一种磷酸二铵的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸二铵的生产方法，属于化工技术领域。该方法包括以下步骤：(1)预中和：浓磷酸和洗涤液加入中和槽，与氨反应，反应温度为110‑120℃，中和度为0.5‑0.6，料浆密度为1.45‑1.55g/cm³，料浆含水量为16‑20%，所述洗涤液的体积为中和槽的1/4‑1/3；(2)中和：将预中和料浆通入含有1/3‑2/3体积洗涤液的管式反应器，与氨反应，反应温度为100‑140℃，中和度为1.45‑1.53；(3)造粒：将中和料浆送入造粒机中，通氨进行造粒，中和度为1.80‑1.90；(4)成品：颗粒经干燥、分筛和冷却后得到成品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于肥料生产
，特别涉及一种磷酸二铵的生产方法和系统。
技术介绍
磷酸二铵，也称作磷酸氢二铵、磷酸氢铵，是一种白色的晶体，分子式为(NH4)2HPO4，溶于水，加热至155℃分解，但在室温下也有可能逐渐地分解释放出氨气，而形成磷酸二氢铵。产品规格有：64%（N18:P2O546）、61%（N17：P2O545）、57%（N15：P2O542）。为增加耐储性，部分产品在生产过程中添加包裹剂，使产品外观呈褐色或黄色。目前，本公司磷酸二铵产品生产流程中“中和造粒工艺”、 “破碎、筛分系统”工艺是：在中和槽中浓磷酸与液氨发生中和反应，待中和料浆中和度达1.45-1.55，密度达1.55-1.57mg/L时，向造粒机开始送中和料浆，并在送料浆前将造粒机二次补氨打开，开始喷浆，进行转鼓氨化造粒。干燥过的物料以1.0-2.0%的含水量排出，经干燥机出料输送机送到干燥机斗提机，再经干燥机斗提机进入工艺筛。工艺筛把大于4mm的物料送至大颗粒破碎机，筛分出的细粉物料直接进入细粉收集输送机，2-4mm的成品部分直接进入流化床冷却器冷却，另一部分成品经工艺筛出料分料阀进入细粉收集输送机。流化床冷却后的成品经产品斗提机进入产品筛。产品筛筛分出粒度小于2mm和大于4mm的产品进入细粉返料输送机，介于2-4mm物料经溜管进入缓冲仓后进入包裹筒，喷油包裹后入成品仓库。申请人在采用上述方法时发现如下问题：1、产品中的氮含量达不到18%，通常为17.5%左右。2、外观不圆润规则、容易结块,、产品颗粒大小不符合要求。3、能耗高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的之一为提供一种磷酸二铵的生产方法，该方法得到的产品不结块、更有透感、强度更高；产品粒度（2-4mm）由85%提高到90%以上；产品水份由2.0%降为1.5%以下；产品水溶性磷含量由85%提高到90%以上；产品含氮量由17.5%提高到18.0%以上。产品各项指标均达到优等品标准，且干燥时的能耗降低40%以上。本专利技术实施例的目的之二为提供实现前述方法的系统。所述技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种磷酸二铵的生产方法，其原理为：H3PO4+NH3=NH4H2PO4H3PO4+2NH3〓(NH4)2 HPO4该方法包括以下步骤：(1)预中和：浓磷酸和洗涤液加入中和槽（根据需要也可以适当加入工艺水），与氨反应，反应温度为100-120℃，中和度为0.5-0.6，料浆密度为1.45-1.55g/cm³，料浆粘度大约200mpa.s，料浆含水量为16-20%，该步骤使用的洗涤液的体积为中和槽体积的1/4-1/3，洗涤液可以同浓磷酸一起加入。