磷酸二铵生产工艺

六国化工欢迎您磷铵车间晋勇2016.07.18磷铵的生产一、概述二、磷铵工艺理论三、生产工艺流程(870#、121#）四、磷铵车间主要物质磷铵的生产一、概述二、磷铵工艺理论三、生产工艺流程(870#、121#）四、磷铵车间主要物质•磷酸铵有三种形态：磷酸一铵(NH3H2PO4)、磷酸二铵([NH4]2HPO4)和磷酸三铵([NH4]3PO4)。–磷酸三铵极不稳定，在常温下极易分解而放出氨气变成磷酸二铵。磷酸二铵较磷酸三铵稳定。但是当温度达到70℃时，磷酸二铵也会缓慢放出氨气变成磷酸一铵。磷酸一铵是比较稳定的，当加热到200℃时才开始分解。•磷铵车间的产品是磷酸一铵和磷酸二铵的混和物，这两种磷酸盐都能溶于水，所以都是水溶性速效肥料。磷铵车间生产的磷酸铵是以磷酸二铵为主，因此简称磷酸二铵。•纯磷酸一铵、磷酸二铵，都是白色结晶状物质。而磷铵车间有养分规则57%和61%两种产品。分别为浅灰黑色和浅黄色。1.产品2.生产方法•老系统（121#）采用外环流快速氨化中和喷浆造粒、干燥工艺。–特点：一次氨化；造粒和干燥过程在同一台窑内进行；对酸质要求较新系统低。•新系统（870#）采用管式反应、氨化粒化和干燥工艺。–特点：两次氨化；造粒和干燥过程分别在两台窑进行；较老系统，生产负荷高，产品养分高。3.产品用途•磷酸二铵是含氮、磷二种营养元素的二元高效复合肥料，被广泛用于农业生产。•既可作基肥，又可作追肥,既适应旱地作物，也适应水田作物，酸性土壤可用，碱性土壤也可用，对各种农作物均有显著的增产效果，并且比同等养份的单体氮肥和磷肥增产幅度大。•根据有关部门的统计1吨磷酸二铵相当于3.6吨普钙加1吨碳铵的施用效果，平均每公斤磷酸二铵可增产8.5公斤粮食。此外，磷铵还有使作物早熟、缩短作物成熟期等功能，因而被农民誉之为“神肥”。4.生产原料•4.1硫酸–浓度：98%H2SO4(重量计)–温度：最大40℃–压力：最小0.5MPa(表压)•4.2液氨–浓度：NH3≥99.5%(重量百分比)–压力：0.5～1.0MPa•4.3磷酸–P2O5含量：•新系统浓酸：41.0%，新系统稀酸：34.0%；•老系统浓酸：34.0%，老系统稀酸：21.0%。–温度：30～40℃磷铵的生产一、概述二、磷铵工艺理论三、生产工艺流程(870#、121#）四、磷铵车间主要物质•磷酸与氨中和时，主要反应如下：⑴H3PO4＋NH3→NH4H2PO4⑵H3PO4＋2NH3→(NH4)2HPO41.中和过程的化学反应•同时，氨与磷酸中杂质进行如下反应：⑶H2SiF6＋6NH3＋4H2O→6NH4F＋SiO2＋2H2O⑷H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4⑸Mg(H2PO4)2＋1.6NH3→MgHPO4＋0.4NH4H2PO4＋0.6(NH4)2HPO4⑹Fe(H2PO4)3＋3.2NH3→FePO4＋0.8NH4H2PO4＋1.2(NH4)2HPO4⑺Al(H2PO4)3＋3.2NH3→AlPO4＋0.8NH4H2PO4＋1.2(NH4)2HPO4⑻CaSO4＋H3PO4＋2NH3→CaHPO4＋(NH4)2SO4•在中和反应过程中，随着参加反应的两种物质摩尔比不同，反应得到的料浆中(NH4)2HPO4与NH4H2PO4所占的比例也不同，料浆的性质也随之不同。因此，为了得到符合要求的料浆，磷酸与氨的摩尔比将是十分重要的工艺参数。•NH3与H3PO4的摩尔比称为中和度(MR表示)。2.中和度的概念当中和反应MR=1.0时，中和后全部为NH4H2PO4，当MR=2.0时，中和后全部为(NH4)2HPO4。而本车间的最终产品的中和度介于1.0与2.0之间。根据溶解度曲线，NH3、H3PO4摩尔比等于1.0时(MR=1.0)体系的溶解度最小，因此应避免在MR=1.0的操作，以防止出现较高粘度的料浆。3.造粒原理•3.1喷浆造粒过程原理喷浆造粒干燥过程是磷铵生产中主要过程之一，其中包括造粒和干燥两个过程，在过程中既有质的传递，也有热量传递。