提高磷酸二銨水溶磷和氮含量的技術(shù)探討

O 杜建波 馮權(quán)莉（云天化集團(tuán)天安化工有限公司 云南昆明 650051昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院 云南昆明 650051）

提高磷酸二銨水溶磷和氮含量的技術(shù)探討

O 杜建波 馮權(quán)莉
（云天化集團(tuán)天安化工有限公司 云南昆明 650051昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院 云南昆明 650051）

本文針對(duì)磷酸二銨產(chǎn)品的水有比不足，氮含量不夠，特以公司一、二期600kt/a磷酸二銨裝置水溶磷和氮含量的不同，從原料礦、酸、及整個(gè)過程控制的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析；以使產(chǎn)品水溶磷和氮含量都得到提高。

水溶磷；氮含量；反應(yīng)；控制

當(dāng)前，由于原料磷礦資源的供給質(zhì)量下降，濕法磷酸質(zhì)量逐漸下滑，在原料酸質(zhì)下降的同時(shí)為使磷酸二銨的內(nèi)外在質(zhì)量符合國家質(zhì)量管理部門對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)的要求，各生產(chǎn)廠家采取了一系列措施力求確保產(chǎn)品的內(nèi)外在質(zhì)量滿足國標(biāo)優(yōu)等品的同時(shí)，最大限度的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，使企業(yè)在磷肥市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。由于本公司一、二期600kt/a磷酸二銨裝置產(chǎn)品的外觀質(zhì)量一直存在差異；通過在二期磷酸二銨裝置取消預(yù)中和改用雙管反后，產(chǎn)品外觀質(zhì)量基本一致。但隨著生產(chǎn)原料酸質(zhì)的變差，一、二期產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量在使用同一原料磷酸生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品內(nèi)在指標(biāo)氮含量、水溶磷的差異在不斷加大；通過全年的實(shí)踐、不斷的分析總結(jié)，剖析其影響DAP氮含量和水溶磷的原因所在。

一、生產(chǎn)所用原料酸、產(chǎn)品情況，綜述存在的差異性及問題所在

公司一期磷酸二銨裝置采用的是預(yù)中和+管式反應(yīng)器混合工藝，二期磷酸二銨裝置采用的是單工藝雙管反；其余工藝流程各控制節(jié)點(diǎn)基本相似；一二期所用的原料磷酸相同，特將全年原料陳列如下，并對(duì)其不同點(diǎn)進(jìn)行分析；

表1 全年原料磷酸質(zhì)量

4 46.91 2.57 1.632 0.9 1.78 1.74 0.094 0.055 3.4 5 46.72 2.72 1.648 0.82 1.95 1.79 0.097 0.058 3.64 6 47.03 2.75 1.65 0.84 1.82 2.06 0.101 0.058 3.81 7 46.79 2.87 1.648 0.8 1.91 2.12 0.103 0.061 3.74 8 46.24 3.12 1.646 0.79 1.83 2.59 0.113 0.067 3.61

全年用酸情況可以明晰，酸中含固量逐漸上升，倍半氧化物含量急劇上升，特別是鎂含量有較大提升，MER值也從0．1逐漸上升到0．115，酸質(zhì)不斷下降。

二、磷酸二銨水溶磷和氮含量降低的主要原因

1.磷礦、磷酸中倍半氧化物、雜質(zhì)含量的集聚上升是主要原因之一

為降低生產(chǎn)成本公司濕法磷酸生產(chǎn)用礦被迫以中低品位的二類礦為主，而這些礦的雜質(zhì)含量又相對(duì)較高，濕法磷酸中的雜質(zhì)含量也同時(shí)升高，尤其是濕法磷酸中的金屬離子，這些雜質(zhì)基本上來自磷礦，磷礦中Fe3+、Al3+約75%～90%進(jìn)入磷酸中，而Mg2+幾乎全部進(jìn)入磷酸中，這些雜質(zhì)在濕法磷酸與氨的中和反應(yīng)過程中可能發(fā)生下面一些反應(yīng)：

上述反應(yīng)生成了所不希望的枸溶性和不溶性磷的化合物，從而使磷酸二銨中水溶性P2O5含量降低，氮含量也相應(yīng)的減少；它與有效P2O5含量的比值變小而達(dá)不到優(yōu)等品水有比≥87%指標(biāo)，氮含量≥17．5%；進(jìn)而雜質(zhì)還會(huì)降低磷酸二銨中N與P2O5的質(zhì)量比。

