Способ получения суперфосфорной кислоты

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУПЕРФОС .гФОРНОЙ КИСЛОТЫ, включающий упариваi ние фосфорной кислоты при повышенной температл; в присутствии добав .ки, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и получения продукта с концентрацией 63-66% и степенью полимеризации 15-40%, непосредственно используемого в производстве жидких комплексных удобрений, упаривание ведут при 160210 С , а в качестве добавки берут минеральные соли аммония или амми1ака 6-количестве 2-10% от веса кислоты в пересчете на апот.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

tCUNVHI

РЕСПУБЛИК

3{50 С 01 В 25 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfA4I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

90 с©

Ю

4h (21) 3356512/23-26 . (22) 02.10.81, (46) 23 ° 05.83. Вкит. М 19 (72) С. П. Кочетков, В.М. Лембриков и Э. A. Зорихина (71) Воскресенский филиал Научноисследовательского института по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф.

Я. М. Самойлова (53) 661.634.2(088.8) (56) 1. Патент COJA 9 3260569, кл. 23-165, опублик. 1966.

° 2. Авторское свидетельство СССР. В 420557, кл. С 01 В 25/24, 1971.

„ЯЦ„„10189.04 (54) (57) СПОСОБ ПОпуЩЯЩЯ Сущ;рФОС

„ ФОРНОй КИСЛОТКИ, включающий упарива=

:ние фосфорной кислоты при повыаенной температуре в присутствии добавки, о т л и ч а в щ и и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и получения продукта с концентрацией

Р О 63-66% и степеньв пслимериэации

15-40%, непосредственно используемого s производстве жидких комплексных удобрений, упаривание ведут при 160210сС, а в качестве добавки берут минеральные соли аммония или аве и1ака в количестве 2-10% от веса кислоты s пересчете на азот.

1018904

Изобретение относится к способу получения суперфосфорной кислоты, содержащей орто- и полифосфорные кислоты и используемой в производстве жидких комплексных удобрений.

Суперфосфорную кислоту получают путем концентрирования упаренной экстракционной ортофосфорной кислоты, содержащей 50-54% Р О

Известен способ получения суперФосфорной t кислоты путем упаривания экстракционной фосфорной кислоты (25-55% Р 05) при температуре более

120ОС и давлении менее или равном ата. Получают кислоту, содержащую

69-79% Р20, причем 2-30% Р О находится в виде полифосфорных кислот.

Продукт содержит также 1-1.0% примесей, которые не выделяются в осадок вследствие наличия полифосфорных кислот. Для понижения температуры замерзания в продукт вводят 0,5-3% солей аммония. Для получения жидких комплексных удобрений (ЖКУ) кислоту предварительно разбавляют водой (1 ).

Недостатком этого способа являются повышенные энергозатраты, обус- 25 ловленные повыаенной температурой упаривания — 260 С, а также недоо статочно высокое содержание полифосфорных кислот и необходимость разбавления кислоты перед получени- 30 ем удобрения.

Наиболее близким по техническому решению .и достигаемому результату к изобретению является способ получения суперфосфорной кислоты путем 35 упаривания термической или экстракционно-термической фосфорной кислоты до содержания Р20 до 75% при

380"С в присутствии марганцевокисло- го калия, взятого в количестве 0,5- 40

10%.

Получают суперфосфорную кислоту, содержащую 77, 5-79, 5% Р2 О, из которых 68-89,5% находится в йолиформе(2).

Недостатками известного способа являются использование дорогой термической или экстракционно-термической фосфорной кислоты, повышенные энергозатраты, (1500-1800 ккал/кг выпаренной soma), обусловленные ной температурой упаривания, а также невозможность получения суперфосфорной кислоты с необходимой степенью полимеризации (не менее 15%) при упа. ривании экстракционной фосфорной кислоты, 55

Цель изобретения - снижение энергозатрат и получение продукта с содержанием P О 63-66% и степенью

2 полимериз ации 15-40%, непосредственно используемого в производстве жидких комплексных удобрений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в упаривании фосфорной кислоты при повышенной температуре в присутствии.65 добавки, упаривание ведут при 160210 С, а в качестве добавки берут минеральные соли аммония или аммиака в количестве 2-10% от веса кислоты в пересчете на азот.