更具体地，调节控制进入中和槽的通氨量，保持低流量通氨直至中和槽沸腾，防止中和槽料浆沸溢；通氨过程中应加入一定量的洗涤液，补充因反应热而蒸发的水份，调节料浆比重，不宜过稠，继续向预中和槽通氨，通知分析岗位每隔10分钟取样分析一次，直到料浆中和度达到0.50-0.57，料浆比重1.50-1.53g/cm³，料浆达到要求后，停止供氨、洗涤液，打开入氨分布器的蒸汽手动阀通入蒸汽对料浆保温。(2)中和：将步骤(1)得到的预中和料浆通入含有1/3-2/3体积（优选为1/2）洗涤液的管式反应器，与氨反应，反应温度为100-140℃，中和度为1.40-1.53，该步骤使用的涤液的体积为管式反应器体积的1/3-2/3，其在通浓磷酸前加入。该过程中，由于管式反应器反应较快，则需要严格控制步骤(1)得到料浆的密度和粘度，该步骤不需要外供热，反应放热即可维持反应的进行；该过中通过加入洗涤水来控制反应热量和料浆的粘稠度，以保证反应正常进行。另外，在该步骤中，中和度要设计为比现有的在中和槽一步反应（中和槽造粒工艺1.45-1.55）的中和度稍低，以保证料浆在管式反应器中良好的流动。更具体地，反应前，管式反应器先装洗涤水，管式反应器的通氨量变频调节至60%，从中和槽输送至管式反应器的料浆变频调节至90%；通入管式反应器的液氨压力升至0.5Mpa左右，从中和槽输送至管式反应器的料浆压力升至0.5Mpa左右。同时打开通入管式反应器的液氨阀门以及料浆阀门；再调节变频至指定的通氨量和进入管式反应器的喷浆量。(3)造粒：将步骤(2)得到的中和料浆送入造粒机（具体为转鼓造粒机）中，通氨进行造粒，中和度为1.80-1.90，该过程与现有技术一致，但得到的颗粒的含水量较现有技术少0.5-1%。(4)成品：将步骤(3)得到的颗粒经干燥、分筛和冷却等后得到成品，该过程与现有技术一致，但干燥时炉温较现有技术低300-500℃，更节能。其中，洗涤系统用稀磷酸或浓磷酸吸收造粒尾气、干燥尾气、收尘尾气中的粉尘、氨气以及水分等，还收集各设备的洗涤水（采用清水洗涤）。一部分吸收液可以循环使用（洗涤器循环和用于反应合成），另一部分送至废液槽以备一铵使用。严格控制洗涤液中浓磷酸和工艺水的加入量，控制洗涤液质量及各项工艺指标，确保尾洗正常循环，特别是控制好洗涤液比重和中和度，确保各洗涤液的循环量和正确分布，对尾气进行充分洗涤，避免堵塞，使放空尾气里所含氨、氟的浓度降低到满足环保的要求，确保尾气达标排放。具体地，洗涤液来自洗涤系统并通过工艺水和磷酸（来自磷酸贮槽）调配为：密度1.40-1.55g/cm³，中和度≤0.6。更具体地，送入中和槽的洗涤液的密度为1.40-1.50g/cm³，中和度≤0.6；送入管式反应器的洗涤液的密度为1.45-1.55g/cm³，中和度≤0.6。在本专利技术实施例的步骤(1)中：浓磷酸来自磷酸贮槽，其有效磷（P2O5）含量为38-45wt%，优选为42%左右，氨酸比（液氨质量（t）比磷酸体积（m3））为0.0005-0.0015t/m3。在本专利技术实施例的步骤(2)中：预中和料浆的压力为0.65-0.80MPa，液氨的压力为1.10-1.24MPa，氨酸比为0.20-0.24t/m3。本专利技术实施例的步骤(3)包括：转鼓造粒机将步骤(2)得到的中和料浆经料浆分布器喷洒在来自返料结构的磷酸铵母料表面，返料比为4.5-5.5:1（优选为5:1），返料温度为80-85℃，经过涂布成粒并与氨分布器中喷出的氨气进行氨化反应,氨压为0.90-1.1MPa，得到温度为85-100℃、含水量为2.5-3.5%和粒径在2-4mm占40-50%的颗粒。造粒机的尾气经造粒除尘器除去粉尘，收集的粉尘返回造粒机，尾气送洗涤系统。生产过程中返料结构必须有磷铵物料作为晶种物料，因此，开车前利用干燥出料输送系统充料形成原始返料，直至返料系统平衡。