2．所用的生產(chǎn)工藝也是主要原因之一

由于生產(chǎn)過程中一、二期分別采用預(yù)中和+管式反應(yīng)氨化流程、管式反應(yīng)器氨化流程。一期由于所用預(yù)中和反應(yīng)槽液位相對(duì)較高，停留時(shí)間較長(zhǎng)，促使磷酸中的雜質(zhì)在中和反應(yīng)過程中易產(chǎn)生水不溶復(fù)合物而導(dǎo)致產(chǎn)品中的水溶磷降低；二期所用雙管式反應(yīng)器由于緩沖性很小，磷酸和氨在反應(yīng)管中能充分混合，但酸氨的配比人為因素很大；物料在反應(yīng)管中的停留時(shí)間極短，通常在1秒左右，反應(yīng)時(shí)間短，來不及形成水不溶磷酸鹽化合物，故產(chǎn)品的水溶磷含量較高，但產(chǎn)品中氮含量相對(duì)不穩(wěn)定。

3.生產(chǎn)過程控制也會(huì)對(duì)產(chǎn)品中水溶磷和氮含量產(chǎn)生影響

由于一、二期磷酸二銨生產(chǎn)實(shí)際，在過程控制中停車廢液、硫氨液的使用，對(duì)管式反應(yīng)槽比重的控制、中和槽中和度、比重的控制的波動(dòng)也會(huì)影響產(chǎn)品的水溶磷和氮含量的穩(wěn)定。

三、提高磷酸二銨水溶磷和氮含量的幾點(diǎn)思路

1.使用品質(zhì)較好的磷礦

為滿足公司長(zhǎng)期發(fā)展的需要，盡量按比例混配高中低磷礦；對(duì)原料磷礦進(jìn)行脫除雜質(zhì)的技術(shù)研究或直接興建脫鎂的新工藝；從根本上降低礦、酸中的Fe3+、Al3+、Mg2+含量，減少磷酸在氨化過程中枸溶性化合物的生成，從而提高產(chǎn)品中的水溶磷和氮含量。

2.對(duì)濕法磷酸進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬艋蛭锢沓两堤幚恚员ＷC磷酸質(zhì)量合格

對(duì)濕法磷酸進(jìn)行適當(dāng)凈化處理的目的在于有效降低酸中的Ca2+、Fe3+、Al3+、Mg2+含量，從公司的實(shí)際考慮，濕法酸罐區(qū)保持高位，避免單槽同進(jìn)同出，增加相應(yīng)的沉降時(shí)間。并且應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格確定原料酸的底線指標(biāo)，近年公司的生產(chǎn)實(shí)踐表明：磷酸中雜質(zhì)含量比：（Fe2O3%+Al2O3%+MgO%+MnO2%）/P2O5%應(yīng)小于0．096，Mg2+小于1．85%、Al3+小于1．8%、含固量小于2．5%時(shí)才能保證生產(chǎn)出國標(biāo)優(yōu)等品。

四、通過采取以上措施后，產(chǎn)品水溶磷和氮含量都得到了有效的提高。

表2 一、二期生產(chǎn)磷銨所用原料磷酸

（g/cm3） Fe2O3（%） Al2O3（%）其一期采取以上措施，仍采用混合工藝；二期仍采用雙管反，在采取以上措施的同時(shí)，系統(tǒng)在保證產(chǎn)品總養(yǎng)分的前提下添加尿素；其兩個(gè)月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)如下：

表3 采取措施后一二期磷銨裝置產(chǎn)品質(zhì)量

在原料酸質(zhì)不斷下降，通過調(diào)整過程控制、中間過程管控，并針對(duì)裝置間存在的差異性，采取了以上提及的特殊的過程調(diào)控手段，最終兩個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)際，取得了較好的效果。

五、結(jié)論

通過逐年來工藝技術(shù)人員不斷的生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)，在原料酸質(zhì)不斷下降的情況下，通過細(xì)化配礦、延長(zhǎng)磷酸沉降時(shí)間、酸槽高位溢流、優(yōu)化穩(wěn)定工藝指標(biāo)、加強(qiáng)工藝人員生產(chǎn)過程的管控等；最終一期DAP裝置產(chǎn)品的水溶磷和二期DAP裝置產(chǎn)品氮含量均得到了顯著提高，一、二期產(chǎn)品內(nèi)外在質(zhì)量基本得以保持一致，產(chǎn)品質(zhì)量得到了有效保障；為公司提質(zhì)增效、破困革新開了先河，今后我們?nèi)詫㈧柟桃讶〉玫某晒⒉粩嗝骱屠^續(xù)做好精細(xì)化質(zhì)量管理，共同維護(hù)公司的品牌形象。

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Improve the diammonium phosphate water soluble phosphorus and nitrogen content of technology

Du Jianbo Feng Quanli
(yun group tianan chemical co., LTD,Yunnan Kunming ,650051 kunming university of science and technology institute of chemical engineering,Yunnan Kunming ,650051)

this article in view of the water has less than diammonium phosphate products, the nitrogen content is not enough, to company a, the second phase of 600 kt/a dap devices of different water soluble phosphorus and nitrogen content, from raw material mining, acid, and the entire process control of each link are analyzed; To make the product water soluble phosphorus and nitrogen content were improved.

water soluble phosphorus；Nitrogen content；Response；control

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