Отличиями изобретения являются температурный режим, добавка и ее.. расход, Указанные отличия позволяют такж". снизить энергозатраты до 900-1100 кхал/кг выпаренной воды, расход топлива (природного газа) со 115130 до 30-60 нм /m Р О

Минимальная концейтрация суперфосфорной кислоты, фосфата аммония (ЖКУ марки 10-34-0) теоретически составляет 63-64% Р О при степени полимеризации не мейее 15%. Введение солей аммония и аммиака ускоряет полимеризацию фосфорной кислоты.

Влияние температуры упаривания, расхода аммония и аммиака на получение и свойства продукта — суперфосФорной кислоты, представлено в табл.1

Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что при расходе солей аммония или аммиака менее 2% степень полимеризации фосфорной кислоты низкая и продукт непригоден для получения жидких удобрений. Расход более

10% приводит к образованию осадка.

При температуре процесса менее

160 С не достигается необходимая о для получения жидких удобрений общая концентрация Р205.

При температуре более 210 С возрастают энергозатраты без улучшения качества. продукта.

В качестве минеральных солей аммония используют сульфаты и нитраты аммония.

Пример 1. В барботажный концентратор аэрлифтного типа производительностью 30000 кг Р20 в сутки подают 1,3 м /ч упаренной ортофосфор3 ной кислоты концентрацией 52% Р2 О, предварительно насыщенной газообразным аммиаком в расчете 5 кг аммиачного азота на 100 кг кислоты. В этот же концентратор подают топочные газы с температурой 900 С и скоростью

35 м/с при расходе топлива 35 ккал/1т

Р>0» которыми кислота нагревается до 170ОС, При этой температуре время пребывания кислоты в концентраторе

40 с. В результате получают 1,1 мэ/ч суперфосфорной кислоты, содержащей

63,7% Р20у, при этом 15,9% Р О находится в виде полиформ. Степень полимериэации составляет 25% ° Удельный расход тепла при этом составляет

1060 ккал/кг выпаренной воды.

Пример 2. В упаренную ортофосфорную кислоту концентрации

51-52% Р О вводят сульфат аммония и упаривают на установке огневой упарки барботажного типа производи1018904 тельностью 950, кг P 05в ч ° При этом расходуют 2500 м//ч топочных газов (800-900 C) со скоростью 35-40 м/с.

Результаты упаривания с получением суперфосфорной кислоты представлены в табл. 2.

Из полученной суперфосфорной кислоты концентрацией 63-64% P 0 полу2

Концентрация, %

Затраты тепла, ккал/кг выпаренной воды е

Температура упаривания, С

Суперфосфорная кислота

Концент- Степень рация полимеР 0, % риэации

Примечания

I исходной фосфорной к-ты (Р 0 ) аммиачных солей или аммиака

63,7

1010

1,5

170

9 Не пригодна для получения ЖКУ

180

2,0

1035

64,2

52

3,0

1300

220

66,8

Повиаенный расход тепла беэ улучшения -качества, непригодна для получения ЖКу

61,9

4,0

150

900

5,0

170

1060

63,7

7,0

160

960

63,1

10,0

210

1050

40

11,0

190

1030

65,2

52

Продукт содержит до 10% осадка и кристаллизуется

Таблица 2, Продукционная кислота

Концентрация исходной ортофосфорной кислоты, % (Р2 05) общ., Степень полимеризации, %

0,5

О.

14,1

160

2,66

19,9

180

22,80

22,80

33,00

190

2,86

2,85 190

3,39

3 39

63,3

81,30

270

Ю ЮЮЮ г

ВНИИПИ Заказ 3621/16 Тираж 471 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

52,35

51,50

51,50

50,90

50 „90

51,25

51,25

51,25

Содержание Температура азота, упаривания, вес.% С

165 чают жидкие комплексные удобрения р содержанием 34-35% Р 05, 11-11% азота при степени конверсии равной 45-48% °

Изобретение позволит снизить затраты на производство 1 т суперфосфорной кислоты на 18,3 руб.

Таблица 1.

53,15

62,90

63,91

64,40

64,40

65,90

68,85

71 80