CS248991B1 - Sposob kontinuálněj výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu - Google Patents

Sposob kontinuálněj výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu Download PDF

Info

Publication number
CS248991B1
CS248991B1 CS613484A CS613484A CS248991B1 CS 248991 B1 CS248991 B1 CS 248991B1 CS 613484 A CS613484 A CS 613484A CS 613484 A CS613484 A CS 613484A CS 248991 B1 CS248991 B1 CS 248991B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
reaction
liquid
ammonia
reaction medium
fertilizers
Prior art date
Application number
CS613484A
Other languages
Czech (cs)
English (en)
Inventor
Jan Teren
Eduard Hutar
Vladimir Nosko
Ernest Drozdik
Emil Vazny
Karol Chromicky
Vladimir Kosiba
Alojz Petrik
Ivan Harmaniak
Peter Meszaros
Lubos Hermann
Original Assignee
Jan Teren
Eduard Hutar
Vladimir Nosko
Ernest Drozdik
Emil Vazny
Karol Chromicky
Vladimir Kosiba
Alojz Petrik
Ivan Harmaniak
Peter Meszaros
Lubos Hermann
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jan Teren, Eduard Hutar, Vladimir Nosko, Ernest Drozdik, Emil Vazny, Karol Chromicky, Vladimir Kosiba, Alojz Petrik, Ivan Harmaniak, Peter Meszaros, Lubos Hermann filed Critical Jan Teren
Priority to CS613484A priority Critical patent/CS248991B1/sk
Publication of CS248991B1 publication Critical patent/CS248991B1/sk