另外，有时又伴随着磷酸二铵的分解过程。因此，造粒干燥过程比较复杂。造粒干燥机分为造粒区和干燥区两个部分，中间设有挡圈相隔。•在造粒区内，造粒作用主要有下面三种：⑴中和料浆经喷嘴通过压缩空气雾化后涂布在料幕颗粒表面上，使细粒在反复多次涂布的过程中逐步长大，成为合格颗粒或大粒。⑵中和料浆经喷嘴雾化后作为粘合剂，把若干个细小颗粒粘合成较大的颗粒。⑶中和料浆经喷嘴雾化后，脱离喷嘴时由暴沸过程产生了细粒或行经一段距离后由热炉气干燥而成细粒。•3.2转鼓氨化造粒过程原理转鼓氨化粒化造粒过程是磷铵生产中主要过程之一，其中包括造粒和氨化两个过程，在过程中既有质的传递，也有热量传递。另外，有时又伴随着磷酸二铵的分解过程。因此，转鼓氨化粒化造粒过程比较复杂。氨化粒化造粒机筒体装有扰性胶板，中间设有犁铧。•造粒成粒原理主要有下面三种：⑴中和料浆经喷嘴雾化后涂布在料幕颗粒表面上，使细粒在反复多次涂布的过程中逐步长大，成为合格颗粒或大粒。⑵中和料浆经喷嘴雾化后作为粘合剂，把若干个细小颗粒粘合成较大的颗粒。⑶中和料浆经喷嘴雾化后，脱离喷嘴时由暴沸过程产生了细粒或行经一段距离后自成细粒。磷铵的生产一、概述二、磷铵工艺理论三、生产工艺流程(870#、121#）四、磷铵车间主要物质生产工艺流程(870#）磷酸二铵生产工艺（传统法）中和反应造粒干燥筛分冷却包裹成品包装液氨浓磷酸气氨返料1.氨化粒化造粒机（R602）液氨氨自冷器(E601)返料来自返料皮带管反料浆尾气去洗涤磷铵粒子去干燥造粒过程流程简图由浓酸洗涤造粒尾气后的料浆经料浆泵进入管式反应器，与液氨、硫酸反应后喷入造粒窑，来自氨自冷器E601的液氨由氨分布器进入造粒窑。来自返料皮带的返料进入氨化粒化器。料浆在造粒筒转动的过程中对返料颗粒涂布，氨化后，合格的物料由氨化粒化器出口经溜槽送到干燥机E621中干燥。•造粒过程重要参数（1）氨化粒化中和度中和料浆在造粒窑中进一步与液氨反应，生成中和度为1.70—1.85的磷铵粒子。生产中，我们称通入造粒窑的液氨为“二次氨”，调节二次氨量可以调节磷铵颗粒大小、水分。（2）造粒窑出口物料含水一般为3%—5%。生产时，通过肉眼观察粒子判断。•造粒过程主要设备一览表序号名称位号设备结构、性能及用途1氨化粒化器R602内部设有料浆喷嘴，氨分布器。用于中和料浆的氨化粒化2料浆泵P601用于将中和料浆输送至管式反应器2.干燥干燥窑（E621）磷铵粒子来自造粒窑热空气来自热风炉尾气去除尘干燥斗提（L621）去筛分来自造粒窑的磷铵颗粒在干燥机中与来自热风炉的热空气并流流动，在此过程中磷铵颗粒的水分降低到2.5%左右。干燥尾气进入除尘、洗涤系统，磷铵颗粒通过干燥斗提机送至筛分系统。•干燥过程主要参数（1）干燥机尾气温度为保证产品水分，尾气温度通常控制在90~100℃。必要时需提高热风负荷。（2）干燥机进口温度270~450℃，正常生产时控制在390℃，偏低时无法保证尾气温度；过高时易导致干燥窑头结疤，不利于生产。（3）干燥窑出料含水量≤2.5%（国标一等品）≤2.8%（司控）≤3.0%（国标合格品）•干燥过程主要设备一览表序号名称位号用途1回转干燥机E621进料水分3.0～5.0%；出料水分:2.5%；介质进口温度:390℃；介质出口温度:90~100℃；用于DAP物料干燥2干燥斗式提升机L621用于DAP物料的提升3.返料B621AB621B系统收尘细粒子破碎粒子B623L622B622AB622BL625返料去R602成品去冷却磷铵粒子来自L621•干燥机出来的磷铵产品通过干燥斗提机L621输送到上方，经分料阀均等的分配至振网筛B621/AB。振网筛上层粒度在4mm以上的物料经大块破碎机B622/AB破碎后与通过下层筛网的细粉（2mm）一起作为返料送到返料皮带L625。