中和反应热在磷铵生产中的应用探讨.pdf

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1、2008年8月云南化工May．2008第35卷增刊YunnanChemicalTechnologyV01．35，Suppl中和反应热在磷铵生产中的应用探讨·、林高雁(云南云天化国际化工股份有限公司，云南昆明650228)摘要：通过加入磷酸点的改变，利用了磷酸与液氨的中和反应热，使磷酸二铵生产系统达到降低成品水分的目的。关t词：反应热；中和反应；洗涤系统文章编号i1004-275X(2008)S-01-0075一032000年云天化国际化工股份有限公司建成投1洗涤系统简介产了年产10万吨DAP／NPK装置，采用的工艺为中和、除尘尾气经

2、造粒洗涤器(S．1昵)洗涤后，再管式反应器+预中和生产技术，洗涤方式为中和经尾气洗涤器(S一191)洗涤后放空，干燥尾气经干燥尾气二级洗涤后排空，干燥除尘尾气经一级洗涤洗涤器(湖2)洗涤后放空。洗涤液经尾气洗涤器洗涤后排空。经生产控制中的多年摸索，一直存在产后进入干燥洗涤器洗涤，再进人造粒洗涤器(S-192)与品水分超标、洗涤系统易堵塞的问题。在2007年磷酸混合洗涤，最后进入PR槽与预中和槽。PR槽洗3月经过对工艺控制进行改进后，存在问题得到有液再经管式反应器泵供管式反应器与液氨中和造粒。效控制。预中和槽内的洗涤液再通氨后供造粒机

3、造粒(如图1)。圈1洗涤系统示意圈按公司对磷铵产品规划，2006年在10万吨DAP／NPK装置上试生产一级磷酸二铵产品，目的收稿日期：2008-07—17作者简介：林高雁(1976．)，男，云南建水人。助理工程师，从事化工生产及工艺控制。·76·云南化工2008年增刊为尽可能消耗磷酸生产产生的酸泥。磷酸质量与生产优级磷酸二铵产品磷酸质量变化较大，生产操作控制中难度较大。2存在问题及原因①造粒物料水分控制较高：已将干燥热风量控制至最大，干燥能力得不到有效提高，系统返料水分控制较高，造粒物料水分高后导致产品水分难控制；②洗涤系统易堵塞管

4、道：在干燥系统进行烘料时产生的粉尘，进人洗涤系统后被收集于洗液中，且磷酸进入洗涤系统后，所要求控制的中和度、比重需较低，若造粒工况控制不稳定，氨溢出较多，洗涤液中和度后则导致洗涤管道堵塞；③受水分控制影响，生产负荷控制较低：虽产品水分控制合格，但系统平衡不易控制，因洗涤系统洗涤液置换量相对降低，更加快管道堵塞频率。④反应热未得到有效利用：磷酸进入造粒洗涤器后．与尾气中的氨发生中和反应(N／P：0．5左右)，反应热大量在洗涤过程中随排放尾气溢出，且蒸发大量水分，为确保洗涤液具有较好的流动性，又得补充大量水进洗涤液系统。形成磷酸与氨在洗

5、涤系统反应后，产生的反应热大量溢出，而在造粒机内反应热减少导致移出水分不足。加之具有一定中和度的磷酸再进入管式反应器后与氨反应中和率低。氨溢出率高，更导致以上矛盾产生，较难操作控制。3采取措施①根据以上诸多原因分析，若降低成品水分则需降低造粒物料水分，可利用磷酸与液氨在管式反应器内的中和反应热，将物料中的水分大量移走。将磷酸由全部进造粒洗涤器改为部份进管式反应器，进造粒洗涤器的磷酸量以控制造粒洗涤器洗涤液pH值显酸性(pH=1．2～1．6)即可，保证洗涤效果。②技改方案：改变磷酸加入点，增加磷酸管道至管式反应器槽，再增加洗涤液管道至

6、管式反应器，目的使磷酸与洗涤液均能直接进入管式反应器。技改后工艺流程如图2。图2洗涤系统技改示意图③相关操作数据与计算液氨总量=1×1．7x0．46÷142×2×1．75×a)技改前17=328kg／h。由管式反应器的操作数据及洗涤液中和度(N／P：0．5)指标分析，通人造粒机内的氨与磷酸(已在洗涤被氨中和部份)料浆中和反应后氨溢出率为25％左右。若以1m3／h磷酸(P：O，：46．0％比重1．70)量进人生产系统计算，则需加人造粒机的液氨总量为(N／P：1．75计算)：由此计算在造粒机内液氨溢入洗涤系统的量为328×25％=82k

7、g／h。1kg液氨与磷酸中和反应可蒸发1．2kg水，则液氨在洗涤系统与磷酸反应蒸发的水量=82×1．2=148kg／h。为让洗涤液具有很好的流动性，不易堵塞管2008年增刊林高雁：中和反应热在磷铵生产中的应用探讨·77·道，需控制造粒洗涤器内的密度在1．60左右(密4技改后的效果度计法分析)，由此被氨蒸发的水又需补充至少1)通过两天时间的试生产，造粒物料水分降148kg／h水人造粒洗涤器内，保证液体指标正常。至2．2％左右，达到降低造粒物料水分的目的。在造粒机内的反应热蒸发水份量为：因该装置干燥机可将物料水分降低0．7％，由此(32

8、8—82)×1．2=295kg，通过干燥后的产品水分在1．6％左右。在产品水管反料浆带入水量为：分得到保障的情况下，提高生产负荷，目前日产一1700x0．22-295=79kg。级品DAP量达480t(技改前日产400t)。．若按造粒