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Description

(54) Sposob kontinuálněj výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu
Predmetom vynálezu je spůsob kontinuálně) výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu.
Kvapalné dusíkato-fosforečné hnojivá monofosforečnanového tzv. ortofosforečnanového typu, sú vodné roztoky, alebo suspenzie dihydrogénfosforečnanu amónneho (NH4H2PO4) a hydrogénfosforečnanu dvojamónneho [ (NH4)2HPOáj.
Pripravujú sa neutralizáciou trihydrogénfosforečnej kyseliny, alebo vodného roztoku, resp. suspenzie zmesi monofosforečnanov amonných typu Amofos, MAP, M-DAP a pod, amoniakom. Pri neutralizácii H3PO4 vyráhanej rozkladom fosfátov minerálnymi kyselinami — tzv. extrakčnej kyseliny sa nečistoty ako Mg, Al, Fe, Ca, SiF62_ dosiahnuté v kyselině vyzrážajú vo formě gelovitých a obvykle z chemického hl'adiska značné komplikovaných zrazenín. Množstvo týchto halotvorných zrazenín, ich štruktúra, ako aj ich fyzikálna forma sú závislé na spůsobe vedenia neutralizačnej reakcie. V tejto súvislosti je možné v súčasnosti známe spůsohy přípravy kvapalnýeh dusíkato-fosforeč248991 ných tzv. NP-hnojív rozdeliť na procesy, v rámci ktorých sa vyzrážané nečistoty oddel'ujú (USA pat. 3 264 087; Chemical Enginneering Progress, Vol. 58, No. 9, 1962, strana 89 — 93) a technologie, pri ktorých sa vyzrážané nečistoty neoddetujú, avšak halotvorné nečistoty sa v produkte různým spůsobom stabilizujú, aby sa zabránilo sedimentácii kalu (Agricultural and Food Chemistry, Sep.-Okt. 1961, s. 343 — 348; USA patenty č. 3 160 495, 3 179 496, 3 519 413, 3 563 723, 3 579 321, 4 066 432; Cs. AO číslo 200 671).
Spůsob výroby a zariadenie pre pripravu kvapalnýeh monofosforečnanových hnojív je tiež obsahom USA pat. 2 969 280. Podfa tohto postupu sa čpavková voda, H3PO4 a technologická voda dávkuje do neutralizačného reaktora, odkiat sa horúci roztok v dvoch prúdoch odčerpává a vedie sa do chladiaceho systému.
Spůsob výroby kvapalného NP-hnojiva monofosforečnanového typu s využitím trúbkového reaktora je predmetom USA pat. č. 3 130 033. Reaktor sa skládá z dvoch zón, pričom do prvej zóny sa dávkuje H3PO4 a do druhej čpavková voda. Uvedené je i zariadenie a spůsob chladenia reakčnej zmesi, pri ktorom sa 50 — 75 % ochladeného cirkulujúceho produktu mieša s čerstvo připravenou reakčnou zmesou.
Pódia USA pat. 2 917 380 možno připravit' kvapalné hnojivo monofosforečnanového typu s vopred určeným pomerom N-P2O5-K2O sposobom, podfa ktorého sa do miešaného reaktora kotlového typu dávkuje kyselina fosforečná, amoniak a zmes pozostávajúca z vody a schladeného reakčného produktu. Teplota reakčnej zmesi sa udržuje chladením pod 71 °C, pričom příprava hnojivá 8-24-0 je ukončená, keď pH reakčnej zmesi dosiahne hodnotu 6,85. V našich podmienkach sa počas viacerých rokov prevádzkovania výroby kvapalného hnojivá typu 8-24-0 osvědčil sposob výroby v zmysle Čs, AO č. 202 154, pri ktorom sa H3PO4 a čpavková voda dávkujú do reakčného prostredia, ktoré cirkuluje rýchlosťou 10- až 500-násobne vyššou, ako je rýchlosť dávkovania kyseliny fosforečnej.
V súvislosti s prehíbovaním celosvetovej energetickej krízy sa hlavne v druhej polovici sedemdesiatych rokov upriamila pozornost technologického výskumu kvapalných hnojív na vývoj výroby produktov, ktoré by sa koncentráciou rastlinných živin vyrovnali klasickým kvapalným viaczložkovým hnojívám na báze kondenzovaných fosforečnanov, avšak ktorých technológia by kladla minimálně nároky na spotřebu energie. Takto sa predmetom výskumu v uvedenej problematike stali dusíkato-fosforečné (NP) suspenzie monofosforečnanového typu. Na začiatku výskumu v tejto oblasti maximálně dosiahnuteínou koncentráciou suspenzie, pri zachovaní jej přijatelných manipulačných a skladovacích vlastností, představoval typ 10-30-0 („New Developments in Fertilizer Technology“ — 8 th Demonstration NFDC-TVA, October 6 — 7, 1970; Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Alabama; Bulletin Y-12). Neskor sa ukázalo, že ak sa kyselina neutralizuje vo viacerých stupňoch, je možné připravit aj koncentrovanejšie NP-suspenzie.
Pri dvojstupňovej technologii kyselinu neutralizovali plynným amoniakom najprv do pil 4,5 (cca 75 % celkovej potřeby NFIs), pri bode varu reakčnej zmesi a době zotrvania reakčnej zmesi v miešanom neutralizátore kotlového typu asi 30 minút. Neutralizácia kyseliny sa ukončovala v druhom stupni, za chladenia reakčnej zmesi.
