使用稀磷酸生产npk(15-15-15s)

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1、使用稀磷酸生产NPK(15-15-15S)张必江卢涛周学克保兴国（云南云天化国际化工股份有限公司云峰分公司）【摘要】通过对使用稀磷酸(含P2O524%）生产NPK(15-15-15S)配方的确认和各物料加入点的确认；通过对十字管反应器进行热量衡算求出料浆温度选择十字管反应器材质；通过反应热蒸发水量求出所需返料比。最终确定装置使用稀磷酸(含P2O524%）生产NPK(15-15-15S)的可行性。【关键词】稀磷酸；十字管反应器；中和度；热量衡算1.概述云天化国际化工云峰分公司10万吨/年DAP/NPK装置原采用浓磷酸生产DAP或NP

2、K，日产量400吨，16.7t/h。该装置采用十字管反应器加转鼓氨化粒化流程（无预中和器）生产。浓磷酸与气氨在十字管反应器中反应，所得料浆喷入造粒机再进行氨化反应。要使用稀磷酸生产NPK(15-15-15S)，需对该装置用水、稀磷酸与氨反应的中和度、产品配方、物料加入点确认；同时需对十字管反应器进行热量衡算确认十字管反应器温度以便选择十字管反应器，并根据蒸发水量确定所需返料量装置是否能够满足生产需要，并确定硫酸加入十字反应器的控制选择。2.装置用水量的确定装置原采用浓磷酸（含P2O544%）生产需使用工艺水220kg/t产品，现采

3、用稀磷酸(含P2O524%）多带入水280kg/t产品，为减少装置蒸发和干燥水分压力，决定对原水只用于泵的冷却、密封水和风机冲洗排出水。相比使用浓酸生产，其总带入系统的水量还有所增加，不会对洗涤系统回收氨、尘、氟造成影响，相反更有利于洗涤吸收。63.稀磷酸与氨反应的中和度为增加反应热来控制产品水份，稀磷酸与氨在十字管反应器中控制中和度定为1.7，送十字管反应器洗涤液中和度≤0.7（对十字管反应器进行热量衡算时按0.7计）。4.生产NPK(15-15-15S)产品配方表1生产NPK(15-15-15S)产品配方所需原料名称规格数量（

4、kg/t产品）来源磷酸二铵含N16.5%、P2O545.5%314稀磷酸（含P2O524%）与氨反应得到硫酸铵含N21.2%252.498%硫酸与氨反应得到硫酸钾含K2O51%294外购硝铵磷含N32.2%、P2O55%139.6分公司自产合计1000注：①表1中磷酸二铵含量的确定可由稀磷酸（含P2O524%）与氨反应控制其中和度为1.70时所得料浆经烘干，测定其N、P2O5含量；也可以根据稀磷酸（含P2O524%）经浓缩后用于DAP生产时，含固量的变化对养分的影响推算出。②表1中最终产品养分为N15.0%、P2O515.0%、K

5、2O15.0%，总养分45%。5.物料加入点确认所需硫酸、氨全部进入十字管反应器以便充分利用反应热蒸发水；所需稀磷酸(含P2O524%）进入洗涤系统回收氨、尘再送入十字管反应器；装置泵所排出的冷却水、密封水、风机冲洗水经地下槽泵送入装置最后一级洗涤塔，若需的少量工艺水也进入最后一级洗涤塔确保尾气排放；所需的固体原料硫酸钾、硝铵磷经计量由原料斗提机进入系统。66.对十字管反应器进行热量衡算6.1进入十字管反应器物料量表2进入十字管反应器物料量名称洗涤液(含P2O521%、含H2O53%）98%硫酸气氨合计数量（kg/t产品）6811

6、91.21281000.26.2热量衡算进行热量衡算只对主要化学反应热进行计算，以每吨产品计。6.2.1热量衡算所用数据表3主要化学反应热及硫酸稀释热生成物质名称生成1kgNH4H2PO41kgNH4H2PO4由生成1kg(NH4)2HPO4生成1kg(NH4)2SO4放出反应热△Hrkj/kg852.25971310注：表3中生成物质放出的热量是根据有关物质的标准生成热计算得。表4所需物质比热容Cp物质名称洗涤液(含P2O521%）98%硫酸气氨十字管反应器所有混合物料比热容Cp比热容Cp（kj/kg﹒℃）3.5731.4372

7、.143.1注：①表4中洗涤液比热容根据其组成及各物质比热容计算得、98%硫酸比热容Cp根据相关公式计算得；气氨6查有关手册得；所有混合物料比热容根据其进入十字管反应器质量百分含量及其比热容计算得。表5进入十字管反应器物料温度物质名称洗涤液(含P2O522%）98%硫酸气氨温度℃452520表6进入十字管反应器生成物质量生成物质名称第一步生成NH4H2PO4第二步生成(NH4)2HPO4生成(NH4)2SO4数量（kg/产品）208.4167.4（中和度1.7）252.4注：表6中生成NH4H2PO4、(NH4)2HPO4量是根据

8、所需洗涤液中P2O5含量、洗涤液中和度0.7。现云峰分公司生产DAP时产品的水溶磷90%及所控中和度1.7计算得，其计算公式为：生成NH4H2PO4量=（洗液量×P2O5含量×98/71）×0.9×115/98，生成(NH4)2HPO4量=（生成N