способ получения комплексных удобрений

Формула изобретения

1. Способ получения комплексных удобрений путем смешения фосфорной и серной кислот с аммиаком, гранулирования и сушки продукта, отличающийся тем, что аммиак с фосфорной кислотой смешивают до мольного соотношения P₂O₅ : N = 1 : (2,2 - 20) с последующим введением серной кислоты и доведением до соотношения P₂O₅ : N = 1 : (5 - 20) и процесс ведут при 90 - 150^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводят калийсодержащую добавку до мольного соотношения P₂O₅ : K₂O = 1 : (0,5 - 10).

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве калийсодержащей добавки вводят хлористый калий, сульфат калия, калимагнезию либо в суспензию, либо на стадии гранулирования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения комплексных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве.

Известен способ получения комплексных удобрений, включающий нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком с последующим гранулированием и сушкой продукта (Технология фосфорных и комплексных удобрений, М.: Химия, с. 190, 1987).

Недостатком способа является высокая себестоимость продукта.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения комплексных удобрений, включающий смешение фосфорной и серной кислот с аммиаком с последующим гранулированием и сушкой продукта. По этому способу серную кислоту добавляют в фосфорную и смесь подают на смешение с аммиаком и нейтрализацию ведут до мольного отношения P₂O₅ : N = 1 : (1,5 - 2,5) при температуре 100 - 105^oC. Затем суспензию направляют на гранулирование и сушку (Промышленность удобрений и серной кислоты. Техническая и экономическая информация, с. 5, вып. 2, НИУИФ, М., 1968).

Недостатком данного способа является использование в процессе смеси фосфорной и серной кислот, обладающей высокой коррозионной способностью и низким соотношением между компонентами P₂O₅ : N. Это усложняет процесс и не дает возможности получения удобрений широкого ассортимента, а также повышает себестоимость продукта.

Нами поставлена задача получения комплексных удобрений в широком ассортименте и упрощения процесса.

Поставленная задача решена тем, что в предлагаемом способе получения комплексных удобрений, включающем смешение фосфорной и серной кислот с аммиаком с последующим гранулированием и сушкой суспензии, фосфорную кислоту смешивают с аммиаком до мольного отношения P₂O₅ : N = 1 : (2,2 - 20) и введением серной кислоты и доведением соотношения компонентов до P₂O₅ : N = 1 : (5 - 20) и процесс ведут при температуре 90-150^oC. Затем в полученную суспензию вводят калийсодержащую добавку, либо в саму суспензию, либо на стадии гранулирования до соотношения P₂O₅ : K₂O = 1 : (0,5 - 10). В качестве калийсодержащей добавки используется либо хлористый калий, либо сульфат калия, либо калимагнезия и другие добавки. Возможно получение удобрений с микроэлементами.

Соотношение компонентов, вводимых в процесс, определяется получением малокоррозионных и хорошо гранулируемых суспензий, а также получением требуемых в каждом конкретном случае марок удобрений. В связи с тем, что широко варьируется ассортимент получаемых марок удобрений, соотношение компонентов P₂O₅ : N и P₂O₅ : K₂O определяется в каждом конкретном случае, но оно должно находиться в указанном пределе, так как при уменьшении соотношения P₂O₅ : N имеет место получение коррозионных суспензий. Увеличение отношения P₂O₅ : N приводит к значительному выделению аммиака в газовую фазу.

Уменьшение количества подаваемой в процесс калийсодержащей добавки до отношения P₂O₅ : K₂O менее 0,5 приводит к получению малоэффективного удобрения, а увеличение отношения P₂O₅ : K₂O более 10 приводит к нецелесообразным затратам калийсодержащей добавки.

Интервал температур выбран исходя из следующего.

Верхний предел обусловлен эндотермической реакцией и снижение его потребует дополнительных затрат на отвод тепла. При повышении температуры выше 150^oC увеличивается количество испаряемой влаги, что ухудшает условия грануляции или потребует введения дополнительного количества воды. При ее понижении ниже 90^oC увеличивается вязкость суспензии и уменьшается ее подвижность.

Способ проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. 142 кг фосфорной кислоты смешивают с аммиаком в количестве 21,6 кг до соотношения P₂O₅ : N = 1 : 3,6. К суспензии добавляют серную кислоту в количестве 321,9 кг и аммиак 102,7 кг до соотношения P₂O₅ : N = 1 : 20. К смеси компонентов добавляют хлористый калий в количестве 497,5 кг до мольного отношения P₂O₅ : K₂O = 1 : 9. Процесс ведут при температуре 90^oC. Влажную смесь высушивают и получают 1002,7 кг продукта, содержащего N - 9,9%; P₂O₅ - 4,9%; K₂O - 29,8%.

Пример 2. 472 кг экстракционной фосфорной кислоты смешивают с 71,5 кг аммиака до соотношения P₂O₅ : N = 1 : 3,6; к смеси добавляют серную кислоту в количестве 513 кг и 133,5 кг аммиака до соотношения P₂O₅ : N = 1 : 10 и процесс ведут при температуре 100^oC. К полученной смеси добавляют 164,4 кг сульфата калия. Полученную смесь высушивают и получают 864,3 кг готового продукта, имеющего состав: N - 16,0%; P₂O₅ - 16,0%; K₂O - 8,0%.

Пример 3. 272 кг экстракционной фосфорной кислоты смешивают с 28,0 кг аммиака до мольного отношения P₂O₅ : N = 1 : 2,46; к смеси добавляют 849 кг серной кислоты и 210 кг аммиака и доводят соотношение P₂O₅ : N = 1 - 20. Смесь реагентов высушивают и получают 1079,6 кг продукта, содержащего N - 17,6% и P₂O₅ - 8,8%; процесс ведут при температуре 130^oC.

Пример 4. 416 кг фосфорной кислоты, полученной из фосфорита, смешивают с аммиаком в количестве 62,8 кг до мольного соотношения P₂O₅ : N = 1 : 3,6 и к смеси реагентов добавляют суспензию, полученную предварительным смешением 714,4 кг серной кислоты и 123,9 кг аммиака до соотношения P₂O₅ : N = 1 : 10,7; процесс ведут при температуре 90^oC. В смесь вводят 580 кг калимагнезии. Влажную смесь высушивают и получают 1366,7 кг продукта, в котором содержится 10,6% P₂O₅; 10,6% N и 10,6% K₂O.

Пример 5. 508,1 кг фосфорной кислоты смешивают с аммиаком в количестве 236,1 кг до мольного отношения P₂O₅ : N = 1 : 20 и добавляют серную кислоту в количестве 484,36 кг и доводят отношение P₂O₅ : N = 1 : 20, процесс ведут при температуре 120^oC. В смесь вводят карбонат калия в количестве 1128,6 кг. Процесс нейтрализации ведут при температуре 150^oC.

Использование предложенного способа позволит исключить применение для технологического оборудования специальных коррозионностойких сталей, а также позволит получить удобрения широкого ассортимента.