Na stabilizáciu produktu — NP suspenzie sa používal práškový atapulgit, ktorý sia do reakčnej zmesi přidával za druhým neutralizačným stupňom, v množstve 1,5 hmot. % sušiny. Dvojstupňová neutralizácia umožnila zvýšit koncentráciu NP-suspenzie na báze monofosforečnanov z povodných 10-30-0 na 11-33-0 a neskor až 11-39-0. Neskor sa ukázalo, že ani navrhnutý dvojstupňový proces neutrálizácie extrakčnej H3PO4 plynným amoniakom nezaručuje potrebnú stabilitu NP suspenzie typu 11-39-0. Po rozsiahlych skúškach s použitím róznych aditívov ovplyvňujúcich vlastnosti hnojivá (napr. 0,3až 0,5 %-ný prídavok H2S1F6) sa zloženie vyvíjanej suspenzie napokon ustálilo na type 13-38-0. Pre kontinuálny sposob přípravy kvapalného hnojivá — suspenzie 13-38-0 bola navrhnutá trojstupňová neutralizácia („New Developments in Fertilizer Technology“ 12 th Demonstration NFDC-TVA, October 18 — 19, 1978, Tennessee Valley Authority Muscle Shoals, Alabama; Bulletin Y-136).
Doposial' známe a priemyselne využívané technologické procesy výroby kvapalných NP-hnojív, i ked umožňujú přípravu čerpatefných a skladovatelných kvapalných hnojív, sú z hladiska strojno-technologického zariadenia poměrně náročné, či už je to spósobené viacstupňovou neutralizáciou, komplikovanou manipuláciou, skladováním a dávkováním používanej dusíkatej suroviny, zložitým a často i málo účinným, prevádzkove nespolehlivým a energeticky náročným spósobom chladenia reakčnej zmesi, alebo v niektorých pripadoch i přípravou a dávkováním používanej stabilizačnej přísady.
Teraz sa zistilo, že nedostatky niektorých popísaných spósobov možno do značnej miery odstranit' sposobom kontinuálnej výroby kvapalných NP-hnojív podfa vynálezu.
Podfa tohto' sposobu, spočívajúceho na nepřetržíte vedenej reakcií trihydrogénfosforečnej kyseliny vo vodnom prostředí s priamo kvapalným amoniakom, ktorý sa v jednom mieste, alebo na viacerých miestach kontinuálně dávkuje do kvapalného reakčného prostredia tvořeného zmesou produktu a východiskových surovin a to tak, že miesto vstupu kvapalného amoniaku do reakčného prostredia je od fázového rozhrania tvořeného hladinou vzdialené minimálně 320 milimetrov a kontakt reagujúcich zložiek prebieha za intenzívneho miešania charakterizovaného hodnotou Reynoldsovho kritéria Re ě 1,7.103, pričom pH reakčnej zmesi sa počas reakcie trvale udržuje dávkováním reagujúcich zložiek v rozmedzí 5,7 až 7,4 a na odvod tepla z reakčného prostredia sa využívá entalpia do reakčného prostredia dávkovaného kvapalného amoniaku. Do reakčného prostredia sa připadne ešte kontinuálně přidává aj aditív zlepšujúci fyzikálno-manipulačné vlastnosti produktu.
Ukázalo sa, že je zvlášť výhodné, ak sa nepřetržíte vedená reakcia medzi trihydrogénfosforečnou kyselinou a koncentrovaným kvapalným amoniakom uskutočňuje dávkováním reagujúcich zložiek do cirkulujúceho reakčného prostredia, pričom pH reakčnej zmesi sa počas reakcie trvale udržuje dávkováním reagujúcich zložiek v relativné úzkom rozsahu (pH 5,7 až 7,4).
Za týchto podmienok sa ukázalo byť dalej osobitne výhodným, ak sa do reakčného prostredia dávkovaná kyselina privádzala před cirkulačným čerpadlom a ak kvapalný amoniak vstupoval do kvapalného cirkulujúceho reakčného prostredia na výtlačnej časti cirkulačnej trasy, a to v jednom mieste, alebo na viacerých miestach, pričom miesto vstupu kvapalného amoniaku bolo od fázového rozhrania tvořeného hladinou, vzdialené minimálně 320 mm.
Využitím kontinuálneho spósobu výroby dusíkato-fosforečných kvapalných hnojív monofosforečnanového typu podlá vynálezu sa dosiahnu v porovnaní s dnes priemyselne využívanými technologickými procesmi najma tieto přínosy:
— zjednoduší sa samotný technologický proces, ako aj přeprava, skladovanie, manipulácia a dávkovanie dusíkatej suroviny (kvapalný amoniak možno sposobom podfa vynálezu spracovávaf. i bez nárokov na budovanie nákladného skladového hospodárstva priamo z přepravného zásobníka — například zo železničnej, resp. automobilovej cisterny a pod. j;
— významné sa znížia prevádzkové náklady na odvod reakčného tepla, keďže na chladenie reakčnej zmesi sa priamo v procese výroby využije značné vysoká výparná entalpia koncentrovaného kvapalného amoniaku (cca 1 400 kj/l kg amoniaku);
— dosiahne sa podstatné zníženie čpavkových exhalácií, ako aj vyššia kultúrnosť a hygiena práce;
odstránia sa požiadavky na energiu pre manipuláciu, skladovanie a dopravu dusíkatej suroviny do výroby;
— aj pri spracovávaní značné znečistěných extrakčných H3PO4 sa vytvára len jemná, homodisperzná, gelovitá zrazenina, ktorá po stabilizácii vhodným stabilizačným aditívom nezhoršuje reologické vlastnosti, manipulovatelní)sť a čerpatelnosť kvapalného NP-hnojiva.
Ďalej uvedené příklady bližšie ilustrujú, ale nijako neobmedzujú predmet vynálezu.
