température du H3P04d'extraction amené à l'entrée du réacteur de neutralisation et de déshydratation variait au cours de l'essai dans l'intervalle entre 43 et
65[deg.]C. Les composés de réaction gazeux entraient dans le réacteur à la température proche de la température de la chambre. Le mélange réactionnel quittait le réacteur de neutralisation et de déshydratation à la température de 244 à 252[deg.]C. A chaque minute, on a fourni en moyenne 521,9
cm3 d'eau dans le réacteur de dissolution.
Dans les conditions précitées on a produit chaque heure en moyenne 90 litres, respectivement 123,6 kg d'engrais liquide NPS, caractérisé par la composition : 11,4
- 28,0 - 0 - 3,5 S dont le pH (produit non dilué) était de 6,3 à 6,7 et la masse spécifique variait à la température de <EMI ID=15.1>
contenait plus que 60% de phosphore lié sous forme des phosphates linéairement condensés.
L'échantillon de l'engrais liquide NPS a gardé une bonne liquidité et des propriétés rhéologiques satisfaisantes même après stockage d'un mois dans le refrigérateur à une température moyenne de stockage de
-17[deg.]C.
Exemple 3
Dans le cadre de cet essai on a utilisé un réacteur de neutralisation et de déshydratation modifié, travaillant avec barbotage du gaz dans la couche de phase liquide, avec le courant de phase liquide du mélange réactionnel sur la partie extérieure du corps du réacteur dans l'hélice continue descenda (voir le Certificat d'Auteur Tchécoslovaque numéro 205849, cas échéant 216856).
Après les tuyaux placés parallèlement, qui servaient à amener NH3 (g) et S03(g) (de manière semblable à
celle décrite dans l'exemple 2), débouchait à 120 mm au-dessous du bord du bas du trop-plein du mélange réactionnel le tuyau d'amenée du carbamide fondu. A l'aide de ce tuyau on a amené dans le mélange réactionnel chaud, par une pompe de dosage à engrenages noyée sous la surface du carbamide fondu dans son réservoir, le carbamide qui servait dans le système étudié d'agent de condensation.
Au cours d'un essai de plusieures heures, effectué à un quart de l'exploitation, on a apporté chaque minute en moyenne:
1100 g de H3P04 d'extraction, en partie épaissi, contenant à peu près 58% du total de P205
174 g d'anhydride sulfurique gazeux, et
70,0 g de carbamide fondu
198,2 g de gaz ammoniac.
Dans les conditions mentionnées on a produit chaque heure en moyenne 89,6 kg d'engrais liquide NPS, caractérisé par la composition suivante:
11,6 - 28 -0 - 4,7 S.
L'engrais liquide contenait 26% de phosphore lié sous forme condensée, tandis que 3,7% du volume total d'azote avaient été liés sous forme d'amide.
L'échantillon d'engrais liquide NPS a gardé une bonne liquidité et des propriétés rhéologiques satisfaisantes même après stockage d'un mois dans un réfrigérateur à une température moyenne de stockage de
-17[deg.]C.