中间筛网上粒度为2~4mm的合格产品，经返料控制贮斗V623，一部分视返料带式输送机L625的总返料量，调节带式给料机L622，使返料量达到生产所需的一定额定比；另一部分由带式输送机L622送到成品振网筛B623进行再次筛分，上层大颗粒通过L624皮带送至干燥斗提机，下层筛出的细小颗粒送入L625，中层筛出的合格产品送至流化床冷却器E622，冷却后作为最终产品。•干燥机出口尾气去干燥尾气旋风除尘器D623，除尘下来的粉尘由螺旋输送机L627送到L625，除尘后的气体去洗涤系统。•流化床冷却器E622出口尾气去冷却尾气旋风除尘器D622，除尘下来的粉尘送至L625，除尘后的气体经3#冷却风机C624作为二次风去热风炉F621。•来自各个设备的含尘气体经设备通风旋风除尘器D621A/B除尘，除尘下来的粉尘送至L625，除尘后的气体经设备通风风机C623A/B去洗涤系统。•返料系统主要设备一览表序号名称位号用途1干燥斗式提升机L621用于将磷铵产品从干燥机送至振网筛2振网筛B621A/B双层筛网,用于分离出合格的磷铵颗粒3链式破碎机B622A/B用于破碎振动筛来的大颗粒4成品振网筛B623用于2～4mm磷铵成品再次筛分，以便得到均匀颗径的产品5带式给料机L624用于将成品振网筛上层大颗粒送至干燥斗提6合格料带式输送机L622用于将合格的磷铵产品送至成品振网筛7返料斗式提升机L626用于输送返料至造粒系统8返料带式输送机L625用于收集并输送各种返料9设备通风旋风除尘器D621A/B用于各设备抽尘点含尘尾气的除尘处理10设备通风风机C623A/B用于抽尘113#冷却风机C624抽取冷却器一室尾气，并将除尘后的气体作为二次风去热风炉12冷却尾气旋风除尘器D622抽取冷却器二室尾气，并输送至洗涤塔13干燥尾气旋风除尘器D623用于干燥尾气除尘14螺旋输送机L627用于将干燥尾气旋风除尘器的粉尘输送至返料皮带4.冷却包裹E622C624C622包裹窑成品去包装D622C621/ABL628去洗涤塔粉尘去L625成品来自B623去热风炉或排空冷却流程：由成品振网筛B623出来的合格粒径的磷铵成品，经溜槽流入流化床冷却器E622，在此与1#、2#冷却风机C621A/B鼓入的空气进行沸腾流态化冷却。冷却后的磷铵产品再由溜槽流入成品斗式提升机L628。在包裹窑内与防结块剂混合后流入成品带式输送机L630，最后送至成品包装工序计量包装。由流化床冷却器E622一室出口出来的含尘尾气，经冷却尾气旋风除尘器D622除尘后，再经3#冷却风机C624送到热风炉F621作为热补风。旋风除尘器收集来的粉尘溜至返料皮带。由流化床冷却器E622二室出口出来的含尘尾气直接由4#冷却风机C622送至洗涤系统。•冷却包裹过程设备一览表序号名称位号设备结构、性能及用途1流化床冷却器E622用于磷铵成品的冷却21＃2＃冷却风机C621A/B用于冷却器内磷铵颗粒硫态化。31#成品带式输送机L629用于输送磷铵成品。(已闲置)42#成品带式输送机L630用于输送磷铵成品。54#冷却风机C622用于冷却器内磷铵颗粒硫态化。6包裹窑W623用于将防结块剂涂布在成品粒子表面7成品斗提升机L628用于冷却后磷铵产品的输送至包裹窑5.洗涤洗涤流程：中和造粒尾气汇集后，依次进入文丘里洗涤器X601及X602进行洗涤，洗涤后尾气由中和造粒尾气风机C601送入洗涤塔T601。来自干燥机的干燥尾气经旋风除尘器D623除尘后由干燥尾气风机C602抽入干燥尾气文丘里X603进行洗涤，洗涤后尾气送入洗涤塔T601。经洗涤塔洗涤后的尾气最后送入卧式洗涤器洗涤后由排气筒S601排空。各收尘点的尘气经旋风除尘器D621/AB除尘后经C623送入进入冷却塔文丘里X604进行洗涤，洗涤后尾气由排气筒S602排空。来自磷酸罐区的41%的浓磷酸定量加入造粒气液分离器V602，34%的浓磷酸定量加入干燥气液分离器V604中，V602中的洗涤液分成二路，一路由造粒尾气洗涤泵P602打循环，一路由洗涤泵P602送入中和槽R601。的洗涤液分成二路，一路由干燥尾气洗涤泵P604打循环，一路经溢流管溢流至造粒气液分离器V602