本专利技术实施例的步骤(4)包括：步骤(3)得到的物料在干燥机中通过300℃以下的热风（来自热风炉，炉膛温度在600℃左右，现有的磷酸二铵生产系统中需要将热风炉的炉膛温度控制在1000℃左右才能达到效果）干燥得到含水量为1.0-2.0%的颗粒，干燥后的颗粒送分选筛筛分得到的粒径为2-4mm的颗粒，再经冷却机冷却至50-55℃得到产品；粒径大于4mm的颗粒经破碎后与粒径小于的2mm颗粒作为磷酸铵母料经返料结构返回造粒机。产品包裹后，温度应低于55℃，否则要调节进入流化床的空气温度，在散库冷却到45℃以下，才能送成品包装。其中，洗涤系统的循环过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸二铵的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)预中和：浓磷酸和洗涤液加入中和槽，与氨反应，反应温度为100‑120℃，中和度为0.5‑0.6，料浆密度为1.45‑1.55g/cm³，料浆含水量为16‑20%，所述洗涤液的体积为中和槽的1/4‑1/3；(2)中和：将步骤(1)得到的预中和料浆通入含有1/3‑2/3体积洗涤液的管式反应器，与氨反应，反应温度为100‑140℃，中和度为1.40‑1.53；(3)造粒：将步骤(2)得到的中和料浆送入造粒机中，通氨进行造粒，中和度为1.80‑1.90；(4)成品：将步骤(3)得到的颗粒经干燥、分筛和冷却后得到成品；所述洗涤液来自洗涤系统并通过工艺水和磷酸调配为：密度1.40‑1.55g/cm³，中和度≤0.6。

【技术特征摘要】
1.一种磷酸二铵的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)预中和：浓磷酸和洗涤液加入中和槽，与氨反应，反应温度为100-120℃，中和度为0.5-0.6，料浆密度为1.45-1.55g/cm³，料浆含水量为16-20%，所述洗涤液的体积为中和槽的1/4-1/3；(2)中和：将步骤(1)得到的预中和料浆通入含有1/3-2/3体积洗涤液的管式反应器，与氨反应，反应温度为100-140℃，中和度为1.40-1.53；(3)造粒：将步骤(2)得到的中和料浆送入造粒机中，通氨进行造粒，中和度为1.80-1.90；(4)成品：将步骤(3)得到的颗粒经干燥、分筛和冷却后得到成品；所述洗涤液来自洗涤系统并通过工艺水和磷酸调配为：密度1.40-1.55g/cm³，中和度≤0.6。2.根据权利要求1所述的磷酸二铵的生产方法，其特征在于，在步骤(1)中：所述浓磷酸的有效磷含量为38-45wt%。3.根据权利要求1所述的磷酸二铵的生产方法，其特征在于，在步骤(2)中：预中和料浆的压力为0.65-0.80MPa，液氨的压力为1.10-1.24MPa，氨酸比为0.20-0.24t/m3。4.根据权利要求1所述的磷酸二铵的生产方法，其特征在于，步骤(3)包括：造粒机将步骤(2)得到的中和料浆经料浆分布器喷洒在来自返料结构的磷酸铵母料表面，返料比为4.5-5.5:1，返料温度为80-85℃，经过涂布成粒并与氨分布器中喷出的氨气进行氨化反应,氨压为0.90-1.1MPa，得到温度为85-100℃、含水量为2.5-3.5%的颗粒。5.根据权利要求4所述的磷酸二铵的生产方法，其特征在于，步骤(4)包括：步骤(3)得到的物料在干燥机中通过300℃以下的热风干燥得到含水量为1.0-2.0%的颗粒，干燥后的颗粒送分选筛筛分得到的粒径为2-4mm的颗粒，再经冷却机冷却至50-55℃得到产品；粒径大于4mm的颗粒经破碎后与粒径小于的2mm颗粒作为磷酸铵母料经返料结构返回造粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡挺，陈志炎，解奇兵，叶良俊，章磊，祝翠华，余双强，
申请(专利权)人：湖北祥云集团化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42