способ получения азотосульфатного удобрения

Формула изобретения

1. Способ получения азотосульфатного удобрения, включающий приготовление водной пульпы с влажностью 7÷15 мас.% и температурой выше 80°С, содержащей аммиачную селитру и сульфат аммония, с введением реагента, регулирующего рН пульпы, и последующее гранулирование в барабанном грануляторе-сушилке, отличающийся тем, что гранулированию подвергают пульпу, приготовленную путем смешения раствора нитрата аммония с сульфатом аммония в массовом соотношении NH₄NO₃ :(NH₄)₂SO ₄, равном (2÷7):1, ее упаривания при конечной температуре 142÷155°С, а в качестве реагента, регулирующего рН пульпы, применяют фосфатную добавку в количестве 5÷20 кг P₂O₅ на 1 т удобрения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрацию раствора нитрата аммония при смешении поддерживают в пределах 35-90 мас.%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфат аммония используют в виде раствора с концентрацией в пределах 40-45 мас.%.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фосфатной добавки используют продукт азотно-кислотного разложения апатита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения удобрения, содержащего азот и сульфатную серу, на основе нитрата и сульфата аммония и может быть использовано в химической промышленности для производства двойного удобрения типа NS.

В сельском хозяйстве все более широкое применение находят сложные удобрения на основе аммиачной селитры, дополнительно содержащие соединения серы.

Возросший интерес агрохимиков к сере, как элементу питания растений, определяется рядом причин: уменьшением содержания ее в почве, расширением производства и потребления свободных или с низким содержанием серы удобрений и увеличением выноса ее из почвы в связи с систематическим ростом урожаев сельскохозяйственных культур.

Известен способ получения удобрения, содержащего азот и сульфатную серу, путем нейтрализации азотной кислоты с добавкой серной кислоты аммиаком, упарки нейтрализованного раствора с последующей грануляцией целевого продукта [Производство аммиачной селитры в агрегатах большой единичной мощности. Под ред. В.М.Олевского, 2-е издание. Химия, 1990, с.130-162]. Недостаток известного способа заключается в получении продукта с низким содержанием сульфатной серы: 0,1÷0,15 мас.% или 0,4÷0,6 мас.% в пересчете на сульфат аммония.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к настоящему изобретению является способ получения азотосульфатного удобрения, включающий приготовление водной пульпы с влажностью 7÷15 мас.% и температурой 80÷100°С, предпочтительно 91÷100°С, содержащей аммиачную селитру и сульфат аммония, с введением реагента, регулирующего рН пульпы, с последующим гранулированием в барабанном грануляторе-сушилке [пат. РФ №2227792, МПК 7 С05С 1/00, C05G 1/00, опубл. 27.04.2004, бюл. №12].

Недостаток известного способа состоит в невысоких потребительских свойствах получаемого удобрения из-за несоответствия гранулометрического состава современным требованиям потребителей и невысокой прочности гранул.

По данным наших испытаний, основная фракция удобрения, получаемого по известному способу, имеет размер гранул 1÷4 мм, а прочность гранул не превышает 60 кг/см².

В соответствии с требованиями, предъявляемыми потребителями к удобрениям, содержащим азот и серу, основная фракция должна иметь размер 2÷5 мм. Прочность гранул на уровне 60 кг/см² является недостаточной для удобрений, получаемых методом гранулирования в барабанных грануляторах-сушилках.

Технической задачей настоящего изобретения является получение удобрения, удовлетворяющего современным требованиям по гранулометрическому составу и с более высокой прочностью гранул, то есть улучшение потребительских свойств удобрения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения азотосульфатного удобрения, включающем приготовление водной пульпы с влажностью 7÷15 мас.% и температурой выше 80°С, содержащей аммиачную селитру и сульфат аммония, с введением реагента, регулирующего рН пульпы, и последующее гранулирование в барабанном грануляторе-сушилке, согласно изобретению гранулированию подвергают пульпу, приготовленную путем смешения раствора нитрата аммония и сульфата аммония в массовом соотношении NH₄NO ₃:(NH₄)₂SO ₄, равном (2÷7):1, ее упаривания при конечной температуре 142÷155°С, а в качестве реагента, регулирующего рН пульпы, применяют фосфатную добавку в количестве 5÷20 кг Р₂О₅ на 1 т удобрения.

Концентрацию раствора нитрата аммония при смешении поддерживают в пределах 35÷90 мас.%.

Сульфат аммония используют в виде раствора с концентрацией 40÷45 мас.%.

В качестве фосфатной добавки используют продукт азотнокислотного разложения апатита.

Пример

В каскаде реакторов смешивают 35÷90%-ный (здесь и далее % массовые) раствор нитрата аммония и кристаллический сульфат аммония или его 40÷45% раствор в массовом соотношении NH₄NO₃:(NH ₄)₂SO₄, равном (2÷7):1, смесь упаривают в выпарной батарее, поддерживая конечную температуру упаренной пульпы в пределах 142÷155°С.

Для исключения "закисания" пульпы в процессе выпарки, то есть для регулирования рН упаренной пульпы в заданных пределах (рН не менее 4), в смесь перед упариванием вводят нейтрализованную аммиаком азотнокислотную вытяжку от разложения апатита азотной кислотой с частичным выделением нитрата кальция на 40÷75% в количестве 5÷20 кг Р₂О ₅ на 1 т удобрения.

Соли фосфорной кислоты, образующиеся при нейтрализации азотнокислотной вытяжки, играют роль стабилизатора рН, препятствующего закисанию пульпы.

Упаренную пульпу с расходом 28÷30 т/ч гранулируют в барабанном грануляторе-сушилке (БГС) диаметром 4,5 м и длиной 16 м, поддерживая температуру греющих газов на входе в БГС в пределах 160÷210°С.

Получают целевой продукт - азотосульфатное удобрение в количестве 24÷26 т/ч, содержащее 91÷96% фракции гранул с размером 2÷5 мм и имеющее следующий состав, %:

Nобщ	31÷33
S	3÷7
Р2 O5	0,5÷2,0
Н2О	не более 0,5.

Прочность гранул составляет 70÷75 кг/см².

Таким образом, способ в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает получение NS-удобрения, основная фракция гранул которого имеет размер 2÷5 мм в соответствии с требованиями потребителей, при этом прочность гранул выше на 20 отн.%. по сравнению с прототипом. То есть настоящий способ позволяет улучшить потребительские свойства удобрения.

Поставленная техническая задача решается при соблюдении отличительных признаков, заявленных в первом пункте формулы. При выходе за заявленные пределы доля фракции гранул с размером 2÷5 мм уменьшается и прочность гранул снижается.

Диапазоны концентраций растворов нитрата и сульфата аммония обусловлены технологической целесообразностью.

Использование в качестве фосфатной добавки продуктов азотно-кислотного разложения апатита технологически целесообразно для заводов, имеющих в своем составе производства сложных минеральных удобрений, получаемых по азотнокйслотной технологии. Кроме того, в качестве фосфатной добавки возможно использование фосфорной кислоты и аммофоса.