установка для получения растворов аммонийфосфатов

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ АММОНИЙФОСФАТОВ, включающая экстрактор фосфорной кислоты, реактор для получения аммонийфосфатов, снабженные сборниками и отстойниками для реагентов и продуктов, и теплообменные аппараты, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, металлоемкости и количества выбросов вредных веществ в атмосферу, в качестве реактора для получения аммонийфосфатов используют реактор барботажного типа, снабженный перемешивающим устройством и патрубком ввода аммиака и соединенный с конусным отстойником для продукта и регенерированного экстракта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аппаратурному оформлению производства растворов аммонийфосфатов из экстракционных фосфорных кислот и может быть использовано при получении технических растворов фосфатов, жидких комплексных удобрений и питательных растворов для микробиологии.

Известна установка для получения аммофоса из экстракционной фосфорной кислоты. Эта установка включает сатураторы для аммонизации фосфорной кислоты, распылительную сушилку, аппараты для грануляции, сушки и охлаждения продукта. Поскольку экстракционная фосфорная кислота содержит много примесей, то и аммофос, полученный из нее, содержит значительное количество балласта, из-за которого растворы аммофоса невозможно использовать для получения технических и пищевых фосфатов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка для получения растворов аммонийфосфатов, в частности жидких комплексных удобрений, содержащая экстрактор и реэкстрактор фосфорной кислоты, аппараты для концентрирования кислоты и поглощения выделяющихся при этом фтористых газов, трубчатый реактор для аммонизации кислоты, эрлифтный аппарат, сборники реагентов, дополнительные отстойники и теплообменные аппараты.

Известная установка (прототип) работает следующим образом. В экстракторе получают экстракт фосфорной кислоты, насыщенный кислотой органический растворитель, который направляют в аппарат, где производят обработку его водой с целью извлечения фосфорной кислоты из органической фазы. Полученную при этом разбавленную фосфорную кислоту упаривают до необходимой концентрации в концентраторе, а затем кислоту аммонизируют с получением растворов аммонийфосфатов в трубчатом реакторе, установленном на эрлифтном аппарате. Отходящие из концентратора фтористые газы улавливают в абсорбере.

Недостатками данной установки являются сложность технологической схемы, высокая энерго- и металлоемкость, значительные количества выбросов фтористых газов. Энергозатраты связаны с использованием природного газа для концентрирования кислоты и воды в качестве теплоносителя на стадии аммонизации. Электроэнергия расходуется также для работы приводных устройств мешалок, насосов, воздуходувок, используемых на стадиях экстракции и реэкстракции.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат, металлоемкости, количества выбросов вредных веществ в атмосферу.

Поставленная цель достигается на установке, включающей экстрактор фосфорной кислоты, реактор для получения аммонийфосфатов, снабженные сборниками и отстойниками для реагентов и продуктов, и теплообменные аппараты. При этом в качестве реактора для получения аммонийфосфатов используют реактор барботажного типа, снабженный перемешивающим устройством и патрубком ввода аммиака и соединенный с конусным отстойником для продукта и регенерированного экстрагента.

В отличие от прототипа в предлагаемой установке растворы аммонийфосфатов получают в реакторе барботажного типа, снабженном перемешивающим устройством и патрубком ввода аммиака и соединенном с конусным отстойником. В реактор вводят разбавленную фосфорную кислоту (с экстрактом) и аммиак, а выводят готовый продукт - растворы аммонийфосфатов. В установке отсутствуют аппараты по получению полупродуктов: водного реэкстракта и упаренной фосфорной кислоты.

Отказ от аппаратов реэкстракции, концентрирования и аммонизации фосфоpной кислоты и использование реактора барботажного типа позволяет достичь поставленную цель и получать растворы аммонийфосфатов непосредственно из органической фазы (не через образование фосфорной кислоты с последующей ее аммонизацией, а через образование микрокристаллической фазы аммонийфосфатов и последующее растворение их в воде), подаваемой в аппарат.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки.

Установка состоит из экстрактора 1, реактора барботажного типа 2 с перемешивающим устройством, соединенного с конусным отстойником 3, сборников для реагентов 4-9, дополнительных отстойников 10, 11 и теплообменных аппаратов 12, 13.

Установка работает следующим образом. Экстракционная фосфорная кислота из сборника 6 подается в экстрактор 1, куда противотоком подается органический растворитель из сборника 4. В экстракторе происходит извлечение фосфорной кислоты органическим растворителем из раствора ЭФК, образуются экстракт и рафинат. Последний через дополнительный отстойник 10 поступает в сборник 5, откуда направляется в производство аммофоса. Экстракт через дополнительный отстойник 11 поступает в сборник 7, откуда через теплообменник 13 направляется в реактор барботажного типа 2. В этот же аппарат поступает газообразный аммиак и, при необходимости, вода. В реакторе барботажного типа 2 происходит процесс образования аммонийфосфатов непосредственно из органической фазы. Образующаяся в реакторе 2 смесь водного раствора аммонийфосфатов и органического растворителя перетекает в конусный отстойник 3, где происходит их разделение. Раствор аммонийосфатов собирается в сборнике 9, откуда через испаритель жидкого аммиака 12 подается на склад. Регенерированный органический растворитель из отстойника 3 через теплообменник 13 возвращается в сборник 4 для повторного использования.

Проведение процесса получения растворов аммонийфосфатов в реакторе барботажного типа позволяет упростить технологическую схему установки. При этом полностью исключаются следующие аппараты: реэкстрактор с дополнительными отстойниками, концентратор и абсорбер; упрощается конструкция аммонизатора, что ведет к сокращению на 43% числа единиц оборудования и к снижению металлоемкости установки (уменьшаются удельные капитальные затраты продукта).

Схема работает без вывода полупродуктов - водного реэкстракта фосфорной кислоты и упаренной фосфорной кислоты. За счет исключения узла концентрирования фосфорной кислоты отпадает надобность в использовании природного газа. Энергоресурсы экономятся также в результате исключения реэкстрактора, в котором используется до 8-10 перемешивающих устройств.

Использование в установке для получения растворов аммонийфосфатов реактора барботажного типа, снабженного перемешивающим устройством и патрубком ввода аммиака, позволяет полностью исключить выбросы фторсодержащих газов.