Příklad 1
Sposob přípravy kvapalných dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu podfa vynálezu bol dlhodobe ověřovaný na modelovej štvrťprevádzkovej aparatúre, pozostávajúcej z cirkulačného neutralizačného reaktora, tvořeného zásobníkom reakčnej zmesi, opatřeného duplikátorom na odvod tepla chladiacou vodou a spatným chladičom vodných pár a s ním potrubnou trasou spojeného odstředivého cirkulačného čerpadla (ZV-40, typ FORMAN). Do potrubnej trasy (Ms 40) na sacej straně 1 odstředivého vertikálneho bezupchávkovvého čerpadla 2 ústil přívod spracovávanej kyseliny fosforečnej, ktorá sa do reaktora dávkovala pomocou peristaltického-hadicového dávkovacieho čerpadla z kyselinového zásobníka, umiestneného na váhe.
Kvapalný amoniak sa do cirkulečného reaktora prevádzal tvarovanou kovovou rúrkou 4 z tlakového zásobníka kvapalného amoniaku, umiestneného na váhe. Regulácia množstva kvapalného amoniaku dávkovaného do procesu sa robila ihlovým ventilom zabudovaným do kovověj prívodnej trasy kvapalného amoniaku (priemer 10 x 1,5 milimetraj. V rámci tejto skupiny dlhodobých štvrťprevádzkových skúšok bol vstup kvapalného amoniaku do reaktora, realizovaný kovovou rúrkou (priemer 10 x 1,5 milimetra) súosovo zabudovaného do vertikálnej častí výtlačnej cirkulačnej potrubně j trasy reaktora (Ms 40) 3. V zaujme vylúčenia mužnosti vzniku problémov pri uvádzaní zariadenia do prevádzky, ako aj pri jeho odstavovaní, bol přívod kvapalného amoniaku vybavený tiež prívodom nízkotlakovej páry 6, ktorej pridávanie (len pri starte a odstavovaní zariadenia) sa regulovalo ventilom 7. Tlakové poměry vo výtlačnej časti cirkulačného reaktora počas dávkovania kvapalného amoniaku bolo možno sledovat manometrom 8, zabudovaným do trasy NH3 v mieste medzi ústím přívodu vodnej páry S a vstupom prívodnej rúry kvapalného NH3 do potrubnej trasy cirkulačného reaktora 3. Detailný pohiad na časť neutralizačného cirkulačného reaktora s riešením přívodu kvapalného amoniaku je obsahom obrázku č. 1.
Dávkovanie potřebného množstva vody sa realizovalo peristaltickým — hadicovým dávkovacím čerpadlom zo zásobníka umiestneného na váhe, cez výplňová absorpčnú kolonu koncového odplynu, zapojená medzi zásobníkom cirkulujúcej reakčnej zmesi a koncový ventilátor.
Pracovalo sa s kvapalným amoniakom obsahujúcim minimálně 99 % NH3 a extrakčnou H3PO4 obsahujúcou:
53,10 hmot. % celkového P2O5 (stanovené fotometricky),
50,36 hmot. % P2O5 podfa acidity kyseliny,
0,52 hmot. % Fe,
0,76 hmot. % AI,
0,22 hmot. % Mg, menej než 0,01 hmot. % Ca a 3,20 hmot. % síry vyjadrenej akoSO42-.
Do neutralizačného reaktora, v zmysle už uvedenej špecifikácie, sa minútove priemerne dávkovalo 1132 g extrakčnej kyseliny fosforečnej, tzv. čierneho typu a už uvedenej akosti a 246 g koncentrovaného kvapalného· amoniaku. Pri chladení reakčnej zmesi výlučné prietokom chladiacej vody cez duplikátor zásobníka reakčnej zmesi ustálila sa teplota cirkulujúcej reakčnej zmesi na 63 °C, pričom jej pH len priemerne kolísalo okolo hodnoty 6,5. Nad vrstvu neorganizované]' keramickej výplně v· absorpčnej kolóne sa priemerne dávkovalo 1125 gramov. min1 vody, pričom táto po prietoku kolonou kontinuálně natékala do zásobníka reakčnej zmesi.
Uvedeným sposobom připravované kvapalné dusíkato-fosforečné hnojivo kontinuálně odtékalo cez bočný přepad v zásobníku reakčnej zmesi, pričom sa kontinuálně sledovala hodnota acidity -a priebežne sa kontrolovala tiež jeho měrná hmotnost. Počas 6-hodinového pokusu sa popísaným sposobom připravilo viac než 900 kg kvapalného NP-hnojiva typu 8-24-0.
Příklad 2
Za podmienok specifikovaných v příkladu 1, sa počas viachodinového pokusu ověřovala příprava stabilizovaného kvapalného NP-hnojiva^ Na stabilizáciu kalu tvoriaceho sa pri kontinuálnej neutralizácii extrakčnej H3PO4 už uvedenej akosti koncentrovaných kvapalným amoniakom sa používala vodná suspenzia gelotvorného sodného montmorillonitu, připravená konverziou vápenatého bentonitu vo vodnom prostředí, pri teplote 85 °C uhličitanom sodným, v přítomnosti ochranného koloidu. Uvedeným spósobom připravený stabilizačný aditív sa kontinuálně dávkoval vo formě vodnej cca 10 percentnej suspenzie (vzhladom na sušinu bentonitu), v priemernom množstvé 500 g. . min1 do zásobníka reakčnej zmesi. Počas tohto pokusu sa množstvo dávkovanej vody znížilo na 625 g . min1. Takto sa připravovalo stabilně kvapalné hnojivo typu 8-24-0, vyznačujúce sa velmi dobrými manipulačno-reologickými vlastnosťami (fluidita: 2,2 hmot. % zostatku; dynamická viskozita pri teplote miestnosti: 0,2 Pa.s).

Claims (2)

  1. PREDMET
    Spósob kontinuálnej výroby kvapalných dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu nepřetržíte vedenou reakciou trihydrogénfosforečnej kyseliny s amoniakom, pri teplote 35 až 105 °C vyznačujúci sa tým, že kyselina fosforečná sa vo vodnom prostředí neutralizuje priamo koncentrovaným kvapalným amoniakom, ktorý sa v jednom mieste alebo na viacerých miestach kontinuálně dávkuje do kvapalného reakčného prostredia, tvořeného zmesou produktu a východiskových surovin, a to tak, že miesto vstupu kvapalného amoniaku do reakčného prostredia je od fázového rozhreVYNÁLEZU nia tvořeného hladinou, vzdialené minimálně 320 milimetrov a kontakt reagujúcich zložiek prebieha za intenzívneho miešania reakčnej zmesi, charakterizovaného hodnotou Reynoldsovho kritéria Re ž 1,7.103, pričom pH reakčnej zmesi sa počas reakcie udržuje dávkováním reagujúcich zložiek trvale v rozmedzí 5,7 až 7,4 a na odvod tepla z reakčného prostredia sa využívá entalpia do- reakčného prostredia dávkovaného kvapalného amoniaku, pričom do reakčného prostredia sa připadne ešte kontinuálně přidává aj aditív, zlepšujúci fyzikálno-manipulačné vlastnosti produktu.
CS613484A 1984-08-13 1984-08-13 Sposob kontinuálněj výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu CS248991B1 (sk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS613484A CS248991B1 (sk) 1984-08-13 1984-08-13 Sposob kontinuálněj výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS613484A CS248991B1 (sk) 1984-08-13 1984-08-13 Sposob kontinuálněj výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS248991B1 true CS248991B1 (sk) 1987-03-12

Family

ID=5407677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS613484A CS248991B1 (sk) 1984-08-13 1984-08-13 Sposob kontinuálněj výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS248991B1 (sk)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69303349T2 (de) Verfahren zur Korrosionsinhibierung in wässerigen Systemen
US3382059A (en) Production of ammonium polyphosphates from wet process phosphoric acid
US3464808A (en) Manufacture of ammonium polyphosphate from wet process phosphoric acid
US3950495A (en) Method for the continuous preparation of stable aqueous ammonium polyphosphate compositions
US3310371A (en) Production of ammonium phosphate
US2799569A (en) Ammonium phosphate fertilizers
EP3597633A1 (en) Method for granulating urea
USRE29149E (en) Production of ammonium phosphates and product thereof
US4724132A (en) Continuous process for the manufacture of metal salt solutions from water-insoluble metal compounds and mineral acids
US3453074A (en) Novel phosphorous compositions and process
US3949058A (en) Production of ammonium polyphosphates
US3022154A (en) Concentrated liquid fertilizers from superphosphoric acid and potassium hydroxide
CS248991B1 (sk) Sposob kontinuálněj výroby kvapalnýeh dusíkato-fosforečných hnojív monofosforečnanového typu
US4927617A (en) Process of producing concentrated solutions of ammonium nitrate
US4721519A (en) Stable ammonium polyphosphate liquid fertilizer from merchant grade phosphoric acid
US4637921A (en) Process for producing ammonium polyphosphate
US3734708A (en) Method for making ammonium phosphate fertilizer
CA1039475A (en) Manufacture of solid ammonium phosphate
US3449107A (en) Process for preparing melts comprising ammonium nitrate and phosphate
US3695835A (en) Ammonium polyphosphate manufacture
CN101391754A (zh) 一种用于制备无磷过碳酸钠的稳定剂及其使用方法
CN101525128B (zh) 一种固体正磷酸的生产方法
US3947261A (en) Production of ammonium polyphosphate solutions
US3482945A (en) Apparatus for preparing a granular fertilizer
US3933459A (en) High-magnesium ammonium polyphosphate solutions